设计新思路：组件“人字形”安装 你见过吗？

随着光伏项目的电价不断下降，降低度电成本，成为光伏项目的首要任务。而从“设计”中挖掘度电成本的降低潜力，是最事半功倍的!

一种新型的组件布置方式

从设计中挖掘降低度电成本的方法很多，常规方法就不再介绍，今天，介绍一个组件“人字形”布置的方法。

近日，三晶电气在荷兰完成了一个鱼产品加工厂的项目，图片如下。以下简称“荷兰鱼厂项目”。

图1：“荷兰鱼厂项目”现场照片

上图“荷兰鱼厂项目”的设计方案，是不是跟我们平时的设计大相径庭?

常规混凝土屋顶设计方案：

1)组件全部朝南安装;

2)组件跟组件之间保持一定的间距。

3)组件和逆变器容量基本按照1：1的比例配置。

如下图所示。

“荷兰鱼厂项目”设计方案：

1)光伏组件是按照对称的“人字形”布置!

2)每组光伏组件之间留有一个检修通道。

3)组件和逆变器容量按照1.3：1配置(组件713.34kW、逆变器555kW)

“人字形”布置如何降低度电成本

根据项目场址所在的经纬度，当地的太阳能资源、朝南15°和朝北15°的倾斜面总辐射量如下表所示。

表：不同倾角时的月总辐射量水平(单位：kWh/m2)

1、采用最佳倾角安装

由于当地纬度高达52.6°，安装间距大，预期安装规模：140.94kW

系统效率按照83%考虑，预期首年发电量：

140.94kW*1144.6kW*83%=13.39万kWh

2、采用“人字形”安装

预期安装规模：713.34kW

系统效率按照83%考虑，由于组件、逆变器采用1.3：1的容配比，根据当地太阳能资源，经计算，15°和-15°分别会有1.8%和0.35%的限电率。预期首年发电量如下：

356.67kW*1100.2kW*83%*(1-1.8%)=31.98万kWh

356.67kW*877.3kW*83%*(1-0.35%)=25.88万kWh

首年发电量合计为57.86万kWh

3、两种方案的度电成本对比

由于该方案中的屋顶租金不清晰，暂按国内条件取值。具体对比如下表所示。

表：两种方案的度电成本对比

从上表可以看出，

1)如果屋顶租金按照4元/m2/年的水平考虑

按照传统方法安装，安装规模太少，屋顶租金均摊到每度电的成本太高;采用人字形安装，由于总发电量是传统方法的4倍，因此度电成本比传统安装方法低28%。

而且，屋顶租金越高，人字形安装的优势越明显。

2)不考虑屋顶租金情况

此时，由于有一定的弃光，人字形安装的度电成本比传统方式安装高11%。然而，由于该工厂的用电成本为0.4元/kWh，因此

采用传统方式安装时，25年总收益为：

(0.4-0.205)元/kWh*301.26万kWh=58.6万元

(0.4-0.229)元/kWh*1240.43万kWh=222.7万元

可见，虽然人字形安装的度电成本高，单位千瓦的收益率高，但由于发电量远高于传统安装方法，所以总的收益远高于传统安装方法。

4、结论

由于人字形安装方式的安装容量远高于传统安装方式，

若考虑屋顶租金，人字形安装方式的度电成本远低于传统安装方式;

若不考虑屋顶租金，虽然人字形安装的度电成本高，但由于发电量高，所以总的收益远高于传统安装方法。

超配安装的其他优点

“荷兰鱼厂项目”采用的组件与逆变器容量为1.3：1的组件超配安装方式，此安装方式下，除了上述项目收益更好以外，出力会更加稳定，电网友好性更高。

1、组件和逆变器1：1方案

组件和逆变器1：1配置时，即使在最好的天气，项目出力仍然是抛物线形状，一天中出力变化大。下图为某实际案例中，组件和逆变器1：1配置时的出力曲线。

(图片来源于阳光电源实际案例)

2、采用组件对逆变器超配的方案

组件和逆变器1.2：1配置时，在中午时段，项目出力稳定，基本接近于一条直线。因此，超配可以减少光伏项目一天中出力的变化。

下图为某实际案例中，组件和逆变器1.2：1配置时的出力曲线。

(图片来源于阳光电源实际案例)

当组件、逆变器采用大比例超配时，项目的出力曲线将非常稳定，接近于矩形。

(图片来源于阳光电源实际案例)

结论

由于

1)目前优质、可用来做分布式光伏项目的屋顶越来越少，优质屋顶租金越来越贵;

2)光伏系统的造价越来越低，度电成本中光伏系统的权重越来越低

因此，建议

1)在优质屋顶上，组件可以采用“人字形”安装的方式，来提高单位面积的安装规模，降低度电成本，增加单位面积的收益。

2)组件和逆变器采用超配的方案，既有利于提高单位屋顶的收益，又有利于出力稳定，提高光伏项目的电网友好性!

FR：智汇光伏(PV-perspective) 

文章作者：王淑娟