一般來說,常見的排布形式主要分為以下四種(PS:不考慮單軸及跟蹤支架):
豎向單排
橫向單排
豎向多排
橫向多排
圖1:多種組件的排布方式
一、分析依據—組件的結構
1-1 以60片電池片組件為例
圖1:光伏板結構
以60片電池片為例,實際上就是3組電池片并聯,每組20塊電池板串聯接一個旁路二極管,二極管可以防止熱斑,在一串被遮擋的時候對其他兩串沒有影響。根據組件特性,來分析不同遮擋下的出力情況。
1-2 不同遮擋情況下組件出力情況
圖2 遮擋實驗
二、橫排VS豎排
從占地面積、支架用量、安裝、發電量四個方面進行比較。
1
占地面積
圖3:D2為單個陣列所占的前后排距離
假設組件是1650*990mm的單晶280Wp(60片)的組件,組件安裝傾角為θ,光線入射角為α,則D2=L*cosθ+L*sinθ*cotα。
圖4:豎向雙排排布 VS橫向雙排排布
取θ=30°,α=45°。通過計算得到D2(豎排)≈4.51m,D2(橫排)≈2.73m;
通過比較單個支架單元的陣列總占地面積差別不大,但是在長度和寬度有較大差異,在實際項目要合理選擇橫排還是豎排。
2
支架用量
對兩種方式的安裝進行對比
圖5:豎向雙排排布圖
通過比較:橫向雙排的用鋼量要比豎向雙排排布要略多一些,經優化后,實際應用中組件橫排與豎排用鋼量幾乎一致,尤其是橫向三排或四排VS豎向雙排的對比;但水泥墩要多一些成本。
注:①以上僅提供了一種斜支架的定量分析;
②傾角減小,可以減少支架用鋼量(前后立柱及斜支撐)。
3
安裝
通常光伏電站中,光伏組件采用豎向雙排布置、橫向三排或四排布置,當橫向布置時,最上面一塊安裝比較費勁。
圖6:橫向四排組件排布
4
發電量
4-1 根據光伏電站設計原則,兼顧發電收益和安裝容量,光伏陣列前后排間距應保證冬至日早上9:00到下午3:00太陽電池方陣不被遮擋;但是實際下午3:00之后還有部分可觀的發電量。以5kW電站為例,如下圖所示。
圖7
上海地區(冬至日,15:00之前發電量22.7度,當日發電量23.6度)
圖8
河北地區(冬至日,15:00之前發電量24.1度,當日發電量25.4度)
4-2 考慮到下午3點之后前后排有遮擋的情況
圖9:組件短板遮擋和長邊遮擋特點
通過比較:橫排抗遮擋能力強于豎排。尤其是在山地、坡地等不規則地區,組件橫排抗遮擋能力大于豎排。總體來講,橫排布置可以提高系統的發電量。
三、單排VS多排
圖10:單排VS多排
區別:
1
單排組件前后陣列凈距離D1比較短,不利于運維。多排提供較寬的過道,便于檢修。
圖11:專業清洗車
(圖片來源:智匯光伏)
2
下午到某個時刻,單排組件前后排(除第一排)陰影遮擋比較嚴重,但是多排上部分組件不容易被遮擋,發電量更高!
圖12:大風后的情景
本文先簡單介紹了組件的結構,然后通過占地面積、支架用量、安裝難易度、發電量、運維等對比來分析橫排和豎排、單排與多排的區別,旨在讓大家找到更適合自己的組件排布。
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