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一、前言普通光伏组件的发电量计算，一般采用以下公式今年以来， 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：双面组件反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“ Calculating the additional energy yield of bifacial solar modules 翻译时有节选二、双面电池技术双面组件顾名思义就是正、

2、反面都能发电的组件。当太阳光照到双面组件的时候， 会有局部光线被周围的环境反射到双面组件的反面， 这局部光 可以被电池吸收，从而对电池的光电流和效率产生一定的奉献。图：普通电池片左与双面电池片 右正反面的比照同常规单晶电池相比，双面光伏组件在正面直接照射的太阳光和反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 增益可到达 50%。在 2021 年， SolarWorld 联合 ISFH 推出了名为“ PERC+ 的双面 PERC 太阳能电池，该太阳 能 电池在电池反面采用丝网印刷 Al 子栅电极，代替传统全尺寸

3、 Al 背电极， Al 浆消耗量大幅减少， 前外表效率和反面效率分别到达%和% 。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，反映了反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

4、一局部将被反射到组件的反面。 当组件最低 点离地高度为米时，使用 TPO 高反射率材料，双面发电的增益可到达25% 。图：组件反面接收辐射来源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， 为 16%。 灰色防水材料可到达 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 时间的推移， 如材料老化、地表反射率的大小取决于材料的颜色、 外表脏污都会影响反射率。厚度和外表的平整度， 随着如 TPO 屋顶材料最初可到达88%的反

5、射率，但是过几年以后，可能会下降至75% 。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、组件或者人对反面没有直接的影子；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，组件的反面朝向天空，测试组件的 ISCs

6、ky ，其次，将 组件的安装倾角调整为 0 度，组件的反面朝向地面，测试组件的 ISCground ，那么测试点的 反射 率为： ISCsky/ISCground 。图：反射率测量方法示意组件安装高度的影响组件离地高度是反面增益的第 2 个影响因素， 如以下图所示， 其中组件为单排横向安装， 组件 前 后间距为米，地面的反射率 80% 。当离地高度为米，反面的发电增益为 15% ，当离地高度为1 米时， 反面的发电增益接近 20%组件离地高度的变化较为明显，米左右根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。当离地高度在米以下， 发电增益随图：离地高度对于发电量增益的影响 从曲线上的数据可知，而 高度在米以上时， 发电增益随高度的增加那么较为缓慢， 而 1公式适用范围：组件倾角五、发电增益的计算公式10°至 30 °，组件朝向正南，组件安装方式为横向或纵向上述公式中：A = 组件前后间距E