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

在光伏电站设计中，光伏组件排布方式有两种：

方式一：横向排布，如下图：

图1 电池板横向排布示例图

方式二：竖向排布，如下图：

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6x10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。

图3 电池板原理及遮挡示意图

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。

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。

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。

文章作者：胡晨辉