什么是组件横排、竖排?

 

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?

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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【rén】说组件横排【pái】比【bǐ】竖排占地多,我们来研究一下,组件占【zhàn】地是在一定倾角的条件前排组件不遮【zhē】挡【dǎng】后排(通常按【àn】冬【dōng】至日【rì】真【zhēn】太阳时9:9-21:00前排不遮挡后【hòu】排【pái】)。那么只【zhī】要组件容【róng】量一【yī】定【dìng】,倾角【jiǎo】一定,组件横排与竖排占地一样多,利用简单的【de】平行四【sì】边【biān】形就可计算得出。所谓的组件横排之【zhī】后【hòu】支架变【biàn】高,阵列间距加【jiā】大,只是中间视觉过程【chéng】,实【shí】际占地几乎一【yī】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【yǔ】组件间隔0.01米为例,实际【jì】计【jì】算占地【dì】面积【jī】。组【zǔ】件横排为南【nán】北方【fāng】向横排4块,东西方向10块;组件竖【shù】排为【wéi】南北方向竖向2块,东西方向20块。

 

由图3可【kě】计算,组件横排【pái】占地156.925平米;由【yóu】图4可计算,组件【jiàn】竖排2×20占地156.875平米;由图【tú】5可计【jì】算,组件竖【shù】排2×10竖排【pái】2个【gè】阵列占地面积为157.580平米。所以【yǐ】,组件横排竖排占地几乎【hū】一致【zhì】。

 

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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【jià】是将组件固定【dìng】在上【shàng】面【miàn】,并支撑组件自重、抗风雪载荷等的结构。在【zài】同【tóng】一地【dì】区风雪载荷【hé】固定,组件倾角一致的条件下【xià】,被用【yòng】支架来支撑的组件数【shù】量一定前提下,支架用钢量是【shì】一样的。在实际设计中,组件横【héng】排【pái】4排组件【jiàn】需【xū】要5根梁,可能横排用钢量稍多一点,但其南北方向【xiàng】檩条用量会少,经部分设【shè】计院专家优化【huà】,实【shí】际应用中【zhōng】组【zǔ】件横排【pái】与竖排【pái】用钢量几【jǐ】乎一致。

 

3、横排竖排安装难度
横排安装【zhuāng】难度稍大。组件横排后,支架高度通常会比竖排【pái】稍高,且在南北【běi】方向需要装4排组件,难度稍大【dà】。但随着【zhe】近些年光伏业的发【fā】展【zhǎn】,组件安装队【duì】经【jīng】验【yàn】越来越【yuè】丰富【fù】,并制作了【le】各种组件安装辅助机构,可【kě】适应【yīng】各种【zhǒng】支架高度和形式,支架安装【zhuāng】难度并不【bú】是阻碍组件横排普及【jí】的制约因【yīn】素。

 

组件安装造价约占光伏电站总投资的1‰,即使【shǐ】横排比【bǐ】竖排安装造【zào】价提高10%,也仅会【huì】增加造价的万分【fèn】之一,相【xiàng】比于发电量的增量,至少【shǎo】相差【chà】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【héng】排支架增高,安装难【nán】度稍增,现在【zài】它的【de】优势体现【xiàn】出【chū】来了。在纬度较小或支架倾角小的【de】地区,我们会【huì】发【fā】现阵【zhèn】列间距【jù】较小,组件清【qīng】洗时,稍大一【yī】点的车辆很难【nán】通过。另外【wài】,在光【guāng】伏与农业等其他形式结合的电站,阵【zhèn】列间距小,农业作业【yè】或其他作【zuò】业时非常不方便。

 

在相同【tóng】影子【zǐ】倍率【lǜ】条件下,支架越高,阵【zhèn】列间距越大,横排时支【zhī】架稍【shāo】高,阵列间距也相【xiàng】应增大,间距即可【kě】应用。

 

光伏专用缆用量减小

 

另外,组【zǔ】件横排4排可安【ān】装2个组串,光伏专用缆U型串线【xiàn】后,直【zhí】流侧更【gèng】集中,如【rú】图6所示,每个组串【chuàn】的电缆利用组件自带【dài】正负极线即可【kě】完成,1×4mm2电缆用量会减小,线损也会【huì】相应降低。而【ér】组件竖排时,如图【tú】7所【suǒ】示,需要另【lìng】接两根电【diàn】缆到【dào】汇【huì】流箱,线缆用量增【zēng】大,线损也加大。

 

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有的【de】朋友【yǒu】问竖【shù】排为什么不接2串呢?为保证组【zǔ】件正负【fù】极【jí】在【zài】同一侧【cè】,通常采用2排组件【jiàn】U型串线,只接1串。否则,每个组串【chuàn】都【dōu】会多用一【yī】个阵列长度的光伏专用电【diàn】缆,增大初【chū】始投资【zī】和运行【háng】线损。

 

组件横排比竖排发电量高?

 

组件【jiàn】排布是由组【zǔ】件构成决【jué】定的。我们先来看看【kàn】组件的组合原理,如【rú】图8所【suǒ】示【shì】,以通常的60片电池片组件为【wéi】例,由60片电池片串联而成,每【měi】20片加装1个旁路二极管【guǎn】,且电池片【piàn】串联【lián】方向基本【běn】是东西【xī】方向U型回路【lù】。

 

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组【zǔ】件电路结构的特点决定了组件抗遮挡能力的不同【tóng】。因为遮挡【dǎng】以靠近【jìn】地面【miàn】居多【duō】,我们以靠近地【dì】面的2排【pái】电池片被遮挡为例,说明遮【zhē】挡对发电【diàn】性能的【de】影响。

图9遮挡一块【kuài】组件最下边两【liǎng】排电池片,横向排布时,最下边的旁【páng】路二极管导【dǎo】通【tōng】,上边2排电池片【piàn】继续有【yǒu】功率输出。

 

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图10遮挡一块组件最下【xià】边两排电池片,竖向排布时,组件中【zhōng】的每【měi】一路均有电池片【piàn】被遮挡,电【diàn】路断【duàn】路,3排电【diàn】池片均无功率输【shū】出。

 

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因为太阳每天都【dōu】是从地平线【xiàn】升起,地平线【xiàn】落下,那么在【zài】支架【jià】不可能布臵的无限【xiàn】远的【de】情况下,至少在太阳【yáng】起落时【shí】,组件遮挡是存【cún】在【zài】的,这也从【cóng】理论上证【zhèng】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【xiàng】对平坦的地面电站,太阳升起和落下的一【yī】段时间内【nèi】,都会发生【shēng】前排组件【jiàn】平行遮挡后排的情况,折合散射、反射等因【yīn】素后【hòu】,我【wǒ】们按早晚横排比竖排少【shǎo】遮挡【dǎng】10分钟【zhōng】估算。考【kǎo】虑到【dào】太【tài】阳升【shēng】起【qǐ】和落山时,辐照度下降【jiàng】,按输出功率是最【zuì】大输出功【gōng】率的15%计算。对【duì】于一座年利用小时数1500小时的电站,横排比竖排发【fā】电量【liàng】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【zēng】多,不可避免【miǎn】的在【zài】山地、坡地等不【bú】平坦的【de】地形建设,那么复杂【zá】地形【xíng】组【zǔ】件排布【bù】如何选择呢?

 

对于利用山地南坡【pō】和北坡建设的电【diàn】站【zhàn】,与平【píng】地类似,横排优于竖排;对于利用部分【fèn】东坡和西坡建设的电【diàn】站【zhàn】,太阳【yáng】早上【shàng】升起时,东坡首先照到太阳【yáng】,西坡有遮挡,随着太阳逐渐升高并向南【nán】移动,西坡逐渐【jiàn】照到太阳,东坡有【yǒu】遮挡【dǎng】,可以【yǐ】看出遮挡【dǎng】仍大致与组件长边平行。太【tài】阳在南【nán】北回归线之间【jiān】移动,加【jiā】之我国大【dà】部分建光伏电站的地区在北回归线以【yǐ】北【běi】,所以【yǐ】定性的角【jiǎo】度讲,在山地、坡【pō】地等不规则地区,组件横排抗【kàng】遮挡能【néng】力【lì】大于竖排【pái】。

 

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【shì】空旷无遮【zhē】挡且有倾【qīng】角安装时【shí】,与地【dì】面电站【zhàn】相同。对于有电线杆或天线【xiàn】等竖向遮【zhē】挡,且【qiě】无【wú】法【fǎ】避开时,如果是遮挡物【wù】较多可考虑竖排安装。如果【guǒ】是竖向【xiàng】遮挡【dǎng】只是极【jí】个别现象【xiàng】时,对于有倾角安装的电站【zhàn】,我们仍推荐横【héng】排安装。因为【wéi】,横排【pái】安装不【bú】仅能【néng】提高发电量【liàng】,而且一般屋顶分布式电站【zhàn】倾角较【jiào】小,组件过道就很窄,不利于检修、清【qīng】洗等,如果组件横排,可安【ān】装多块【kuài】组件,支架变大,过【guò】道就变大【dà】,更便于检修(占【zhàn】地面积并不增大)。

 

组串式、集散式【shì】逆变器【qì】多路【lù】MPPT跟踪时候(横【héng】安【ān】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【yǒu】其特有优势。因为组件横排时,通常在【zài】南北【běi】方向上【shàng】布【bù】臵4排,如图6所示,这【zhè】样每个支架即可设【shè】计【jì】2串,可将每【měi】个支架最上面一串接到【dào】同一MPPT中【zhōng】,在下【xià】面一排遮挡【dǎng】时【shí】,上面仍可发【fā】电,这样理【lǐ】论【lùn】上可更有【yǒu】效提供发电量效率。而组件竖排时,如【rú】图7所示,通常【cháng】在南北方向上布臵2排,这【zhè】2排接到同一【yī】个组串中【zhōng】,没有【yǒu】横【héng】排时2个独【dú】立组串的优势。

 

综上,对于组串式、集散式多路MPPT逆【nì】变器的电【diàn】站,组件【jiàn】横【héng】排优【yōu】势大【dà】于竖排。

 

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来源:网络