光伏组件横向竖向发电量对比分析-solarbe文库

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光伏组件竖向、横向布置不同，发电量差异大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，日照时数是辐射强度 ≥ 120W/m 2 的时间长度，而辐射强度 ≥ 50W/m 2 时，逆变器就可以向电网供电。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 1 2 3 4 5 6 7 Voc 34.62 24.55 34.06 34 33.11 34.49 33.5 Isc 5.88 3.45 0.47 0.33 0.28 5.8 5.2 P 204 85 16 11 9 200 174 可以看出，方案 6 的输出功率远大于方案 2，方案 7 的输出功率远大于方案 3。纵向安装阴影遮挡后，二极管全部导通，在这种情况下，组件的电流是很低，小于 1A；横向安装阴影遮挡后，仅有一个二极管导通，其余两个是正常的，所以功率降低不大。