实际案例分析双面电池组件多发23.7%原因

图3为组件背面实际接收到的辐射量，从图可知，冬季12月、1月和2月份，当地面反射率增加时，组件背面实际接收的辐射量较小，这是由于冬季的地面的水平面总辐射量、散射辐射量在全年来说都是比较小的，因此被地面反射后到达组件背面的有效辐射也就较低。参考图4各个月份的水平面总辐射量和散射辐射量对比。

图3 组件背面实际所接收的辐射量(单位:kWh/m^2)

图4 该项目地的月度水平面总辐射量和散射直射分量对比

表2为取不同反射率和BF(Bificial Factory)时的系统发电量和首年系统PR对比，一般在理想情况下，地面反射率达到0.9时(如雪地)，系统发电小时数可增加至1204h，系统PR可达到96%。图5为不同地面反射率时的月度发电量对比。

表2 不同反射率和BF时的发电量及系统PR

图5 不同地面反射率的月度发电量对比(单位：度)

与此同时，双面组件的发电量和其安装倾角有一定关系，因此对25度、30度和40度倾角进行对比，当安装倾角较大时，背面实际接收的辐射量是增加的，但是正面的辐射量并非最大，反而比25度倾角时有所降低，所以得到的发电量是降低的，最优的倾角、离地高度和阵列间距需要我们不断的调整和对比进行综合判断。

表3 不同安装倾角时的系统输出结果对比 (单位：kWh/m^2)

文献[7]对双面电池的研究进行了综述，文中对双面组件的离地高度和最佳倾角的关系进行了说明。如图6所示，当组件的倾角较低时，组件离地的高度应该增加可得到最佳的发电性能。当组件的倾角较大时，组件离地的高度应该减少，可获得较大的地面反射光和散射光，这样才可使得双面组件的整体出力达到最佳。

图6 组件离地高度和最佳倾角的关系

图7为组件离地高度对系统增益的影响，从图可知，当组件的离地高度从0.5m增加到1m时，系统的发电增益大概在5%左右，当然具体的项目需要根据实际去设计模拟。

图7 30度安装倾角，地面反射率50%，BF=71%

小结

文中简单介绍了双面电池组件的相关内容，通过某33kW系统模拟不同地面反射率时的发电量，并和单面电池系统进行比较，结果表明，当在地面反射率为90%的环境下，双面发电光伏组件较单面组件的发电量增加23.7%左右，发电量增量最高，其次是地面反射率70%，发电量增量为16%;地面反射率为50%时，发电量增量为12%;地面反射率为30%时，发电量增量仅为7%。

文中通过3kW系统模拟应用研究得出了不同反射环境下的发电量均不相同，双面电池组件发电系统在设计时和传统的光伏组件也是有所不同，由于正反面均可发电，系统设计优化考虑的因素也比较多，如实际的安装环境、背景反射率(后期是否需要加装反射材料)、组件背面和正面效率的比值、组件下沿的离地高度、组件的安装倾角、安装方位角、前后间距、安装方式(垂直安装或传统固定倾角)等。另外，由于双面电池的整体出力比单面电池组件要高，所以还要考虑对应逆变器的额定输出功率大小，通过发电量模拟得到双面系统的全年出力和逆变器参数是否匹配，进而设计合理的双面组件系统容量。