光伏组件竖向、横向布置不同,发电量差异大!.pdfVIP

光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大！ 王淑娟 在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案： 方案一：竖向布置，如下图。 图1 光伏组件竖向布置的光伏电站 方案二：横向布置，如下图。 图2 光伏组件横向布置的光伏电站 根据我的了解，目前竖向布置的电站会更多一些。主要原因是， 竖向布置安装方便，横向布置时，最上面的一块安装比较费劲！这就 影响了施工进度。 经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的 影响太大了！逐步说明这个问题。 1、前后遮挡造成电站电量损失 在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地 面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6 个小时不遮挡。然而，6 小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的 实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7 小时以上，在西部 甚至可以达到9 个小时。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强 2 的时间长度，而辐射强度≥50W/m2 时，逆变器就可以向 度≥120W/m 电网供电。因此，当12 月份的日照时数在6h 以上时，发电时间肯定 大于6h 。） 结论1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有 遮挡，造成发电量损失。 2、光伏组件都有旁路二极管 热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载 消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组 件此时会发热，这就是热斑效应。 这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部 分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效 应而遭受破坏，最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管， 以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。因此，旁路二 极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用， 让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发 电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。 上一张60 片的光伏组件的电路结构图。 图3 光伏组件的电路结构图 结论2 ：光伏组件式需要旁路二极管的。 3 、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用 图4 纵向布置时被遮挡的图 图5 横向布置时被遮挡的图 当组件纵向排布时，阴影会同时遮挡3 个电池串，3 个二极管若 全部正向导通，则组件没有功率输出，3 个二极管若没有全部正向导 通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出。 当组件横向排布时，阴影只遮挡1 个电池串，被遮挡电池串对应 的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部 被遮挡电池消耗，同时二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未 被遮挡电池串产生的功率，另外2 个电池串可以正常输出功率。 结论3 ：纵向遮挡，3 串都受影响，3 串的输出功率都降低；横 向遮挡，只有1 串受影响，另外2 串正常工作。 标准测试条件（即温度 25 ℃，光谱分布 AM1.5 ，辐照强度是 1000W/m2，）下，未遮挡、纵向遮挡、横向遮挡的输出功率图： 图6 组件未被遮挡时的输出功率图 图7 纵向遮挡（图4 遮挡方式）时组件的输出功率图 图8 横向遮挡（图5 遮挡方式）时组件的输出功率图 从图中可以看到，组件横向遮挡电池片时，组件的输出功率约为 正常输出功率的 2/3 ，说明二极管导通，起到保护作用，组件纵向遮 挡电池片时，组件几乎没有功率输出，测试结果与理论一致。 结论4 ：在光伏电站中组件采用横向排布，可以减少阴影遮挡造 成的发电量损失。 为了更好的说明这一问题，借用网友“李京大明” 的一组实验实测 的数据来说明。 采用了下面7 种不同的遮挡方式。 这7 种遮挡方式中，方案2 和方案6、方案3 和方案7 的遮挡量 基本相同。那他们的输出功率呢？看下表。 方式