双面发电系统优化设计神器解读

双面发电系统优化设计神器解读

双面发电系统的发电量受到场景反射率、组件离地高度、组件的倾角和前后间距等因素的影响,其中组件离地高度倾角间距涉及到阵列的布置,传统的光伏发电系统,在阵列设计环节,主要是考虑组件的自阴影遮挡,并通过倾角和间距的设计,既减少阴影损失,又能充分利用安装面积,使其达到经济效益的最大化。双面发电系统在正面发电的基础上,背面也能发电,且背面增益的大小主要受到地面接收的反射光的影响,地面反射光的接收量取决于组件的离地高度、倾角和前后间距,当然这里面最主要的还是离地高度和倾角。如果倾角大些,那么在夏季太阳的高度角较高,到达地面的直射光较强,如果组件的倾角较大,那么由于地面反射被背面接收的辐射也就较高。组件的离地高度较高,那么背面可接收辐射的范围也就增加。

双面发电系统优化设计神器解读

理论层面,我们都能得到发电影响因素与发电量之间的关系,那么在实际的工程项目当中,对于有固定的安装面积,或者场景反射率不可调节的情况下,如何去优化倾角和前后间距呢?在没有现场试验数据的基础上,可能会束手无策,不知该如何有效的去进行优化设计。

基于没有现场经验的积累的困难,不妨从另一个角度去突破这个难题,一直以来,双面发电模拟仿真和仿真模型的准确性是我们关心的,行业内多家实证基地对双面发电的发电性能进行了测试和软件仿真结果比对,其中PVsyst软件一直是大家所使用的,据多家主流组件厂家反馈,实证基地的双面发电数据和软件仿真模拟的结果一致性较高,也说明了仿真模型的准确性,因此可以用来辅助前期的优化设计。

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在软件仿真层面,我们可能需要对不同变量取不同的值,从而去比较每个取值的发电量结果,由于在系统仿真设置中,变量的取值越多,修改变量的次数越多,无疑给仿真工作带来了较大的时间成本。值得庆幸的是,PVsyst软件6.77版本使用批处理模式可以解决这个问题,同一个项目不同变量的多次模拟工作可以交给软件去完成,从而直接将结果呈现给用户,可以大大节省时间。

对于双面发电系统,批处理模式可以设置的变量有场景反射率、组件最低点的离地高度、组件前后的间距、组件的安装倾角等等。

如图所示均采用PVsyst批处理模式,对组件离地高度、不同纬度地区的背面辐射接收量进行了仿真和对比。从结果可知,当组件的离地高度达到一定的程度以后,其发电量增益就非常缓慢了。另外,高纬度地区,如青海乌兰区域常年的太阳直接辐射占比较高,因此到达地面后,组件背面接收的辐射量相对低纬度地区要高些。

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▲图1 双面系统发电量与组件离地高度之间的关系

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图2 不同纬度地区对背面辐射增益的影响

关于软件的功能操作本文暂不赘述,有兴趣的同仁可以下载该软件学习,也欢迎参加坎德拉学院组织的PVsyst软件线下高级培训课程。

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):双面发电系统优化设计神器解读

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