干货！双面光伏组件类型、特点等技术集锦
介绍了双面光伏组件的类型与特点，通过几个实例说明了双面光伏组件应用于光伏发电**的设计原则，并提出了双面光伏组件应用尚待研究的一些问题。再从那个角度望去，曾经已不再是曾经。蓦然，才想起自己已经毕业了。回不去了吧。
双面光伏组件的类型及特点
目前，双面光伏组件有两条技术路线，即n型双面光伏组件和p 型双面光伏组件。双面光伏组件按照使用的电池类型主要可以分为3 类，分别是：n-PERT 双面光伏组件、n-HIT 双面光伏组件和p-PERC 双面光伏组件。各类型双面光伏组件的具体特点如表1 所示。
与传统光伏组件只能利用正面入射的光照不同，双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力。表征双面光伏组件的主要参数除了转换效率之外，还有一个重要的指标是双面率(Bifaciality)，即背面效率与正面效率的百分比。n-PERT 双面光伏组件具有少子寿命高、无光致衰减效应、弱光响应佳、温度系数低的特点;且其双面率可达到90%，远高于p-PERC 双面光伏组件，背面发电量增益更高。在有限的安装面积中，n-PERT 双面光伏组件能提供更高的电力输出。n-HIT 双面光伏组件结合了晶体硅光伏组件和硅基薄膜光伏组件的优点，此类组件具有结构对称、低温制造工艺、开路电压高、温度特性好、光照稳定性好、双面发电等特点。
p-PERC 双面光伏组件生产线只需基于现有生产线进行少量技术改造，基本不增加额外成本，性价比较高。与组件正面超过20% 的光电转换效率相比，其背面可吸收光线的区域有限，转换效率在10%～15% 之间。
含双面光伏组件的光伏发电**的设计
2.1 组件安装倾角的选择
组件的安装倾角是影响发电量的重要因素。采用固定式安装的光伏发电**一般按光伏组件全年倾斜面上接收到的辐照量最大，即全年发电量最大来选择组件的安装倾角，该倾角即为**安装倾角。
本文以林洋安徽安庆某市政电站为例进行对比分析。该项目采用285 W 双面光伏组件，离地高度为1.0 m，分别采用10°、22° **倾角)、45°倾角布置。组件在不同倾角下的发电量测试结果如表2 所示。
试验表明：
1 在组件安装高度为0.5 m 的情况下，相对于**倾角22°，倾角为10°时，组件发电量减少了5.49%;倾角为45°时，组件发电量减少了2.03%。在组件安装高度为1.0 m 的情况下，相对于**倾角22°，倾角为10°时，组件发电量减少了2.03%;倾角为45°时，组件发电量减少了3.19%。由此可知，双面光伏组件在**倾角时的发电量最大。
2 当倾角均为10°时，相对于**倾角22°，安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少的多。由此可说明，当安装高度增加时，由于双面光伏组件背面接收反射辐射的原因，部分补偿了由倾角带来的发电量损失。
3 当倾角均为45°时，相对于**倾角22°，安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少。由此可知，倾角增大使双面光伏组件背面接收反射辐射的效果变差。
2.2 组件安装高度的选择
双面光伏组件如果离地面太低，背面将不能接收反射辐射;而随着组件安装高度升高，其背面接收的反射辐射也会随之变化。组件最低点离地越高，组件与地面之间的空间越大，其背面可接收周围反射辐射的面积越大，背面的发电量也越多。由表2 可以得出，在**倾角22°时，组件的安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时，其发电量约增加2.6%。下文以林洋山东某实证电站的测试结果为例进行分析。两组光伏组件的装机容量均为50.04kW，均采用正面功率为290 W 的双面光伏组件，且倾角均为当地**倾角28°，安装高度分别为1.0 m 和2.0 m。不同安装高度下的组件发电量测试结果如表3 所示。
测试结果显示，当组件安装高度为2.0 m 时，比安装高度为1.0 m 的组件发电量增加2.82%，该值比表2 中**倾角为22°时，组件安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时发电量增加的比例更大。这说明组件的安装高度越高，增加的发电量越多。但随着组件安装高度的增加，所需支架材料也会增多，组件承受的风荷载也将增大，安装和维护更加不方便。所以，经过技术经济性比较，认为组件的安装高度不宜超过2.0m。
2.3 光伏组件- 逆变器容配比的选择
光伏组件的峰值功率是指在标准测试条件(STC 下组件的额定最大输出功率。在实际工况下，大部分时间段光伏组件的输出功率都低于该组件标定的峰值。逆变器的额定功率一般是指逆变器交流侧输出的额定功率。光伏组件- 逆变器容配比 下文简称“容配比” 即指光伏组件功率和逆变器功率之比。
光伏组件与逆变器功率匹配的一般原则是根据当地的太阳辐射、气温等外部条件，在不造成发电量损失的前提下，尽可能充分利用逆变器的容量。
在**、青海等高海拔无电地区，电子元器件受高海拔条件的影响大，逆变器必须降容使用，因此，这些地区的容配比小于1。在海拔不超过1000 m 的地区，不需要考虑逆变器降容的问题，常规的设计思路为容配比等于1。而在太阳能资源较差的东部地区，辐照度基本达不到STC 要求的1000 W/m2，且受温度等因素影响，光伏组件大部分时间的输出功率达不到标称功率，逆变器基本为非满负荷运行，大部分时间处于容量浪费状态。
因此，越来越多的专家提出可通过容配比大于1 来提高此类地区的项目收益。由于双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力，根据研究结果，在不同反射背景条件下，双面光伏组件比传统单面光伏组件的发电量可增加10%～30%。而且背景颜色越浅，背景反射率越高，双面光伏组件的发电量提升越多。因此，对于采用双面光伏组件的光伏发电**，容配比要综合考虑组件的安装地理位置、场地背景反射条件等多种因素。总的来说，双面光伏组件的容配比必须考虑组件背面增发电量的影响。相较于应用传统光伏组件的设计，应用双面光伏组件的设计的容配比应降低。
2.4 组件的支架设计
光伏支架主要分为固定式支架、倾角手动可调式支架和**式支架(平单轴/斜单轴/双轴)等。
1 固定式支架由于具有成本相对较低、后期维护量小等优点，应用比较广泛。
2 倾角手动可调式支架的成本稍高，运维工作量较固定式支架大，但是通过在不同的季节调整组件倾角可以增加**的发电量。
3 **式支架能够很好地控制组件的朝向或倾角，甚至可同时调节两者，能够进一步增加发电量。但**式支架的成本较高，后期维护工作量较大。根据有关文献报道，与相同容量配置的固定式光伏发电**相比，采用平单轴**式支架的光伏发电**的年发电量可提高约15%，采用斜单轴**式支架的光伏发电**的年发电量可提高约20%，采用双轴**式支架的光伏发电**的年发电量可提高37%～50%。另外，文献提出了一种适用于山地、滩涂、渔塘等地的柔性支架，其采用在两固定点之间张拉预应力钢绞线的方式，将光伏组件固定在张紧于两柱间的钢绞线上;两固定点采用钢性基础提供反力，可实现10～30 m 大间距，以满足不同地形的需要。
传统的光伏支架**设计主要考虑支架自重，以及在风荷载、雪荷载、施工检修荷载、**作用等不同荷载组合影响下，支架满足强度、刚度和整体稳定性要求，并符合抗震、风、防腐等条件，满足30 年的使用寿命要求，便于安装和维修且造价合理。由于双面光伏组件的正面和背面均具有光电转换能力，为了尽可能地利用太阳光，必须考虑避免支架檩条对组件背面遮挡的影响。因此，双面光伏组件的支架檩条必须位于组件边缘。同时，还应尽可能避免其他电气设备 如组串式逆变器)等对组件背面造成遮挡。
问题与建议
由于双面光伏组件正反两面都可以接收太阳光从而发电，因此其应用场景更加广泛，比如其可以用作围墙、隔音墙等垂直安装。垂直安装的双面光伏组件不仅可减少占地面积、节省安装空间、降低安装成本，而且组件表面不易积尘、不积雨雪、自洁能力强。但是垂直安装的双面光伏组件与采用**倾角安装的双面光伏组件相比，在不同方位、不同场景条件下发电量降低的比例是多少，目前还缺乏**的研究。若双面光伏组件应用于****时其增加的发电量比例是多少?双面光伏组件一般不带边框，其应用于****时是否会造成组件隐裂?诸如此类问题还有待于进一步研究。
结语
由于双面光伏组件具有双面发电的特性，本文对应用双面光伏组件的光伏发电**在设计时应遵循的原则进行了探讨，得出以下结论：
1 应用双面光伏组件时应按**倾角布置。
2 组件的安装高度越高，增发电量越多，但是安装高度不宜超过2.0 m;并且随着倾角的增大，组件背面接收的反射辐射减弱。
3 双面光伏组件的容配比必须综合考虑组件背面的增发电量，以及组件安装的地理位置、场地背景反射条件等多种因素。
4 应避免双面光伏组件的支架对组件背面造成遮挡，支架檩条必须位于组件边缘，使**达到最优配置和最大发电量增益。
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