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隨著世界能源緊缺問(wèn)題日益嚴(yán)重，太陽(yáng)能等可再生能源的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅猛，其中光伏發(fā)電的發(fā)展較為迅速。但光伏發(fā)電系統(tǒng)在大規(guī)模應(yīng)用的同時(shí)，還普遍存在太陽(yáng)光吸收效率低、光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)效率偏低的情況，造成了太陽(yáng)能資源及光伏發(fā)電設(shè)備的浪費(fèi)。為有效解決此類(lèi)問(wèn)題，需要從光伏發(fā)電系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析和研究，在應(yīng)用新產(chǎn)品、新設(shè)備的同時(shí)，也要考慮不同設(shè)備間的匹配性，從而提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的利用率[1]。

目前，較常見(jiàn)的光伏組件的類(lèi)型有常規(guī)多晶硅光伏組件、常規(guī)單晶硅光伏組件、多晶黑硅光伏組件、單面PERC 單晶硅光伏組件、雙面PERC 單晶硅光伏組件、n 型單晶硅光伏組件等。當(dāng)前大規(guī)模應(yīng)用的、性?xún)r(jià)比較高的單晶硅光伏組件是72 片單面單晶硅光伏組件( 下文簡(jiǎn)稱(chēng)“單面光伏組件”) 和72 片雙面單晶硅光伏組件( 下文簡(jiǎn)稱(chēng)“雙面光伏組件”)，功率約在385～445 W。與傳統(tǒng)的單面光伏組件只能利用正面入射的太陽(yáng)光不同，雙面光伏組件的背面也具備光電轉(zhuǎn)換的能力，在2 種組件正面額定裝機(jī)容量相同的條件下，采用雙面光伏組件可以增加發(fā)電量。由于不同地表的背景反射率不同，雙面光伏組件背面的發(fā)電量增益也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)變化。因此，本文通過(guò)PVsyst 軟件對(duì)不同背景反射率情況下，采用不同支架安裝方式時(shí)雙面光伏組件背面年發(fā)電量增益的情況進(jìn)行了模擬分析，以期為光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和實(shí)施提供指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)背景

利用PVsyst 軟件進(jìn)行模擬分析時(shí)，以青海省某光伏電站的地理位置為例，該地區(qū)的太陽(yáng)能輻射資料為：年水平總輻射量為1880.1 kWh/m2，年散射總輻射量為532.4 kWh/m2。本模擬研究了在不同背景反射率情況下，分別采用平單軸跟蹤支架和固定支架時(shí)，雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益情況。實(shí)驗(yàn)均以單面光伏組件方陣作為基準(zhǔn)對(duì)比組，雙面光伏組件方陣與單面光伏組件方陣的容量均為1.238 MWp，均采用峰值功率為445 Wp 的光伏組件，組件電壓等級(jí)均為1500 V，方陣均采用5 臺(tái)255 kW 的組串式逆變器。

2 采用平單軸跟蹤支架時(shí)，在不同背景反射

率情況下雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益本實(shí)驗(yàn)的單面光伏組件和雙面光伏組件的安裝方式均采用平單軸跟蹤支架，東西向2 套相鄰跟蹤支架主軸之間的間距為4.4 m。假定其他邊界條件一致的情況下，分別設(shè)定背景反射率為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%，通過(guò)PVsyst 軟件模擬可以得到采用平單軸跟蹤支架時(shí)，相較于單面光伏組件，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益情況，如表1 所示。


通過(guò)表1 可以看出，都采用平單軸跟蹤支架時(shí)，相較于單面光伏組件，在不同背景反射率情況下，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益不同；且隨著背景反射率的增加，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益也在相應(yīng)增加；當(dāng)背景反射率在0%～40% 范圍內(nèi)變化時(shí)，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益為0.56%～6.98%。

3 采用固定支架時(shí)，在不同背景反射率情況下雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益

本實(shí)驗(yàn)的單面光伏組件和雙面光伏組件的安裝方式均采用固定支架，前排固定支架上組件前沿到相鄰后排固定支架上組件前沿的間距為9.4 m。

假定其他邊界條件一致的情況下，分別設(shè)定背景反射率為0%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%，通過(guò)PVsyst 軟件模擬可以得到采用固定支架時(shí)，相較于單面光伏組件，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益情況，具體如表2 所示。



通過(guò)表2 可以看出，都采用固定支架時(shí)，與單面光伏組件相比，在不同背景反射率情況下，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益不同；且隨著背景反射率的增加，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益也在相應(yīng)增加；當(dāng)背景反射率在0%～40% 的范圍內(nèi)變化時(shí)，雙面光伏組件背面的年發(fā)電量增益為0.69%～7.96%。

4 結(jié)論

本文利用PVsyst 軟件模擬了采用平單軸跟蹤支架和固定支架2 種支架安裝方式時(shí)，相較于單面光伏組件，在不同背景反射率情況下的雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益情況，結(jié)果表明：無(wú)論采用何種支架安裝方式，雙面光伏組件的背面年發(fā)電量均有所增益；且背景反射率不同，雙面光伏組件的背面年發(fā)電量增益也不同；隨著背景反射率的增加，雙面光伏組件的背面年發(fā)電量增益也相應(yīng)增加。當(dāng)背景反射率在0%～40% 的范圍內(nèi)變化時(shí)，采用平單軸跟蹤支架的雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益0.56%～6.98%，采用固定支架的雙面光伏組件背面年發(fā)電量的增益為0.69%～7.96%。

因此，光伏發(fā)電系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比選時(shí)，若項(xiàng)目所在地的背景反射率較高，且支架安裝方式采用固定支架或平單軸跟蹤支時(shí)，推薦采用雙面光伏組件。與采用單面光伏組件相比，在裝機(jī)容量相同的情況下，采用雙面光伏組件在僅增

加少量投資的同時(shí)提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體發(fā)電量，有利于提升光伏發(fā)電系統(tǒng)的綜合利用率和經(jīng)濟(jì)性，從而降低系統(tǒng)的度電成本，提升總體收益率。此研究結(jié)果可用于指導(dǎo)日后光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和實(shí)施。

原標(biāo)題：背景反射率對(duì)采用不同支架安裝方式的雙面單晶硅光伏組件發(fā)電量