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这篇文章教你弄懂组件横排、竖排是怎么回事?哪个发电量谁更高?谁更能节省成本?


作者:www.tyn100.com 来源:www.tyn100.com 日期:2017/9/29 16:32:15 点击率:

什么是组件横排、竖排?


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组件横排比竖排对占地和支架用量多?


1、横排、竖排占地面积比较

有人说组件横排比竖排占地多,我们来研究一下,组件占地是在一定倾角的条件前排组件不遮挡后排(通常按冬至日真太阳时9:00-15:00前排不遮挡后排)。那么只要组件容量一定,倾角一定,组件横排与竖排占地一样多,利用简单的平行四边形就可计算得出。所谓的组件横排之后支架变高,阵列间距加大,只是中间视觉过程,实际占地几乎一样。

我们以30°倾角,3.0的影子倍率,40块尺寸为1650*992的组件,组件与组件间隔0.01米为例,实际计算占地面积。组件横排为南北方向横排4块,东西方向10块;组件竖排为南北方向竖向2块,东西方向20块。

由图3可计算,组件横排占地156.925平米;由图4可计算,组件竖排2×20占地156.875平米;由图5可计算,组件竖排2×10竖排2个阵列占地面积为157.580平米。所以,组件横排竖排占地几乎一致。


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2、横排竖排支架用钢量比较

支架用钢量理论上一样。支架是将组件固定在上面,并支撑组件自重、抗风雪载荷等的结构。在同一地区风雪载荷固定,组件倾角一致的条件下,被用支架来支撑的组件数量一定前提下,支架用钢量是一样的。在实际设计中,组件横排4排组件需要5根梁,可能横排用钢量稍多一点,但其南北方向檩条用量会少,经部分设计院专家优化,实际应用中组件横排与竖排用钢量几乎一致。

3、横排竖排安装难度

横排安装难度稍大。组件横排后,支架高度通常会比竖排稍高,且在南北方向需要装4排组件,难度稍大。但随着近些年光伏业的发展,组件安装队经验越来越丰富,并制作了各种组件安装辅助机构,可适应各种支架高度和形式,支架安装难度并不是阻碍组件横排普及的制约因素。

组件安装造价约占光伏电站总投资的1‰,即使横排比竖排安装造价提高10%,也仅会增加造价的万分之一,相比于发电量的增量,至少相差一个数量级。

4、横排竖排隐性收益

阵列间距加大,运营方便

横排支架增高,安装难度稍增,现在它的优势体现出来了。在纬度较小或支架倾角小的地区,我们会发现阵列间距较小,组件清洗时,稍大一点的车辆很难通过。另外,在光伏与农业等其他形式结合的电站,阵列间距小,农业作业或其他作业时非常不方便。

在相同影子倍率条件下,支架越高,阵列间距越大,横排时支架稍高,阵列间距也相应增大,间距即可应用。

光伏专用缆用量减小

另外,组件横排4排可安装2个组串,光伏专用缆U型串线后,直流侧更集中,如图6所示,每个组串的电缆利用组件自带正负极线即可完成,1×4mm2电缆用量会减小,线损也会相应降低。而组件竖排时,如图7所示,需要另接两根电缆到汇流箱,线缆用量增大,线损也加大。

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有的朋友问竖排为什么不接2串呢?为保证组件正负极在同一侧,通常采用2排组件U型串线,只接1串。否则,每个组串都会多用一个阵列长度的光伏专用电缆,增大初始投资和运行线损。


组件横排比竖排发电量高?

组件排布是由组件构成决定的。我们先来看看组件的组合原理,如图8所示,以通常的60片电池片组件为例,由60片电池片串联而成,每20片加装1个旁路二极管,且电池片串联方向基本是东西方向U型回路。

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组件电路结构的特点决定了组件抗遮挡能力的不同。因为遮挡以靠近地面居多,我们以靠近地面的2排电池片被遮挡为例,说明遮挡对发电性能的影响。

图9遮挡一块组件最下边两排电池片,横向排布时,最下边的旁路二极管导通,上边2排电池片继续有功率输出。

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图10遮挡一块组件最下边两排电池片,竖向排布时,组件中的每一路均有电池片被遮挡,电路断路,3排电池片均无功率输出。

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因为太阳每天都是从地平线升起,地平线落下,那么在支架不可能布臵的无限远的情况下,至少在太阳起落时,组件遮挡是存在的,这也从理论上证明了组件横排抗遮挡能力更强。

什么情况用横排?什么情况用竖排?

西北平坦地面电站

在相对平坦的地面电站,太阳升起和落下的一段时间内,都会发生前排组件平行遮挡后排的情况,折合散射、反射等因素后,我们按早晚横排比竖排少遮挡10分钟估算。考虑到太阳升起和落山时,辐照度下降,按输出功率是最大输出功率的15%计算。对于一座年利用小时数1500小时的电站,横排比竖排发电量多1.2%。

山地、坡地光伏电站

现在光伏电站与农业、林业结合增多,不可避免的在山地、坡地等不平坦的地形建设,那么复杂地形组件排布如何选择呢?

对于利用山地南坡和北坡建设的电站,与平地类似,横排优于竖排;对于利用部分东坡和西坡建设的电站,太阳早上升起时,东坡首先照到太阳,西坡有遮挡,随着太阳逐渐升高并向南移动,西坡逐渐照到太阳,东坡有遮挡,可以看出遮挡仍大致与组件长边平行。太阳在南北回归线之间移动,加之我国大部分建光伏电站的地区在北回归线以北,所以定性的角度讲,在山地、坡地等不规则地区,组件横排抗遮挡能力大于竖排。

分布式屋顶 周边有遮挡时

对于安装于房顶的分布式光伏电站,如果是空旷无遮挡且有倾角安装时,与地面电站相同。对于有电线杆或天线等竖向遮挡,且无法避开时,如果是遮挡物较多可考虑竖排安装。如果是竖向遮挡只是极个别现象时,对于有倾角安装的电站,我们仍推荐横排安装。因为,横排安装不仅能提高发电量,而且一般屋顶分布式电站倾角较小,组件过道就很窄,不利于检修、清洗等,如果组件横排,可安装多块组件,支架变大,过道就变大,更便于检修(占地面积并不增大)。

组串式、集散式逆变器多路MPPT跟踪时候(横安2串,竖安1串)

对于组串式、集散式逆变器多路MPPT的情况,组件横排也有其特有优势。因为组件横排时,通常在南北方向上布臵4排,如图6所示,这样每个支架即可设计2串,可将每个支架最上面一串接到同一MPPT中,在下面一排遮挡时,上面仍可发电,这样理论上可更有效提供发电量效率。而组件竖排时,如图7所示,通常在南北方向上布臵2排,这2排接到同一个组串中,没有横排时2个独立组串的优势。

综上,对于组串式、集散式多路MPPT逆变器的电站,组件横排优势大于竖排。

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