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简析晶硅光伏组件排布方式差异

1晶硅电池组件排布方式

光伏电站设计中,光伏组件排布方式有两种:

方式一:横向排布,如下图:

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图1 电池板横向排布示例图

方式二:竖向排布,如下图:

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图2电池板竖向排布示例图

2晶硅电池组件排布阴影遮挡原因

在电站设计过程中,避免阵列间阴影遮挡是设计人员着重考虑的部分,一般设计的阵列间距要考虑在冬至日9:00至15:00的6个小时内不受前一光伏阵列遮挡,但在一般情况下,实际布置为减少光伏项目占地面积,阵列排布会较为紧密,造成阵列间存在阴影遮挡。

3阴影遮挡对横竖排布电池片的功率影响

现应用60片的光伏电池板作为示例进行分析:每块电池板由6×10共60片电池片串联组成,60片又被分成3组每组反接一个旁路二极管,当某一片或几片被遮挡时将阻塞电流通路甚至成为负载,导致整个串联回路电流降低,这时旁路二极管导通,把被遮挡回路旁路掉,不影响其他回路。

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图3 电池板原理及遮挡示意图

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图4 电池板早晚遮挡现场示意图(冬季明显)

由上图3、图4可看出光伏板横向排布与纵向排布的早晚遮挡示意区域。

当组件横向放置时,阴影只遮挡一个电池串,被遮挡的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,可以避免被遮挡带电池消耗未被遮挡电池串产生的功率,另外两个电池串可以正常输出功率。

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。

由以上得出,同样只遮挡下面一片位置,竖向遮挡时将影响所有3串回路,横向遮挡只影响1串回路,因此,横排布置可以减少阴影遮挡对发电量造成影响。

4横竖排布不同方式的优劣

考虑在同一容量下,横向排布4排, 10列,共40块光伏板;竖向排布2排, 20列,共40块光伏板。

横向4排,支架高度较高,工程施工难度较大、不利于维护擦洗,对电池板的支撑横梁使用量较多。

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图5 电池板横向连接示意图

竖向2排,支架高度较低,工程施工难度小、维护擦洗方便,对电池板的支撑横梁使用量较少。

简析晶硅光伏组件排布方式差异

图6 电池板竖向连接示意图

5总结

由以上可知,横向排布方式抗遮挡能力强于竖向排布方式,尤其在山地、坡地等不规则地区,组件横向抗遮挡能力尤为突出,在可研阶段,暂可忽略支撑支架用钢量差异,因此,在有遮挡的情况下,横向布置方式较竖向布置方式可减少系统发电量损失。

文章来源:计鹏新能源 胡晨辉

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