首先,我們先來了解一下什么是雙面組件,雙面組件最直觀的就是組件的背面也能發電,它主要是利用了電池片領域的技術,把原先不透光的一整塊背電極,做成像正面一樣透光的柵線,然后再通過一定的參雜手段,把背部也制成PN結,從而保證了反射光和散射光能夠正常攝取。
雙面組件一般采用的是雙玻的形式,當然也有使用透明背板的,可以降低組件的重量,根據客戶需求可以對是否加邊框以及接線盒的電纜長度做定制。
雙面組件的背面也能發電,根據不同的反射環境增益也有所不同;背板一般采用玻璃材質,即雙面雙玻,也有透明背板材質,可以減輕組件整體重量;對安裝支架及組件間串接線纜有特殊要求。
雙面組件與逆變器的
配置關系
組件增益
我們來看看雙面組件的電參,上面這個表與一般組件沒什么區別,都是在標準測試環境下的基本性能參數,不同的是下面這張增益表,不難發現這款組件的背部增益在5%~25%之間,那目前雙面組件的價格一般是在正面功率的基礎上增加5分錢的成本,相當于上浮了2%~3%左右,所以還是相當劃算的。
雙面組件背部的增益對安裝環境也提出了相應的要求,下面這張不同安裝環境的增益,相比于草地、水泥、黃沙等地面材質,地面刷白漆的增益效果最好。
不同安裝環境增益
雙面組件的增益主要來自于背部電流增益,目前組件正面峰值電流一般不超過11A,當背面功率增益達到20%時,峰值電流一般不超過12.5A,這就對逆變器的耐流能力提出了更高的要求。
逆變器選型
雙面組件發電量較常規產品顯著提升,系統設計上需適度降低容配比(DC/AC),希望逆變器具有短時極強的過載能力。
雙面組件的功率增益基本來自于背面受光帶來的電流增益,Imp可能超過11A,匯流箱與逆變器的最大電流設計應提高。
考慮到有背部增益,我們在設計方面需要適量降低系統的直流超配,同時逆變器需要有可靠的短時的過載能力,固德威在戶用機型SDT G2 以及SMT系列都標配了12.5A的直流耐流性能,適配配目前大多數雙面組件。
我們在工商業機型上也做出了相應的變化,MT機型的50、80kW都推出了BF系列,適配目前市面上的大功率雙面組件,80kW的MPPT最大輸入電流是44A,每路MPPT可以接3路組串,每路進線的電流就是14.6A,同樣50kW的機器每路進線電流可以達到15A。
針對地面項目,我們即將推出的100kW以上的HT系列的大機也是做了相應的適配,以100kW為例,每路MPPT最大電流支持28A,每路組串接入則可支持14A的電流輸入。
雙面組件安裝要點
1、組件接線盒位置、線長、組串接線方式
2、壓塊位置、大小
3、組件支架不遮擋背面電池片
4、組件高度與傾角
5、組串接線優化
結合我們正在進行的新工廠的屋頂項目,列舉了5個方面,介紹一下在安裝過程中的一些注意事項。
接線盒位置、線長、組串接線方式
首先是接線盒在組件中間位置的雙面組件,這種形式多為半片的組件,在敷設形式上可分為橫向雙排、橫向單排、豎向單排以及豎向雙排。
這里主要列舉了其中3個,需要注意的是,在橫向排布中上下組件方向一致,相鄰組件方向相反,這種方式要求組件電纜長度要在1.4~1.5m左右。
豎向單排組件電纜就可以短一些,豎向雙排會在上下組件連接時增加一根跳線,在前期估算是不要把它遺漏了。
這就是我們固德威新工廠剛剛裝完的雙面組件,組件間的接線需要盡量避開背面電池片,避免遮擋。
這種是一般的雙面組件,接線盒在組件的末端,單排布置一般沒什么問題,在雙排布置中,橫向雙排的組件方向均一致,線長需要保證在1.5m左右,豎向雙排與單排電纜較短,雙排需要注意上下排組件是頭對頭的形式放置。
當然還有的雙面組件接線盒的位置在上下頭,這種組件敷設的形式與前面類似,不同的形式需要注意一下組件的方向,這邊不做贅述。
壓塊位置、大小
壓塊應用在光伏項目上由來已久,對于有框雙面的安裝可以直接參考常規組件進行,我這邊主要是針對無框雙玻的壓塊安裝。
從圖上我們不難發現,60片電池的組件一般建議壓住組件的4個點,72片電池的組件一般建議壓6個點,具體位置根據不同尺寸的組件會略有不同,壓塊的尺寸也較常規的尺寸要長一些,一般要求在150mm左右。
跟蹤式支架需要注意的是轉軸盡量在組件與組件之間,減少背部遮擋。
組件支架不遮擋背面電池片
在支架結構設計時,支架構件不能橫穿組件電池片區域,只能在組件邊沿設置斜梁、檁條及連接輔件,同時逆變器安裝位置也不能在組串背后,而應該安裝在組串側面,避免影響到組件背面的反射光。
采用雙面組件的項目在設計支架時需要考慮到背部遮擋的問題,支架構件不建議橫穿組件背部電池片區域,需要盡量沿邊緣設置。同時,逆變器也不能掛在組串背后,避免遮擋。
組件高度與傾角
根據模擬,反射率越大,離地高度越高,背面增益效果越明顯,當組件離地高度在1m以上時,背部接收到的輻照度趨于穩定。建議組件離地高度根據實際環境可選擇在0.3-1m之間。
常規形式安裝時,建議采用當地最佳傾角。
除了我們一開始談到的不同材質的地面會影響背部增益,不同的離地高度對應的增益效果也不盡相同,這幅圖就反映了雙面組件背部增益與組件高度的關系,高度越高對應的增益上升幅度是放緩的,結合基礎成本考慮,我們一般建議組件高度不要超過1m,可以在0.3~1m范圍內來按需選擇。
組件接線優化
最后我們來看看組串的優化,對于標準方陣而言,一般的接線方式無外乎就是下面的這兩張圖,第一種上下串聯,第二種上下分開串聯。
對于一個典型的雙排的光伏方陣而言,下面一行的距地高度和上面一行的距地高度是遠遠不同的(尤其是在組件豎向布置時),所以他們所接收到的反射輻射量也是不盡相同的。
從直觀上我們也可以明顯感覺到,下面一行組件的背面空間會暗一些。所以顯然下面一行組件的電流也會略低于上面一行組件。
而此時,在進行組串接線時,如果選擇方式1,受下面一行組件低電流的影響,上面一行組件的電流也會降低,從而使得整體的輸出功率有所降低。
而如果采用方式2,此時上下兩行單獨成串,互不影響,充分的利用的雙面組件的性能,提高了發電量。
那細心的小伙伴就會發現結合剛才的組件離地高度越高,增益也越大的結論,上下排組件的增益效果是不同的,上排的組件增益相對較高,下排的組件增益相對較低,那為了降低組串的失配,我們還是建議有條件的選擇方式2的組串形式,同時將上下兩串接入逆變器的不同MPPT下,這就是目前雙面組件的最優的接線方式。
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