? ? ? ? 在2018年國(guó)家組織的“領(lǐng)跑者”招標(biāo)中，為降低電價(jià)成本，不少投資商采用了“雙面組件+平單軸跟蹤”方案。如何較為準(zhǔn)確地仿真計(jì)算“雙面組件+平單軸跟蹤”系統(tǒng)的發(fā)電量成為行業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)。

2018年4月，PVsyst軟件推出了最新的6.70版本，她可以對(duì)雙面組件+平單軸跟蹤的發(fā)電量進(jìn)行仿真，應(yīng)該說(shuō)該功能是行業(yè)內(nèi)非常關(guān)心的，也算是千呼萬(wàn)喚始出來(lái)吧，筆者第一時(shí)間對(duì)該功能進(jìn)行了研究，并通過(guò)坎德拉平臺(tái)分享其仿真方法。

方法1：基于三維建模獲取2D參數(shù)

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如圖1所示，建立平單軸N-S光伏陣列三維模型，假設(shè)項(xiàng)目地位于青海格爾木，經(jīng)過(guò)冬至日上午9時(shí)或下午15時(shí)方陣東西向無(wú)陰影遮擋計(jì)算，并選擇間距為8米（取其整數(shù)值）。

▲圖1 平單軸組件布置示意圖（PVsyst軟件）

完成上述步驟后，打開(kāi)“System（系統(tǒng)）”設(shè)置界面，在“General Simulation Parameter”（一般參數(shù)設(shè)置），選擇“Use unlimited trackers 2D-model”。如圖2所示。

▲圖2 平單軸雙面組件系統(tǒng)設(shè)置

在“UnlimitedTrackers 2D model”，它會(huì)自動(dòng)獲取三維建模中的相關(guān)參數(shù)，如平單軸的軸方位、旋轉(zhuǎn)范圍、背跟蹤、東西間距、支架單元的寬度，只需要再設(shè)置方陣的離地高度、地面反射率即可。其他參數(shù)如背面的遮擋率，背面不均勻光線帶來(lái)的電流失配損失若無(wú)實(shí)際數(shù)據(jù)，可設(shè)置為默認(rèn)值。如圖3。

▲圖3 平單軸雙面組件系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置

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方法2: ?基于2D模型參數(shù)

除了上述講的第一種操作方法，方法2是不通過(guò)建立3D模型，而是在軟件的首界面“Orientation”中選擇“Horiz.axis, unlimited trackers”方式，設(shè)置平單軸的軸方位、跟蹤角度范圍、支架單元數(shù)量、支架單元東西間距、方陣寬度等等。如圖4。設(shè)置完以后，在“UnlimitedTrackers 2D model”，它會(huì)自動(dòng)獲取相關(guān)參數(shù)。

▲圖4 基于2D模型平單軸參數(shù)設(shè)置

下面以格爾木為例，使用了PVsyst6.70軟件對(duì)南北向平單軸跟蹤系統(tǒng)+雙面發(fā)電進(jìn)行了仿真計(jì)算。其實(shí)上述兩種方法得到的發(fā)電量差異很小很小，讀者可以嘗試比較，這里采用第一種方法。

1、仿真條件

格爾木位于北緯36.42°，東經(jīng)94.9°，根據(jù)Meternorm7.1氣象數(shù)據(jù)，水平面的全年總輻射量達(dá)到了1936kWh/m^2，因此光資源較為豐富，直射比較高。

▲圖5 格爾木地區(qū)的月度輻射比較

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平單軸的跟蹤范圍設(shè)置為常規(guī)的－45°～45°，光伏電站的容量設(shè)置為528kW。核心設(shè)備分別選用275W的單晶硅雙面組件及500kW的集中式逆變器，其中平單軸每個(gè)支架布置一個(gè)組串，每20個(gè)組件為一串，光伏組串共96串，組件數(shù)量共計(jì)1920塊。

平單軸系統(tǒng)的方陣間距均采用冬至日上午9時(shí)到下午15時(shí)無(wú)陰影遮擋為間距，支架單元的東西間距為8m，并采用逆跟蹤技術(shù)。

組件的背面發(fā)電系數(shù)為0.85，組件離地高度為1.5米，地表反射率設(shè)置為60%。

組件背面的遮擋率為5%，背面不均勻光線帶來(lái)的電流失配損失率為10%。

2、模擬結(jié)果

? ? 表1為該項(xiàng)目的仿真結(jié)果，我們可以看到首年的PR為90%左右，上網(wǎng)電量為1224MWh，發(fā)電小時(shí)數(shù)達(dá)到2318h。

▼表1 模擬結(jié)果

圖5為背面的輻射損失分析，由于地面的反射率為60%，將近40%的輻射不能被反射回去。各個(gè)月份當(dāng)中，我們也看到夏季到達(dá)地面的輻射均較大，因此組件背面接收的輻射值也較大。

▲圖5 背面輻射量損失比較（單位：kWh/m^2）

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圖6為能量損耗圖局部，由于采用平單軸，組件正面發(fā)輻射增益較為明顯，達(dá)到了32.6%。到達(dá)地面的輻射量為929kWh/m^2，被組件背面接受的有效輻射量為302kWh/m^2，組件背面的輻射增益為12.5%。

▲圖6能量損耗圖

? ? 雙面組件背面的發(fā)電影響因素較多，如何發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)，需要我們改變常規(guī)的設(shè)計(jì)思路，目前平單軸+雙面組件的仿真功能剛剛推出，基于3D模型復(fù)雜場(chǎng)景及垂直安裝方式的的雙面仿真功能目前尚在開(kāi)發(fā)中，坎德拉學(xué)院相信，PVsyst軟件對(duì)于雙面組件的仿真會(huì)不斷修正、完善和增強(qiáng)。

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：雙面電池組件+平單軸跟蹤支架如何仿真？