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光伏組件橫豎排布置,誰占地面積大?

導讀: 筆者以往設計過程中,也曾對比過光伏組件豎排、橫排之間的占地差異、用鋼量差異,在考慮早晚陰影遮擋時,橫排組件在發電輸出方面的較豎排組件有優勢,某些工程采用了光伏組件的橫向四排。

經常在網上看到關于光伏組件豎排、橫排布置在光伏支架單元上的文章,兩者對比的文章,往往會論述幾個觀點:1、占地面積;2、支架單元用鋼量;3、安裝便利性;4、發電量的差異。最近的一篇文章《光伏組件橫排豎排爭議多,絕知此事要躬行》對以上幾個方面以及運維便利性差異等多個方面給出了觀點,其中占地面積給出的結論是“組件橫排豎排占地幾乎分歧(應該是“幾乎沒有分別”)”。備注:占地面積不是指光伏組件在地面上的投影面積,是指在大場地光伏方陣中的平均面積,包含陣列之間的間隙面積等。

筆者以往設計過程中,也曾對比過光伏組件豎排、橫排之間的占地差異、用鋼量差異,在考慮早晚陰影遮擋時,橫排組件在發電輸出方面的較豎排組件有優勢,某些工程采用了光伏組件的橫向四排。但本文以光伏組件豎排、橫排的占地面積差異性做一個詳細分析,以饗讀者。

1、通用的組件豎排、橫排布置方式解釋

光伏組件采用的規格尺寸60片電池片是1650mm*990mm*40mm(不同廠家略有差異),72片電池片是1960mm*990mm*40mm(不同廠家略有差異)。光伏組件的豎排,就是組件的長邊上下方向放置排列,組件傾斜后,長邊是南北方向。光伏組件的橫排是長邊在東西方向。通常光伏電站中,光伏組件采用豎向雙排布置、橫向三排或四排布置,近年來農光互補大棚、車棚光伏電站中,也有其他豎向、橫向多排布置的形式。

2、組件豎排、橫排布置方式占地面積差異

我們通常說,光伏組件豎排、橫排布置方式造成的光伏電站占地面積差別不大,但也有工程師認為,光伏組件的橫排布置會占用更大的場地。但是不同布置方式,造成的面積差別不大是差在了哪里?為什么又有一些工程師認為橫排布置會占用較多的場地?接下來,我們通過嚴謹的分析,來解釋這兩個問題。

(1)單塊組件的豎放、橫放

按照《光伏發電站設計規范》,光伏陣列前后排在當地真太陽時9:00到15:00點不遮擋。如果我們在光伏電站中選取一塊光伏組件,這塊光伏組件占用的前后排面積是投影面積+陣列之間的凈間距面積。

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圖4 光伏組件布置側視圖

假設光伏組件的長為a,寬b,組件安裝傾角為θ,項目所在地的南北向陰影系數為R,根據光伏陣列前后間距計算公式,

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,公式中的

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為陣列上下端的寬度。

對于一塊組件的占地面積,就應該是:

組件豎放:

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組件豎放:

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因此,我們可以看到,上面各個參數均是已知的,而且表達公式是一樣的,對于單塊組件的占地面積是一樣的。

(2)光伏陣列中組件的豎排、橫排

本文以寧夏自治區中衛市某光伏電站項目為例,光伏組件豎向雙排和橫向四排不同布置方式做計算對比。

采用260Wp的光伏組件,以35°傾角安裝在支架單元上,不同布置方式陣列尺寸、面積、前后間距計算如下:

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圖5 光伏組件豎排2×22 布置

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圖6 光伏組件橫排4×11布置

表1 單個陣列不同布置方式占地面積對比

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通過上表,我們可以看到,橫向四排的布置方式因為間隙增多,陣列的面積最大,雖然僅有0.063㎡,看似幾乎沒有差別。由于橫向四排的布置方式的陣列寬度增加,響應的理論計算的中心間距也增加,差值為1.621m,通過計算,單個支架單元的陣列占地面積差值為0.1504㎡,差別也不大。如果在有限的區域內,建設幾十千瓦或者幾百千瓦,光伏方陣的總占地面積應不會有較大的差異。


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