双面组件的发电量计算方法

1、双面组件的发电量计算方法 、前言普通光伏组件的发电量计算，一般采用下列公式。 拴勒以呆，秤遍爪用苗化由棚帥応在1舱2年提歯疳廉由Kluii1977年改逬的 算方法，认为散射和地面反射箜向同性的倾斜囱卜的月平均玄阳9HB量的计算公式为 1-卽(巳专+/(匕笄”(2A7a) 或花孚叩一护+ %L严)协怦)(2-47b) 弍中.瓦期劇紳而上的月平均太阳J可为水 -面上的月平均人阳故射辆報绘；地为倾料面与水乎而上的日丸阳直射辆照S.之比的月T均 注时于北半球朝向赤的倾羁面上，可简化为 cos(甲 3 戸)cosfisinw： + (IT/ 180H)ILI： n(戢-悶nSz ,. (2-48A) c

2、osAc (hAinoJL + ( TI,1 8(/) idSixP 卜 inS 中2：是:备月代掘口的口落时堀*由卜式倆定； :二 nunaimi(他“心 1 込)*an： L0 (- Lin (心- tan5 ) 今年以来，双面组件开始较大规模的应用。这就给光伏电站的设计人员提出了新问题：双面 组件背面的发电量如何计算。 实验证明，与普通组件一样，双面组件的发电量也受地表反射率的影响。除此之外，组件安装高度也对双面 组件的发电量有较大影响。本文阐述了双面组件发电量的计算方法。 本文是由Kin翻译自德国solarworld的文章，原文题目为Calculatingthe additional

3、energy yield of b i f ac i a I solar modu I es ” (翻译时有节选) 、双面电池技术双面组件顾名思义就是正、反面都能发电的组件。 这部分光可 当太照到双面组件的时候，会有部分光线被周围的环境反射到双面组件的背面, 以被电池吸收，从而对电池的光电流和效率产生一定的贡献。 图：普通电池片（左）与双面电池片 （右）正反面的对比 同常规单晶电池相比，双面光伏组件在正面直接照射的太和背面接收的太阳反射光下，都能 进行发电。早在上世纪80年代，Cuevas等人报道了双面组件使用特殊的聚光系统后，其 发电增益可达到50% 。 在2015年，SolarWorld联

4、合ISFH推出了名为“ PERC+ ”的双面PERC太阳能电池，该 太阳能电池在电池背面采用丝网印刷AI子栅电极，代替传统全尺寸AI背电极，AI浆消耗 量大幅减少，前表面效率和背面效率分别达到21.5%和16. 7% o .Trort con tacts Surface passivati on (front| Surface -p 曰 mvmtj 口 口 I * Rear contacts- A: STANDARD PERC BiBEFAaALSOLARCRL 图：PERC双面电池截面结构 三、双面组件 根据双面电池的封装技术可分为 双面双玻组件：采用双层玻璃+无边框结构， 双面（带边框）组

5、件：采用透明背板+边框形式。 主流结构的双玻双面组件，具有生命周期较长、低衰减率、耐候性、防火等级高、散热性好、 绝缘好、易清洗、更高的发电效率等优势。 双面组件的重要表征参数为双面发电系数BF,在STC条件下，反映了背面最大功率和正面 最大功率的比值。 四、发电增益的影响因素 双面组件发电增益主要取决于两点：地表反射率和组件的安装高度。 太阳直接辐射和散射光到达地面后会被反射，有一部分将被反射到组件的背面。当组件最低 点离地高度为0.5米时，使用TP0高反射率材料，双面发电的增益可达到25%o 7 We 口車 bottom edge cfg 閒 uncf 片(anurrt I wfterie

6、dt * 图：组件背面接收辐射来源 4.1地表反射率 地表反射率：是指地面反射辐射量与入射辐射量之比，表征地面对太阳辐射的吸收和反射能 力。反射率越大，地面吸收太阳辐射越少；反射率越小，地面吸收太阳辐射越多。如混凝土, 屋面类型 反射率 绿草地 23% 混凝土 16% 白漆屋面 60-80% 白砾石 27% 白金属屋面 56% 浅灰防水材料 62% 白防水材料（光伏专用） 少弘一 为16%。灰色防水材料可达到62%,白色防水材料（厚度和类型）可能会在 80%以上。 表：不同材质的地表反射率 地表反射率的大小取决于材料的颜色、厚度和表面的平整度，随着时间的推移，如材料老化、 表面脏污都会影响反射

7、率。 如TPO屋顶材料最初可达到88%的反射率，但是过几年以后，可能会下降至75%o因此安装环境对材料反射 率的影响较大，对于污染积灰严重而雨水较少的区域，为了保证反射率不受到影响，需要经常进行清洗。 图：左）白漆屋面右）白砂砾 4. 2反射率的测试方法 反射率的测试可以使用反射计，也可以使用光伏组件和万用表进行测试，测试时尽量选择在 晴天无云中午时段，反射率和太阳入射角、组件安装倾角均无关，因此可通过测试组件的短 路电流进行计 算。 测试时组件的高度应足够，保证边框、组件或者人对背面没有直接的影子；同时，测试时， 应选择至少三个随机的有代表性的位置进行测试。 首先将组件的安装倾角调整为水平，

8、组件的背面朝向天空，测试组件的ISCsky,其次，将 组件的安装倾角调整为0度，组件的背面朝向地面，测试组件的ISCground ,那么测试点 的反射率为：ISCsky/ISCgrou nd。 专业资料 Solar paneE voltmeter Csbk? of soEar panel Rack Flat roof or ground 图：反射率测量方法示意4. 3组件安装高度的影响 组件离地高度是背面增益的第2个影响因素，如下图所示，其中组件为单排横向安装，组 件前后间距为2. 5米，地面的反射率80%o 当离地高度为0.2米，背面的发电增益为15%,当离地高度为1米时，背面的发电增益接近

9、 20% o 15% c 5% 120140.6QE indalladan bei ght m 图：离地高度对于发电量增益的影响 从曲线上的数据可知，当离地高度在0.5米以下，发电增益随组件离地高度的变化较为明显， 而高度在0. 5米以上时，发电增益随高度的增加则较为缓慢，而1米左右基本上是一个饱和 点。因此，设计时需要根据发电量、当地的风载荷、安装场地的面积、安装的土地平整度等选择最佳的安 装高度。 五、发电增益的计算公式 严鮒二辭？ bfadn!ity 公式适用围：组件倾角10 至30o ,组件朝向正南，组件安装方式为横向或纵向。上述公式中: a = 1. A二组件前后间距 E = 2. 718 B = 8. 691 H二组件最低点和地面之间的距离 c = 0.125 F表为使用上述公式得到的在不同的安装高度、 不同的反射率下的发电增益, 其中组件安装 方式为横向安装，双面因子 65%,组件正向朝南，倾角 30度，间距2. 5米。 SURFACE TYPE white noo5E meta inttf ALBEDO L3刃匚口 40% ilbedc :D 3 Dr-jC 1.20% 170% 2.00% 100% 4.20% 6,00% 2肮 330% 3 90% S.80%