影響雙玻雙麵發電組件背麵發電的因素研究

雙玻雙麵發電組件通俗點理解就是正、反麵都能發電的組件，組件正麵接收太陽光直射光發電，背麵通過吸收背景的反射光和周圍的散射光來發電，在條件比較理想時，能提高組件20%到30%的發電量。由於(yu) 背麵發電量受背麵接收的光強影響很大，下麵就影響雙玻雙麵發電組件背麵發電的因素進行了研究。

1、組件朝向對組件發電效率的影響

由於(yu) 地理位置的原因，北半球的常規組件都是朝南以一定的角度安裝，當組件處於(yu) 最好安裝角度時，年平均接收的太陽光輻射量最大，常規組件係統發電量最大。而雙玻雙麵發電組件的正、背麵發電特性，決(jue) 定了其不僅(jin) 可以以傳(chuan) 統的方式安裝，還可以東(dong) 西向垂直安裝。東(dong) 西向垂直安裝方式，簡單點講就是把組件垂直起來，組件的正反麵，一麵朝東(dong) ，另一麵朝西。這樣雙玻雙麵發電組件不論是上午還是下午都可以最大限度的接收太陽光輻射，這導致了雙玻組件有兩(liang) 個(ge) 發電高峰。

IEFE於(yu) 2014年5月18日在瑞士溫特圖爾使用兩(liang) 塊255W的雙玻雙麵發電組件做了安裝朝向對比實驗。經過測試，東(dong) 西方向垂直安裝的組件日發電量2.20kWh，而標準安裝角度30度的組件日發電量為(wei) 2.03kWh，東(dong) 西方向垂直安裝的組件比標準安裝角度30度的組件多發電8.4%。

由此可以得出：組件東(dong) 西向垂直安裝要優(you) 於(yu) 標準度角安裝。

2、安裝角度對組件發電效率的影響

常規組件在沒有安裝單軸或雙軸自動跟蹤係統的情況下，隻能按一定的角度安裝，被動的接收太陽光輻射；相同的安裝角度下（其它條件完全相同），雙玻雙麵發電組件在正麵接收太陽光直射時，背麵也在接收地麵和其它方向的反射光和散射光，正、背麵同時在發電，相比於(yu) 常規組件優(you) 勢明顯。三洋曾在日本大阪做過對比實驗，係統安裝於(yu) 反射率為(wei) 0.3的混凝土地麵，離地高度6.6英尺（約2米），實驗結果顯示：安裝角度為(wei) 0度時（即水平安裝），雙玻雙麵發電係統比常規係統多發電5%；安裝角度為(wei) 30度時，雙玻雙麵發電係統比常規係統多發電7%；安裝角度為(wei) 90度時，雙玻雙麵發電係統比常規係統多發電34%。

實驗得出：安裝角度從(cong) 0到90度，角度越大雙玻雙麵發電係統相比於(yu) 常規係統優(you) 勢越大。

3、不同反射背景對組件發電效率的影響

雙玻雙麵發電組件安裝位置的背景反射率決(jue) 定了背麵發電量的多少，隻有背麵盡量多的接收反射和散射光，背麵才能增效更多。通常物體(ti) 的顏色越淺，物體(ti) 的反射率越高。

我們(men) 做了一組反射率對雙玻雙麵發電組件影響對比實驗，組件離地55cm，安裝角度35度，組件正麵最大功率為(wei) 245W，試驗準備了四塊不同顏色的背景材料，尺寸為(wei) 7m*5m，顏色為(wei) 綠色、灰色、銀白色和白色，分別模擬反射率為(wei) 25%的草地、反射率為(wei) 50%的水泥地麵、反射率為(wei) 78%的明亮的屋頂和反射率為(wei) 90%的雪地，通過數據采集裝置獲得數據，分析試驗結果顯示：

實驗結果證明背景顏色越淺，背景反射率越高，組件發電量提升越多。

4、係統最低點離地高度對組件發電效率的影響

由於(yu) 不同地區冬季降雪量不同，通常設計的係統最低點離地高度也不同，隨著最低點離地高度的變化，組件背麵接收的輻照度也隨之變化。係統最低點離地越高，組件與(yu) 地麵之間的空間越大，組件背麵可接收的周圍反射麵越大，背麵的發電量也越多。在北海道地區，冬季幾乎完全被雪覆蓋，地麵反射率很高，所以雙玻雙麵發電電站在北海道特別有優(you) 勢，不僅(jin) 如此，其電站的組件最低點離地特別高，例如北海道旭川地麵電站的最低點離地1.8米，隻有安裝方式更加合理，背麵發電量才能得到保障。組件最低點離地高度越高，雙玻雙麵發電組件發電量提高的越多。

5、結論

綜合來看，組件背麵的發電量主要是安裝朝向、安裝角度、背景反射率和離地高度共同作用的結果，當組件發電量提升大於(yu) 18%時，組件安裝方式才比較合理。

6、結束語

由以上影響雙玻雙麵發電組件背麵發電的因素，我們(men) 不難發現：安裝方式對要實現背麵增效起著至關(guan) 重要的作用，所以安裝時安裝支架盡量不遮擋背麵電池片，組件東(dong) 西向垂直安裝要優(you) 於(yu) 標準30度角安裝；安裝角度從(cong) 0到90度內(nei) ，組件安裝角度越大，相對於(yu) 常規組件優(you) 勢越大；在相同的輻照度下，組件背部的反射背景顏色越淺，背景反射率越高，組件背麵發電效率越高；組件最低點離地越高，組件背麵發電效率越高。合理的安裝方式可以最大化雙玻雙麵發電組件的優(you) 勢，提高了單位麵積的發電量，未來必定會(hui) 掀起光伏行業(ye) 的又一輪改革。

     據統計，2017年，疊加了雙麵電池的雙玻組件在5GW應用領跑者中中標量占比超過50%，是技術領跑者的理想選擇。到目前為(wei) 止，越來越多的電站業(ye) 主在集中招標時開始指定雙玻組件，雙麵雙玻更是被國內(nei) 外眾(zhong) 多組件企業(ye) 列入其未來計劃，基於(yu) “雙麵雙玻+”前沿技術並輔以智能運維為(wei) 光伏電站提質增效提供了解決(jue) 方案。而2018年上半年國內(nei) 雙玻組件產(chan) 量數據顯示：已突破5GW，市場前景備受業(ye) 界看好。

韓金峰 趙維維 郭政陽 吳浩 馬小報

作者單位：英利集團保定嘉盛光電科技股份有限公司