不同形式的组件排布，哪种收益更高？

前言

在光伏系统里组件排布的设计非常重要，好的组件排布对整体安装容量、安装难易程度、长期发电量及保障投资收益，都有不少区别，小固今天探讨的话题就是不同安装形式的组件排布哪种收益更高。

一般来说，常见的排布形式主要分为以下四种（PS：不考虑单轴及跟踪支架）：

l 竖向单排

l 横向单排

l 竖向多排

l 横向多排

图1：多种组件的排布方式

一、分析依据—组件的结构

1-1以60片电池片组件为例

图1：光伏板结构

以60片电池片为例，实际上就是3组电池片并联，每组20块电池板串联接一个旁路二极管，二极管可以防止热斑，在一串被遮挡的时候对其他两串没有影响。根据组件特性，来分析不同遮挡下的出力情况。

1-2不同遮挡情况下组件出力情况

图2遮挡实验

二、横排VS竖排

从占地面积、支架用量、安装、发电量四个方面进行比较。

（1）占地面积

图3:D2为单个阵列所占的前后排距离

假设组件是1650*990mm的单晶280Wp（60片）的组件，组件安装倾角为θ，光线入射角为α，则D2=L*cosθ+L*sinθ*cotα。

图4：竖向双排排布VS横向双排排布

取θ=30°，α=45°。通过计算得到D2(竖排)≈4.51m，D2（横排）≈2.73m；

通过比较单个支架单元的阵列总占地面积差别不大，但是在长度和宽度有较大差异，在实际项目要合理选择横排还是竖排。

（2）支架用量

对两种方式的安装进行对比

图5：竖向双排排布图

注：①以上仅提供了一种斜支架的定量分析。通过比较：横向双排的用钢量要比竖向双排排布要略多一些，经优化后，实际应用中组件横排与竖排用钢量几乎一致，尤其是横向三排或四排VS竖向双排的对比；但水泥墩要多一些成本。

②倾角减小，可以减少支架用钢量（前后立柱及斜支撑）。

（3）安装

通常光伏电站中，光伏组件采用竖向双排布置、横向三排或四排布置，当横向布置时，最上面一块安装比较费劲。

图6：横向四排组件排布

（4）发电量

4-1根据光伏电站设计原则，兼顾发电收益和安装容量，光伏阵列前后排间距应保证冬至日早上9:00到下午3:00太阳电池方阵不被遮挡；但是实际下午3:00之后还有部分可观的发电量。以5kW电站为例，如下图所示。

图7：上海地区（冬至日，15:00之前发电量22.7度，当日发电量23.6度）

图8：河北地区（冬至日，15:00之前发电量24.1度，当日发电量25.4度）

4-2考虑到下午3点之后前后排有遮挡的情况

图9：组件短板遮挡和长边遮挡特点

通过比较：横排抗遮挡能力强于竖排。尤其是在山地、坡地等不规则地区，组件横排抗遮挡能力大于竖排。总体来讲，横排布置可以提高系统的发电量。

三、单排VS多排

图10：单排VS多排

区别：① 单排组件前后阵列净距离D1比较短，不利于运维。多排提供较宽的过道，便于检修。

图11：专业清洗车

② 下午到某个时刻，单排组件前后排（除第一排）阴影遮挡比较严重，但是多排上部分组件不容易被遮挡，发电量更高！

③ 考虑到组件的防风等问题，多排对防风等级要求更高一些，电站更容易受到损害。

图12：大风后的情景

总结

本文先简单介绍了组件的结构，然后通过占地面积、支架用量、安装难易度、发电量、运维等对比来分析横排和竖排、单排与多排的区别，旨在让大家找到更适合自己的组件排布。

限于作者的水平有限，本文难免有一些疏漏之处，欢迎大家留言指正！

小固，给您一种方式，品味光伏！