前言
在光伏系統(tǒng)里組件排布的設(shè)計(jì)非常重要,好的組件排布對整體安裝容量、安裝難易程度、長期發(fā)電量及保障投資收益,都有不少區(qū)別,小固今天探討的話題就是不同安裝形式的組件排布哪種收益更高。
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):
l 豎向單排
l 橫向單排
l 豎向多排
l 橫向多排
圖1:多種組件的排布方式
一、分析依據(jù)—組件的結(jié)構(gòu)
1-1以60片電池片組件為例
圖1:光伏板結(jié)構(gòu)
以60片電池片為例,實(shí)際上就是3組電池片并聯(lián),每組20塊電池板串聯(lián)接一個(gè)旁路二極管,二極管可以防止熱斑,在一串被遮擋的時(shí)候?qū)ζ渌麅纱疀]有影響。根據(jù)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(shí)驗(yàn)
二、橫排VS豎排
從占地面積、支架用量、安裝、發(fā)電量四個(gè)方面進(jìn)行比較。
(1)占地面積
圖3:D2為單個(gè)陣列所占的前后排距離
假設(shè)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(jì)算得到D2(豎排)≈4.51m,D2(橫排)≈2.73m;
通過比較單個(gè)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(shí)際項(xiàng)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(jìn)行對比
圖5:豎向雙排排布圖
注:①以上僅提供了一種斜支架的定量分析。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(jīng)優(yōu)化后,實(shí)際應(yīng)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。
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(dāng)橫向布置時(shí),最上面一塊安裝比較費(fèi)勁。
圖6:橫向四排組件排布
(4)發(fā)電量
4-1根據(jù)光伏電站設(shè)計(jì)原則,兼顧發(fā)電收益和安裝容量,光伏陣列前后排間距應(yīng)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(shí)際下午3:00之后還有部分可觀的發(fā)電量。以5kW電站為例,如下圖所示。
圖7:上海地區(qū)(冬至日,15:00之前發(fā)電量22.7度,當(dāng)日發(fā)電量23.6度)
圖8:河北地區(qū)(冬至日,15:00之前發(fā)電量24.1度,當(dāng)日發(fā)電量25.4度)
4-2考慮到下午3點(diǎn)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(diǎn)
通過比較:橫排抗遮擋能力強(qiáng)于豎排。尤其是在山地、坡地等不規(guī)則地區(qū),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(tǒng)的發(fā)電量。
三、單排VS多排
圖10:單排VS多排
區(qū)別:① 單排組件前后陣列凈距離D1比較短,不利于運(yùn)維。多排提供較寬的過道,便于檢修。
圖11:專業(yè)清洗車
② 下午到某個(gè)時(shí)刻,單排組件前后排(除第一排)陰影遮擋比較嚴(yán)重,但是多排上部分組件不容易被遮擋,發(fā)電量更高!
③ 考慮到組件的防風(fēng)等問題,多排對防風(fēng)等級要求更高一些,電站更容易受到損害。
圖12:大風(fēng)后的情景
總結(jié)
本文先簡單介紹了組件的結(jié)構(gòu),然后通過占地面積、支架用量、安裝難易度、發(fā)電量、運(yùn)維等對比來分析橫排和豎排、單排與多排的區(qū)別,旨在讓大家找到更適合自己的組件排布。
限于作者的水平有限,本文難免有一些疏漏之處,歡迎大家留言指正!
小固,給您一種方式,品味光伏!
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