背景反射率对采用不同支架安装方式的双面单晶硅光伏组件发电量的影响

59
技术应用
太阳能
2020 年
分别采用平单轴跟踪支架和固定支架时，双面光伏 组件背面年发电量的增益情况。实验均以单面光伏 组件方阵作为基准对比组，双面光伏组件方阵与单 面光伏组件方阵的容量均为 1.238 MWp，均采用峰 值功率为 445 Wp 的光伏组件，组件电压等级均为 1500 V，方阵均采用 5 台 255 kW 的组串式逆变器。
3 采用固定支架时，在不同背景反射率情 况下双面光伏组件背面年发电量的增益
本实验的单面光伏组件和双面光伏组件的安 装方式均采用固定支架，前排固定支架上组件前 沿到相邻后排固定支架上组件前沿的间距为9.4 m。
类型
参数
背景反射率 /%
与组件水平放置时相 比，组件正面增加的
辐射量比例 /%
组件背面增加的
单个光伏方阵的 与单面光伏组件相比， 首年发电量 双面光伏组件的背面
辐射量比例 /%
/MWh
年发电量增益 /%
单面光伏组件
-
31.4
0.00
2522
-
0
31.4
0.85
2536
0.56
5
31.4
2.13
2558
第 10 期 总第 318 期 2020 年 10 月
文章编号：1003-0417(2020)10-59-04
太 阳 能
SOLAR ENERGY
No.10 Total No.318 Oct., 2020
背景反射率对采用不同支架安装方式的双面 单晶硅光伏组件发电量的影响
马庆虎 *，李晓峰，白卫刚，张 勃，王 珣，李 宪
( 国家电投集团青海光伏产业创新中心有限公司，西宁 810000)
摘 要 : 不同的背景反射率对双面光伏组件的发电量影响较大，采用 PVsyst 软件对双面光伏组件的发电量进行
模拟分析，采用不同支架安装方式时，设定不同背景反射率，得出双面光伏组件背面年发电量的增益情况。
结论表明：在相同装机容量情况下，无论采用何种支架安装方式，采用双面光伏组件都可在仅增加少量投资
0 引言 随着世界能源紧缺问题日益严重，太阳能
等可再生能源的应用技术发展迅猛，其中光伏发 电的发展较为迅速。但光伏发电系统在大规模应 用的同时，还普遍存在太阳光吸收效率低、光伏 发电系统的系统效率偏低的情况，造成了太阳能 资源及光伏发电设备的浪费。为有效解决此类问 题，需要从光伏发电系统的各个环节进行分析和 研究，在应用新产品、新设备的同时，也要考虑 不同设备间的匹配性，从而提高光伏发电系统的 利用率 [1]。
通过表 1 可以看出，都采用平单轴跟踪支架 时，相较于单面光伏组件，在不同背景反射率情
表 1 采用平单轴跟踪支架时，相较于单面光伏组件在不同背景反射率的情况下 双面光伏组件背面的年发电量增益
Table 1 Annual power generation gain on back of bifacial PV modules compared with single side PV modules under different background reflectivity with flat single-axis tracking support
目 前， 较 常 见 的 光 伏 组 件 的 类 型 有 常 规 多 晶硅光伏组件、常规单晶硅光伏组件、多晶黑 硅光伏组件、单面 PERC 单晶硅光伏组件、双面 PERC 单晶硅光伏组件、n 型单晶硅光伏组件等。 当前大规模应用的、性价比较高的单晶硅光伏组 件是 72 片单面单晶硅光伏组件 ( 下文简称“单面 光伏组件”) 和 72 片双面单晶硅光伏组件 ( 下文
的同时提高光伏发电系统的整体发电量，有利于提升光伏发电系统的综合利用率和经济性，降低光伏发电系
统的度电成本，提升系统总体收益率。研究结果可用于指导光伏发电系统设计方案的优化和实施。
关键词：双面光伏组件；背景反射率；发电量增益；平单轴跟踪支架；固定支架
中图分类号：TK513.1/TM615
文献标志码：A
1 实验背景 利用 Pຫໍສະໝຸດ Baidusyst 软件进行模拟分析时，以青海
省某光伏电站的地理位置为例，该地区的太阳 能辐射资料为：年水平总辐射量为 1880.1 kWh/ m2，年散射总辐射量为 532.4 kWh/m2。
本模拟研究了在不同背景反射率情况下，
收稿日期：2019-12-05 通信作者：马庆虎 (1987—)，男，工程师，主要从事太阳能发电项目的太阳能资源分析、发电量计算、总图布置设计和研究。757939132@qq.com
1.43
10
31.4
3.41
2579
2.26
15
31.4
4.69
2600
3.09
双面光伏组件
20
31.4
5.96
2621
3.93
25
31.4
7.23
2641
4.72
30
31.4
8.51
2660
5.47
35
31.4
9.78
2679
6.23
40
31.4
11.05
2698
6.98
况下，双面光伏组件背面的年发电量增益不同； 且随着背景反射率的增加，双面光伏组件背面的 年发电量增益也在相应增加；当背景反射率在 0%～40% 范围内变化时，双面光伏组件背面的 年发电量增益为 0.56%～6.98%。
简称“双面光伏组件”)，功率约在 385～445 W。 与传统的单面光伏组件只能利用正面入射的太阳 光不同，双面光伏组件的背面也具备光电转换的 能力，在 2 种组件正面额定装机容量相同的条件 下，采用双面光伏组件可以增加发电量。由于不 同地表的背景反射率不同，双面光伏组件背面的 发电量增益也会产生相应变化。因此，本文通过 PVsyst 软件对不同背景反射率情况下，采用不同 支架安装方式时双面光伏组件背面年发电量增益 的情况进行了模拟分析，以期为光伏发电系统设 计方案的优化和实施提供指导。
2 采用平单轴跟踪支架时，在不同背景反射 率情况下双面光伏组件背面年发电量的增益
本实验的单面光伏组件和双面光伏组件的
安装方式均采用平单轴跟踪支架，东西向 2 套 相邻跟踪支架主轴之间的间距为 4.4 m。
假定其他边界条件一致的情况下，分别设 定 背 景 反 射 率 为 0%、5%、10%、15%、20%、 25%、30%、35%、40%，通过 PVsyst 软件模拟 可以得到采用平单轴跟踪支架时，相较于单面光 伏组件，双面光伏组件背面的年发电量增益情况， 如表 1 所示。