光伏组件横向竖向发电量对比分析

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大型荒漠并网光伏电站的横竖排布方式的优劣对比研究

大型荒漠并网光伏电站的横竖排布方式的优劣对比研究

技术改造

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大型荒漠并网光伏电站的横竖排布方式的优劣对

比研究

黄维庆

(乌什风凌电力科技有限公司,新疆 阿克苏 843300)

合适的阵列排布方式对电站整体的发电量、施工、运维等方面均有较大益处。反之则将产生各种麻烦或损失。因此,选择适合自身地域条件的排布才是最核心的原则。 1、横放与竖放的优缺点对比

1.1.横放相对于竖放的优点 1.1、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。 大面积的光伏组件阵列广布于荒漠地带,部分组件经常因鸟粪、杂草等因素被局部遮挡而产生热斑。这种效应能影响太阳电池的寿命。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,让其他电池片所产生的电流从二极管流过,使太阳能系统继续发电,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。 1.2、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用 当组件纵向排布时,阴影会同时遮挡组件内部的 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片消耗,组件极少或没有功率输出。 1.3、光伏组件在上述工况下的输出功率 通过了解发现,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。 在光伏电站中组件采用横向排布,可以减少阴影遮挡或热斑效应造成的发电量损失。

不同倾角光伏组件的发电量计算公式

不同倾角光伏组件的发电量计算公式

不同倾角光伏组件的发电量计算公式

光伏组件倾角与发电量的计算公式为:发电量=光伏组件面积×光照强度×电池转换效率×cos(倾角)。其中,光伏组件面积指光伏板的大小;光照强度指光照的强度值;电池转换效率指光电转换效率;倾角指光伏板安装时的倾斜角度;cos函数用于计算光线入射角度的不同导致光强度的不同。

在实际运用过程中,需要考虑不同地域、不同季节、不同天气和不同组件类型的不同情况,进一步确定合适的倾角值,以提高光伏发电效益。此外,科技的不断发展使得光伏发电技术也在不断完善,在更换组件或升级系统时需要重新计算倾角与发电量的关系,从而实现更高效的发电效益。

光伏组件竖横向布置不同,发电量差异大!

光伏组件竖横向布置不同,发电量差异大!

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/m2的时间长度,而辐射强度≥50W/m2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。

并网光伏电站的生产运行数据研究

并网光伏电站的生产运行数据研究

并网光伏电站的生产运行数据研究

摘要:电能是维持人类社会正常运行和发展的重要能源,在现代化科学技术

不断创新发展的时代背景下,逐渐以太阳能发电为主,建立并网光伏电站。本文

针对并网光伏电站的形成与生产过程展开分析,深入分析影响电站生产和运行的

主要因素,探究并网光伏电站生产运行数据分析的具体方法,以期为相关研究人

员提供参考。

关键词:并网光伏电站;生产运行;影响因素;数据分析

引言:随着我国光伏电站装机容量与规模的不断扩大,电站生产过程中的日

常运行维护成为重点关注内容,针对并网光伏电站,其生产运行数据通过现场设

备进行实时采集,利用网络通道进行数据信号传输,工作人员结合远程集控系统,采用数据统计模型对电站生产运行数据进行分析,实现对电站综合性能的精准评价。

一、并网光伏电站的形成与生产过程

常见的并网光伏电站运行方式有两种,一种是集中式并网光伏发电,利用光

伏组件发出直流电能,通过逆变、升压、汇集、运输等工作流程,将电能输送至

国家或地方电网进行统一调度,一般情况下,集中式发电站为大、中型电站,距

离负荷点较远,多建于地势平台开阔地带;另一种是分散式并网光伏发电,利用

光伏组件将直流电能逆变处理后直接调配至电能集聚点,同时联结电网进行调节,保持双向的电力交换作用,适用于小型光伏发电站,是创建绿色、环保型发电体

系的重要一环,在实际应用期间,多于城市建筑屋顶进行结合设计,充分发挥并

网光伏电站的应用优势[1]。

并网光伏电站发电系统由光伏组件、汇流箱、直流柜、逆变装置、升压系统、电网几部分组成,电能生产过程详述如下:首先对光伏组件支架进行安装并对光

通过电气设备的优化降低整县(市、区)屋顶分布式光伏项目成本的分析

通过电气设备的优化降低整县(市、区)屋顶分布式光伏项目成本的分析

通过电气设备的优化降低整县(市、区)屋顶分布式光伏项目成本的分析

摘要:在碳达峰碳中和的大目标下,可再生能源发展迅速。全国各地方政府

充分利用其当地丰富的光资源,积极引进新能源建设项目,推广新能源产品应用,整县(市、区)屋顶分布式光伏项目开始爆发式发展。各级政府积极响应党中央

节能减排的政策,全面推进整县(市、区)屋顶分布式光伏项目,缓解当地供电

紧张,达到节能减耗、发展环保经济的目的,同时为可再生能源的发展、国家碳

达峰、碳中和的目标贡献出一份力量。

关键词:分布式光伏,优化电气设备,降低成本

开展整县(市、区)屋顶分布式光伏项目建设,有利于整合资源,消减电力

尖峰负荷,节约优化配电网投资,是实现碳中和与乡村振兴两大国家重大战略的

重要措施。整县(市、区)光伏项目包括的范围:党政机关、学校、医院、村委

会等公共建筑屋顶、工商业厂房及农村居民屋顶光伏项目。由于农村居民屋顶分

布式光伏项目简单,不在本次论文讨论范围内。大于2万平方米的工商业屋顶分

布式光伏项目会考虑10千伏电压等级接入,也不在本论文讨论范围内。本论文

只讨论利用党政机关、学校、医院、村委会等公共建筑屋顶及面积小于2万平方

米的工商业厂房屋顶建设分布式光伏项目中,通过优化电气设备的选型和布置,

采取400V电压等级并网方式,降低整体建设成本的分析。

一、整县(市、区)屋顶分布式光伏项目的特点

1.1整县(市、区)屋顶分布式光伏项目,单体并网点分散,屋

顶由于有女儿墙、空调及水箱设备、信号塔及观赏构筑物等的阴影遮挡,导致单

体并网容量小,单体建设单瓦成本造价高。

江西光伏项目 “四排横铺”与“两排竖铺”方案对比报告

江西光伏项目  “四排横铺”与“两排竖铺”方案对比报告

江西铅山县湖坊镇20MW光伏电站项目

“四排横铺”与“两排竖铺”

方案对比

江苏苏美达工程技术有限公司

江苏新极昌电力工程咨询有限公司

2016年4月

一、江西铅山光伏电站项目概述

江西铅山湖坊镇20MW光伏发电项目在江西省上饶市铅山县湖坊镇中李村内。距上饶市约50km,距南昌市约170km。

项目目前所涉及征地面积共601亩,呈南北向狭长布置,地块南北斜向间距2204m,东西最宽处308m,最窄处75m;其西侧红线边缘紧邻陈坊河,根据项目防洪评审意见,项目所涉及地块西侧需完成防洪堤修筑以保证防洪安全。

根据北控与天宏的BT协议及EPC合同,该项目计划2016年6月完成并网,2016年6月底完成全部容量并网。

二、组件布置方式选择原则

本工程设计方案整体原则:在满足业主需求的基础上,以6.30全容量并网为主目标;基于整体原则,组件布置方式基于以下条件选择:

1、地块及气象水文条件

江西铅山项目地块,经前期搜资及现场详细踏勘,配电室北侧区域已基本场平,具备施工条件;目前地块整体情况如下:

配电室南侧区域目前正在场平,地形情况良好,除个别坟地需避让,基本无特殊障碍物;其中东侧部分场地涉及基本农田,补偿问题已初步达成一致,现需要尽快支付赔偿款。此地块排布上无技术障碍,现场需要做场地平整。

场地最南侧地块从踏勘情况看,紧邻沙场,涉及农田、水田、同时局部地形破碎,场地中间横穿一条道路为沙场进出道路,前期施工组织、后期运维均

带来较大的问题;尤其沙场进出均为重型卡车,对道路维护、横穿道路的电缆均带来后期不可预测的风险;同时砂石场采石使南面区域与砂石场地基产生5米左右的高差,后期存在部分区域塌陷的风险;

不同安装朝向光伏系统发电量的研究

不同安装朝向光伏系统发电量的研究

不同安装朝向光伏系统发电量的研究

1 引言

随着常规化石能源的枯竭,环境问题也逐步加剧,各国都在加大力度进行可再生能源的研究和开发利用,其中,太阳能光伏发电技术具有代表性。分布式光伏电站的安装,大多将光伏方阵安装到建筑物上,建筑物结构的复杂性,使得光伏系统的安装拥有一定的复杂性,尤其对光伏组件的朝向影响较大。本文以河北某示范电站为例,通过实测数据,研究分析不同安装朝向对光伏系统发电量的影响。

2 光伏电站设计

本项目位于河北省保定市,当地年平均气温12℃,年降水量550毫米,属于温带季风性气候,年日照2500-2900小时,无霜期165-210天。

光伏系统安装在生态示范建筑群上,此生态示范建筑由多栋二层小别墅构成,别墅坐北朝南建设,光伏组件安装在别墅的屋顶及墙体立面。

本项目应用单晶光伏组件,采取并网发电方式。项目由5个独立的光伏系统构成,分别使光伏组件安装在生态示范建筑的屋顶南坡、屋顶北坡、北立面、东立面及西立面。

屋顶南坡安装光伏组件270(30)C1650*990共16块,安装方位角0°,倾斜角30°,选用2台2kW并网逆变器,系统装机容量4.32kW。

屋顶北坡安装光伏组件270(30)C1650*990共32块,安装方位角180°,倾斜角150°,选用2台4kW并网逆变器,系统装机容量8.64kW。

墙体北立面安装光伏组件205(24)C1330*990共15块,安装方位角-90°,倾斜角90°,选用1台3kW并网逆变器,系统安装容量3.075kW。

墙体东立面安装光伏组件270(30)C1650*990共18塊,安装方位角180°,倾斜角90°,选用1台5kW逆变器,系统装机容量4.86kW。

全方位大比拼:光伏组件横排和竖排发电量谁更高?谁更节省成本?

全方位大比拼:光伏组件横排和竖排发电量谁更高?谁更节省成本?

全方位大比拼:光伏组件横排和竖排发电量谁更高?谁更节省

成本?

(文末有惊喜偶)

什么是组件横排、竖排?

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。

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。

浅谈集中式地面光伏电站的电气设计要点

浅谈集中式地面光伏电站的电气设计要点

浅谈集中式地面光伏电站的电气设计要

摘要:在温室效应、全球变暖的大前提下,人口的增长、能耗的增加和传统

化石能源逐渐枯竭等严峻的问题推动着可再生能源的加速发展。太阳能由于其总

量巨大、发电过程中零排放等突出的优势从众多新能源产业中脱颖而出。考虑环

境和能源局势,我国制定了“3060双碳”节点,大力发展新能源,因此国内光伏

电站发展迅速,在这过程中,光伏电站的电气设计尤为重要。本文将以以往广东

地区项目为例,针对集中式地面光伏电站的电气设计部分进行探究。

关键词:集中式、地面、光伏电站、电气设计

一、光伏发电系统总体方案设计

1.1光伏组件选型

光伏组件的选择应在技术成熟度高、运行可靠的前提下,结合电站周围的自

然环境、施工条件、交通运输的状况,选用行业内的主导光伏组件类型。根据电

站所在地的光资源状况和所选用的光伏组件类型,选择综合指标最佳的光伏组件,并计算光伏电站的年发电量。组件选择主要考虑以下几个方面:

1)从占地面积方面考虑

功率越大、转换效率越高,占地面积越小,在同等用地面积条件下,装机容

量越大,因此尽量选择功率大、转换效率高的组件。

2)从价格因素考虑

2016年6月30日之后,受益于PERC技术,单晶硅高效组件发展较快,产能

较大,市场份额已超过多晶硅组件,降价较大,与多晶硅组件差距越来越小,仅

略高于多晶组件。从最近的价格降价趋势来看,选用大功率的高效组件(半片、

大硅片)越来越有利于项目的平价上网。

3)从BOS成本因素考虑

在同等价格、相同尺寸情况下,功率越大,BOS成本越低。选用大功率的高

效组件(半片、大硅片)有利于降低综合成本,减少投资,提高收益。

某某光伏电站发电量运行分析报告

某某光伏电站发电量运行分析报告

某某有限公司

某某电站

20XX年05月份运行分析报告

20XX年05月01日

目录

一、发电量分析

1.月度计划、年度计划、合同完成情况………………………………

2.天气方面分析………………………………………………………

3.辐照量方面分析………………………………………………………

4.限电方面分析………………………………………………………

5.设备检修或停电方面分析……………………………………………

6.和去年对比分析,和可研平均对比分析……………………………

二、设备分析

1.设备可利用率分析……………………………………………………

2.设备缺陷分析………………………………………………………

3.易发缺陷分析………………………………………………………

三、综合厂用电率分析

1.横向和纵向对比分析…………………………………………………

2.降低厂用电率的方案…………………………………………………

四、同地区电站等效可利用小时数分析…………………………………

五、建议3 3 3 3 3 3

3 3 3

4 4 4

1.提高发电量的方案 (4)

2.提高设备可利用率的措施和方法 (5)

一、发电量分析

1.月度计划、年度计划、合同完成情况;

2.天气方面分析;

3.辐照量方面分析:本月累计327.24 (MJ/m²) 较上月多70.168(MJ/

m²)

4. 限电方面分析:本月无限电。

5.设备检修或停电方面分析:无

6.和去年对比分析,和可研平均对比分析:无

二、设备分析

1.设备可利用率分析:35kV1 号S VG 停运技改。

2.设备缺陷分析:35kV1 号S VG 故障停机(厂家已将SVG 驱动板返厂进行检测加喷三防漆)。

XX光伏电站组件角度调整对比分析结论

XX光伏电站组件角度调整对比分析结论

XX光伏电站

组件角度调整对比分析报告

本电站所处地理坐标为北纬45°52′23.19″,东经124°43′18.24″,为实验在同一纬度下,光伏组件倾角变化对发电量的影响,我站于2019年3月18日,将老山头25区15支路01、02组串角度由42°调整为25°,每天自8:00-17:00,每小时记录一次组串电流,并同时记录42°倾角同一支路的03~15组串电流,作为对照组,连续记录近三个月,通过对比组串电流数据,做如下分析:

一、每月选取一天8:00-17:00组串电流数据,进行对比分析。

(注:3月18日08:00之后调整的组串角度,故无08:00电流记录)通过表1可以看出,在冬季,太阳纬度较低,在中午12:00前后,两种角度组串的电流相差最大,25°组串电流(6.9A)较42°组串电流(8.5A)少约18.1%。

通过表2可以看出,随着太阳维度的升高,组串倾角对电流的影响越来越小,在中午12:00前后,25°组串电流(7.8A)较42°组串电流(8.4A)少约7.1%。

通过表3可以看出,进入夏季以后,倾角对组串发电能力的影响已经很小,在中午12:00前后,25°组串电流(9.1A)较42°组串电流(9.3A)少约

2.2%。

通过表4可以看出,虽然倾角对组串发电能力的影响很小,但影响还是依

然存在的,在中午12:00前后,25°组串电流(8.5A)较42°组串电流(8.7A)少约2.3%。

二、计算3、4、5、6月份各组串电流月平均值,进行对比分析,如下:

通过上表可以更加清晰的看出,在冬季,组串倾角对发电效率的影响非常

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比作者:王敏何文俊

来源:《科技资讯》2019年第02期

摘要:根据《光伏发电站设计规范》中对光伏支架的计算要求,以越南某30MW光伏电站项目为例,对光伏组件横排布置和竖排布置分别计算光伏支架并进行用钢量对比分析,分别得出了横排布置和竖排布置两种方案的用钢量对比结果,并提出了实际工程设计的合理化建议,可供类似工程参考。

关键词:光伏支架横排布置竖排布置用钢量对比

中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)01(b)-00-02

Abstract:According to the calculation requirements of MMS in “Code for design of photovoltaic power station”, taking a 30MW photovoltaic power station project in Vietnam as an example, The MMS of the horizontal arrangement and vertical arrangement for the photovoltaic module are calculated and compared, and obtained the comparison of the quantity of steel used in the arrangement of the two schemes, and some proposal that can be used for the actual engineering design are given,so as to similar project.

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

78

科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION

动力与电气工程

DOI:10.16661/ki.1672-3791.2019.02.078

光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

王敏 何文俊

(湖北省电力勘测设计院有限公司 湖北武汉 430040)

摘 要:根据《光伏发电站设计规范》中对光伏支架的计算要求,以越南某30MW光伏电站项目为例,对光伏组件横排布置和竖排布置分别计算光伏支架并进行用钢量对比分析,分别得出了横排布置和竖排布置两种方案的用钢量对比结果,并提出了实际工程设计的合理化建议,可供类似工程参考。关键词:光伏支架 横排布置 竖排布置 用钢量对比

中图分类号:TM615 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)01(b)-0078-02Abstract:According to the calculation requirements of MMS in “Code for design of photovoltaic power station”, taking a 30MW photovoltaic power station project in Vietnam as an example, The MMS of the horizontal arrangement and vertical arrangement for the photovoltaic module are calculated and compared, and obtained the comparison of the quantity of steel used in the arrangement of the two schemes, and some proposal that can be used for the actual engineering design are given,so as to similar project.

山地光伏板布置方法研究

山地光伏板布置方法研究

山地光伏板布置方法研究

一山地光伏间距设计

光伏电站中光伏组件排布设计的核心内容是光伏组件之间距离的计算。根据国家规范列出的平地上光伏板间距计算方法和光伏组件间距布置原则,推到出山地光伏的间距计算方法和原则。

计算确定光伏组件间的距离的距离,要考虑到组件前、后排的阴影遮挡问题,根据规范上确定的原则是,冬至日上午9:00至下午3:00期间,南部的太阳能电池阵列对北部的阵列不形成遮挡。因此,已知冬至日的赤纬角为-23.45°,上午9:00和下午3:00的时角为45°。计算当光伏方阵前后安装时的最小间距D,如下图所示:

一般确定原则:冬至日当天早9:00至下午3:00光伏方阵不应被遮挡。

计算公式如下:

太阳高度角的公式:sinα=sinφsinδ+cosφcosδcosω

太阳方位角的公式:sinβ=cosδsinω/cosα

式中:

φ为当地纬度;

δ为太阳赤纬,冬至日的太阳赤纬为-23.5°;

ω为时角,上午9:00的时角为-45°;

θ为组件倾角。

h为方阵前排最高点与后排组件最低位置的高度差。

D=cosβ×L,L=h/tanα,α=arcsin(sinφsinδ+cosφcosδcosω)

上述公式计算的D为平地时前排光伏组件后端到后排光伏组件前端的间距,而前排光伏组件前端到后排光伏组件前端的间距为d=lcosθ+D。

在正南坡场地上地势由北向南降低,且东西向为同一等高线时,坡度系数i为坡面最低点与最高点的高度差与最低点与最高点之间水平距离之比。建设在坡面上的光伏阵列,前排阵列后端与后排阵列前端的高度差应为

光伏组件安装倾角、朝向对发电量的影响

光伏组件安装倾角、朝向对发电量的影响

作者:一气贯长空

光伏组件安装倾角、朝向对发电量的影响

随着光伏组件价格的快速下降,BIPV项目越来越受到关注。然而,开展BIPV项目时,光伏组件的朝向、倾角基本都不是最佳倾角。比如,苹果公司耗资50亿美金打造的总部办公大楼"Apple Park"。其圆环的顶部全部铺设光伏组件,装机容量为17MW。当加州的阳光透过360度通透环形体,射入大楼内部,被滤去大部分紫外线和热量后的阳光,再也没有刺眼和暴晒。

然而,这种情况下,光伏组件的朝向是360°的!这种安装方式,对发电量有什么影响?

基本所有的BIPV项目,首先满足的是建筑要求。因此,光伏组件无法按照最佳倾角安装。本文介绍不同安装朝向、倾角,对BIPV项目发电量的影响。

实际上,在不同经纬度的地区,组件的朝向、倾角变化,对于发电量影响程度,相差非常大!

下图是在北纬35~40°之间,可以用来估算的。

图1:某地不同方向发电量示意

从上图可以看出,在北纬35~40°之间的BIPV项目,相对于最佳倾角安装,如果:

组件安装在南立面,发电量损失可能会高达30%!

组件朝东、朝西安装,发电量损失可能会高达20%!

而组件安装在东、西里面,发电量损失甚至高达50%!

小科普

倾角(高度角):光伏组件朝南布置,与水平地面

之间的夹角;

光伏发电不同安装倾角发电量收益分析

光伏发电不同安装倾角发电量收益分析

光伏发电不同安装角度发电量情况分析

目录

1,嘉兴各个安装面辐照度情况 (2)

2,嘉兴正南方位不同安装倾角的辐照度情况 (3)

3,安装倾角由23°改为15°、10°后发电量及装机容量变化情况(此情况只存在水泥屋顶上) (5)

4,嘉兴最佳安装倾角不同方位角辐照度情况 (6)

5,23°安装倾角与15°安装倾角,实际电站发电量数据对比。23°的发电量并不一定比15°的发电量高 (7)

1,嘉兴各个安装面辐照度情况

30.5 嘉兴彩钢瓦东(西)坡面90 5 1297 -5.95%

图表一

备注:东西方位发电量一致,此图只适用于嘉兴,其他地区与之有偏差。

由图表一可以看出,最佳倾角水泥屋面比彩钢屋面平均高6%,即假设水泥屋面为100,彩钢屋面为94。

2,嘉兴正南方位不同安装倾角的辐照度情况

图表二、嘉兴不同安装倾角发电量变化示意图

从图表二可以看出:

1)安装倾角在最佳安装角±5°范围内发电量影响小于0.5%,安装角在最佳安装角±10°范围内发电量影响小于2%。

2)当安装倾角由23°改为15°、10°,发电量减少分别为0.8%、1.96%,但装机容量分别增加约为11%、19%。

3,安装倾角由23°改为15°、10°后发电量及装机容量变化情况(此情况只存在水泥屋顶上)

图表三、安装倾角减少发电量及装机容量变化情况

图表四、安装倾角减少各参数变化情况

由图表四可以看出:

1)倾角由23°改为15°、10°,年投资收益率降低,由12.986%分别降为12.796%、12.606%。(1MW投资按400万,贷款70%,电全部自用)

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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/m2的时间长度,而辐射强度≥50W/m2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 2345 6 7

24.5534.063433.1134.49 33.5

Voc 34.62

3.450.470.330.28 5.8 5.2

Isc 5.88

8516119200 174 P204

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。

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