光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑

1、组件垂直安装时,正面与背面的朝向如何选择?

陈老师:在组件垂直安装场景下,优先推荐采用东西朝向布局。具体选择朝东或朝西需结合组件的双面(Bifaciality)及不同朝向的辐照差异进行综合判断。

以波兰(北纬52.12°)为例,通过PVsyst软件导入Solargis典型气象年辐射数据模拟发现:垂直安装时,组件东、西两面年接收辐射量分别为672.3 kWh/m²和692.75 kWh/m²,西向辐射量较东向高约3%。因此,若组件双面率低于100%(即正反面功率存在差异),建议将高功率的正面朝西安装,以最大化背面增益与总发电量。 
补充说明:
• 双面率(Bifaciality)是衡量组件背面发电能力的关键指标,通常以背面功率与正面功率的百分比表示。

• 高纬度地区因太阳高度角较低,东西朝向可更充分利用早晚辐照,减少正午阴影遮挡影响。

光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑

2、垂直安装与固定倾角安装在PVsyst发电量仿真参数设置上需要注意什么?

陈老师:
① 积灰与积雪损失:
垂直安装组件表面不易积灰或积雪,灰尘损失率建议设置为0%-0.5%;而常规固定倾角安装(如30°-40°)因倾斜面存在积灰可能,若定期清洗维护,灰尘损失率经验值可设为1%-2%。
② 散热性能:
垂直安装通风条件更优,组件运行温度较低。常规固定支架因近地面安装,散热效率略低。仿真时可通过热传递系数(Uc和Uv)体现差异;若无实测数据,建议暂按相同参数处理。

③ 背面阴影遮挡:

垂直安装无需檩条支撑,背面遮挡可忽略,阴影系数可设为0%。而固定倾角安装因支架结构可能产生局部遮挡,需根据实际设计调整参数。
④ 电流失配损失:

固定倾角安装时,组件背面不同位置接收辐照强度不均(尤其是高倾角场景),易导致电流失配。垂直安装因辐照分布相对均匀,此类损失显著降低。

3、在高纬度地区,垂直安装与常规的最优倾角安装,单位千瓦的发电量会下降多少?

陈老师:以波兰某项目为例(双面率80%):
• 38°固定倾角安装的首年等效满发小时数为1196小时;
垂直安装的首年等效满发小时数为989小时,同比下降17.3%
月均数据显示:6月降幅最低(-2.5%),冬季(如12月)降幅高达40%。

关键原因:

• 辐照接收差异:冬季太阳高度角低,垂直安装无法有效捕捉正午辐照,而固定倾角更匹配太阳轨迹。

• 双面增益受限:高纬度地区冬季地面反射率对垂直安装背面增益贡献有限。

光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑

4、在高纬度地区,垂直安装单位千瓦的发电量下降的原因是什么?

陈老师:通过波兰案例对比,发电量下降主因如下:
• 遮挡损失: 垂直安装间距12m,遮挡损失率15.3%;固定倾角(38°)间距8m,遮挡损失率2.9%。
• IAM损失(入射角修正): 垂直安装IAM损失3.5%,固定倾角(38°)为2.2%。

• 污秽损失: 垂直安装0.5%,固定倾角(38°)取1.5%。

综合有效辐射量对比:
38°倾角:正面1213.5 kWh/m² + 背面100 kWh/m²(双面率80%)= 1294 kWh/m²;
垂直安装:正面613.18 kWh/m² + 背面559 kWh/m²(双面率80%)= 1060 kWh/m²;

有效辐射总量下降18.02%,与发电量降幅(17.3%)基本吻合

光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑

附加因素:
4. 
运行温度:
根据光伏组件运行温度与辐照度、环境温度计热传递系数的经验公式,对于相同环境下的两种安装方式,相同的热传递系数下,组件的运行温度取决于接收的辐照度。由于垂直安装接收的辐照度相对较低,因此组件的运行温度较低。如下图 垂直安装组件年均温度低3.45°C,温升损失更小。

光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑
5. 
弱光性能: 垂直安装辐照强度分布更接近600 W/m²(组件效率较高区间),弱光下表现更优。
5、垂直安装与常规固定支架安装的出力曲线是什么样的? 

陈老师:

• 垂直安装:出力峰值分布在早晚时段(东、西面辐照接收最佳),午间因太阳高度角高导致辐照接收量下降,形成“双峰”曲线。

• 固定倾角安装:出力集中于正午时段(太阳高度角与倾角匹配),形成“单峰”曲线。

应用场景:
• 垂直安装适合分时电价机制,可利用早晚高价时段发电

• 固定倾角适合追求全天均衡出力的场景。

光伏组件垂直安装方式发电量仿真相关答疑

6、若匹配分时电价机制,垂直安装的发电收益是否会超过常规固定倾角安装的发电收益?
陈老师:若当地分时电价政策具备以下特征,垂直安装可能具备收益优势:
• 峰谷电价差显著:早晚高价时段与垂直安装出力峰值匹配;
• 谷段延长:部分省份将午间设为谷段(如西北地区)。
需结合具体电价政策与项目辐照数据建模测算,无普适结论。

7、垂直安装方式匹配光伏应用场景方面可从哪些角度去考虑?

陈老师:
土地利用率:如上述测算案例, 相同容量下,垂直安装需增加约46%的光伏场区面积,不适合土地资源紧张项目
地理纬度中低纬度地区太阳高度角较高,垂直安装背面增益有限。更适合在高纬度地区
应用场景:农业光伏(兼顾作物光照与发电);高速公路声屏障(立面空间高效利用);建筑一体化(BIPV)等特殊场景。

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