太阳能学院
不同形式的组件排布,哪种收益更高?
+ 发布时间:2018-03-19

前言

光伏系统里组件排布的设计非常重要,好的组件排布对整体安装容量、安装难易程度、长期发电量及保障投资收益,都有不少区别,小固今天探讨的话题就是不同安装形式的组件排布哪种收益更高。

一般来说,常见的排布形式主要分为以下四种(PS:不考虑单轴及跟踪支架):

l   竖向单排

l   横向单排

l   竖向多排

l   横向多排


1:多种组件的排布方式

一、分析依据—组件的结构

1-1 60片电池片组件为例

1:光伏板结构

60片电池片为例,实际上就是3组电池片并联,每组20块电池板串联接一个旁路二极管,二极管可以防止热斑,在一串被遮挡的时候对其他两串没有影响。根据组件特性,来分析不同遮挡下的出力情况。

1-2 不同遮挡情况下组件出力情况

2 遮挡实验

二、横排VS竖排

从占地面积、支架用量、安装、发电量四个方面进行比较。

1)占地面积

3:D2为单个阵列所占的前后排距离

假设组件是1650*990mm的单晶280Wp60片)的组件,组件安装倾角为θ,光线入射角为α,则D2=L*cosθ+L*sinθ*cotα。


4:竖向双排排布 VS横向双排排布

取θ=30°,α=45°。通过计算得到D2(竖排)≈4.51mD2(横排)≈2.73m



通过比较单个支架单元的阵列总占地面积差别不大,但是在长度和宽度有较大差异,在实际项目要合理选择横排还是竖排。

2)支架用量

对两种方式的安装进行对比


5:竖向双排排布图



注:①以上仅提供了一种斜支架的定量分析。通过比较:横向双排的用钢量要比竖向双排排布要略多一些,经优化后,实际应用中组件横排与竖排用钢量几乎一致,尤其是横向三排或四排VS竖向双排的对比;但水泥墩要多一些成本。

②倾角减小,可以减少支架用钢量(前后立柱及斜支撑)。

3)安装

通常光伏电站中,光伏组件采用竖向双排布置、横向三排或四排布置,当横向布置时,最上面一块安装比较费劲。

6:横向四排组件排布

4)发电量

4-1 根据光伏电站设计原则,兼顾发电收益和安装容量,光伏阵列前后排间距应保证冬至日早上9:00到下午3:00太阳电池方阵不被遮挡;但是实际下午3:00之后还有部分可观的发电量。以5kW电站为例,如下图所示。

7:上海地区(冬至日,15:00之前发电量22.7度,当日发电量23.6度)

8:河北地区(冬至日,15:00之前发电量24.1度,当日发电量25.4度)


4-2 考虑到下午3点之后前后排有遮挡的情况


9:组件短板遮挡和长边遮挡特点

通过比较:横排抗遮挡能力强于竖排。尤其是在山地、坡地等不规则地区,组件横排抗遮挡能力大于竖排。总体来讲,横排布置可以提高系统的发电量。


三、单排VS多排

10:单排VS多排


区别:① 单排组件前后阵列净距离D1比较短,不利于运维。多排提供较宽的过道,便于检修。

11:专业清洗车


② 下午到某个时刻,单排组件前后排(除第一排)阴影遮挡比较严重,但是多排上部分组件不容易被遮挡,发电量更高!

③ 考虑到组件的防风等问题,多排对防风等级要求更高一些,电站更容易受到损害。


12:大风后的情景

总结

本文先简单介绍了组件的结构,然后通过占地面积、支架用量、安装难易度、发电量、运维等对比来分析横排和竖排、单排与多排的区别,旨在让大家找到更适合自己的组件排布。

限于作者的水平有限,本文难免有一些疏漏之处,欢迎大家留言指正!

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