組件排布方式及接線對光伏系統(tǒng)成本的影響

前 言

隨著平價上網(wǎng)和低補貼時代的到來，對系統(tǒng)的精細化設計要求越來越高；小固發(fā)現(xiàn)，對于不同的組件和逆變器，優(yōu)化的組件排布和接線能夠降低投資成本，提升系統(tǒng)發(fā)電量。

此外，我們還整理了文章，方便大家查看，下面小固就從組件排布和組件接線兩個方面來介紹。

組件排布

1、組件排布類型

在我們的項目現(xiàn)場中，我們可以看到組件排布有豎向單排/橫向排列。

豎向單排VS豎向雙排

2、比較：橫排VS豎排

下面我們將從發(fā)電量、占地面積、支架用量、施工難度對橫排及豎排進行具體的對比。

（1）發(fā)電量影響

組件由于前后排列，可能存在一定面積的陰影遮擋時，如下圖，采用豎排排布組件一旦有遮擋，組件的出力變得很?。▍⒄战M件的結構及旁路二級管的位置）。

但是如果采用橫排的方式，組件還會有部分出力，整個組件發(fā)電量也會高于豎排（尤其是前后排間距設計不足的情況）。

結論：按照光伏電站的設計原則，光伏陣列前后排在冬至日9:00到15:00點組件是沒有遮擋的，但實際上在15點之后依然還有一部分可觀的發(fā)電量。并且有些項目的陣列間隔沒有那么大，采用橫排的方式更有利于降低早晚遮擋帶來的發(fā)電量損失。

圖：光伏發(fā)電功率

（2）占地面積

我們通常說，光伏組件豎排、橫排布置方式造成的光伏電站占地面積差別不大。這里我們通過1MW的子方陣中為例進行對比。

圖：豎排2*22排布

圖：橫排2*44排布

結論：通過數(shù)字上看，可以發(fā)現(xiàn)橫排和豎排在占地面積上的差值相對于整個占地面積是可以忽略的，在實際項目中經(jīng)過優(yōu)化的橫排陣列，占地面積和豎排是沒有太大差別的。

（3）支架及基礎

接下來我們對橫豎排的用鋼量及基礎進行對比（基于2*10的陣列來計算）。

結論：通過比較可以發(fā)現(xiàn)橫向雙排的用鋼量要比豎向雙排排布幾乎是一致（橫排可能要略多一些），但是橫排相較于豎排的基礎成本（水泥墩）相對會多一些。

（4）施工

光伏組件可采用豎向雙排、橫向三排或四排等布置；而一般安裝組件時會抓取長邊進行安裝，但是當采用橫排排布，并不方便抓取長邊，安裝工人只能通過抓取組件的短邊來安裝；并且橫向多排時，中間及上面的組件安裝相對會比較費力。

圖：橫排安裝

3、組件的陣列

①組件陣列的組件數(shù)量一般是逆變器接入組件數(shù)量的倍數(shù)，這樣基本可以確保不需要跨陣列接線。

②組件的超配可以通過調(diào)節(jié)每串接入組件數(shù)量和接入逆變器的組串數(shù)量來調(diào)節(jié)，譬如18塊10路和20塊9路（預留1路）都是一樣的超配，但是省一路直流線纜，少一個方陣。

③固德威MT系列機型有多路MPPT，1.3的超配，1.1倍的超發(fā)等優(yōu)勢能夠在項目設計中更好的與組件進行匹配。下面以1MW為例，采用不同功率的組件分別以20塊一串和22塊一串為例進行對比。

由上圖表格可以看出，第三種方案組件的數(shù)量以及支架都為最少，相對成本更低。

組件接線

01接線方式介紹

（1） 一字型接線法

以2*20的組件排布為例，上排組件20塊為一個回路，下排20塊組件為一個回路；同一回路走線呈一字型結構，如上圖。

（2）C字型接線法

以2*20的組件排布為例，左邊組件20塊為一個回路，右邊組件20塊為一個回路，同一回路呈C字型，如上圖。

（3）環(huán)回交叉接線

以2*20的組件排布為例，環(huán)回交叉接線接法如上圖顯示將雙數(shù)塊組件接一起，如第2塊接第4塊，第4塊接第6塊，然后單數(shù)塊組件接回來，形成一個回路，交叉接線。

在以上3種接線方式中，采用一字型接線，光伏組件至逆變器的電纜用量較大；第二種C字形接線相比一字型的電纜用量減少，但是線纜線損較高；第三種接線對組件的線纜長度有要求（需定制），接線方式對施工有一定要求。

上面介紹的3種接線方式在線纜的成本上也有一定的差異，下表為線纜的成本對比：

02配合逆變器的接線方式

（1）一字型組串接入優(yōu)化

圖：原一字型接線

上圖為一字型接法，將PV1、PV2、PV3接入到同一路，將PV4、PV5、PV6接入到同一路；但是考慮到有陰影遮擋時，PV2的發(fā)電就會減少，這樣PV1、PV2、PV3的組件參數(shù)是不一致的；最后的發(fā)電量將會以PV2為基準，這樣會造成發(fā)電量的損失。

下圖為優(yōu)化后的一字型接線，將具有相同的電氣參數(shù)的組件接入到同一路MPPT，這樣對于整個光伏系統(tǒng)的發(fā)電會更有利。

圖：一字型接線優(yōu)化

（2） C字型組串接入選擇

圖：C字型接線優(yōu)化

C字型接線主要是考慮到線損的問題，由上圖也可以看出，在接線時，應該將線損相同的組串接到同一路MPPT，保持一致。

03雙面組件接線及組串接入優(yōu)化

雙面組件顧名思義就是正反面都能發(fā)電，雙面組件的距地高度和其接收到的反射輻射量是有關系的， 適當增加組件的距地高度有利于提升其反射輻射的接收量。

在使用雙面組件的光伏發(fā)電項目中， 除了要考慮早晚時間段組件存在陰影遮擋從而導致組件的電性能參數(shù)存在差異之外，還有雙面組件背面接收到的反射和散射輻射量也不同，所以雙面組件之間的失配損耗將更為明顯。

總結

組件排布不光要基于組件本身的特性、還需要根據(jù)逆變器的特性，考慮逆變器的MPPT、超配等，進行合理的設計；而組件的接線和逆變器的組串接入也是大有考究的。

本文通過簡單的介紹組件橫豎排布和接線，旨在讓大家在項目設計能找到更適合的組件排布和接線，從而控制系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的發(fā)電量。