干货!双面光伏组件类型、特点等技术集锦

来源:太阳能杂志发布时间:2019-07-22 10:12:55
 介绍了双面光伏组件的类型与特点,通过几个实例说明了双面光伏组件应用于光伏发电系统的设计原则,并提出了双面光伏组件应用尚待研究的一些问题。再从那个角度望去,曾经已不再是曾经。蓦然,才想起自己已经毕业了。回不去了吧。

双面光伏组件的类型及特点

目前,双面光伏组件有两条技术路线,即n型双面光伏组件和p 型双面光伏组件。双面光伏组件按照使用的电池类型主要可以分为3 类,分别是:n-PERT 双面光伏组件、n-HIT 双面光伏组件和p-PERC 双面光伏组件。各类型双面光伏组件的具体特点如表1 所示。

与传统光伏组件只能利用正面入射的光照不同,双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力。表征双面光伏组件的主要参数除了转换效率之外,还有一个重要的指标是双面率(Bifaciality),即背面效率与正面效率的百分比。n-PERT 双面光伏组件具有少子寿命高、无光致衰减效应、弱光响应佳、温度系数低的特点;且其双面率可达到90%,远高于p-PERC 双面光伏组件,背面发电量增益更高。在有限的安装面积中,n-PERT 双面光伏组件能提供更高的电力输出。n-HIT 双面光伏组件结合了晶体硅光伏组件和硅基薄膜光伏组件的优点,此类组件具有结构对称、低温制造工艺、开路电压高、温度特性好、光照稳定性好、双面发电等特点。

p-PERC 双面光伏组件生产线只需基于现有生产线进行少量技术改造,基本不增加额外成本,性价比较高。与组件正面超过20% 的光电转换效率相比,其背面可吸收光线的区域有限,转换效率在10%~15% 之间。

含双面光伏组件的光伏发电系统的设计

2.1 组件安装倾角的选择

组件的安装倾角是影响发电量的重要因素。采用固定式安装的光伏发电系统一般按光伏组件全年倾斜面上接收到的辐照量最大,即全年发电量最大来选择组件的安装倾角,该倾角即为最佳安装倾角。

本文以林洋安徽安庆某市政电站为例进行对比分析。该项目采用285 W 双面光伏组件,离地高度为1.0 m,分别采用10°、22° 最佳倾角)、45°倾角布置。组件在不同倾角下的发电量测试结果如表2 所示。

试验表明:

1 在组件安装高度为0.5 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了5.49%;倾角为45°时,组件发电量减少了2.03%。在组件安装高度为1.0 m 的情况下,相对于最佳倾角22°,倾角为10°时,组件发电量减少了2.03%;倾角为45°时,组件发电量减少了3.19%。由此可知,双面光伏组件在最佳倾角时的发电量最大。

2 当倾角均为10°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少的多。由此可说明,当安装高度增加时,由于双面光伏组件背面接收反射辐射的原因,部分补偿了由倾角带来的发电量损失。

3 当倾角均为45°时,相对于最佳倾角22°,安装高度为0.5 m 的组件发电量较安装高度为1.0 m 的组件发电量减少。由此可知,倾角增大使双面光伏组件背面接收反射辐射的效果变差。

2.2 组件安装高度的选择

双面光伏组件如果离地面太低,背面将不能接收反射辐射;而随着组件安装高度升高,其背面接收的反射辐射也会随之变化。组件最低点离地越高,组件与地面之间的空间越大,其背面可接收周围反射辐射的面积越大,背面的发电量也越多。由表2 可以得出,在最佳倾角22°时,组件的安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时,其发电量约增加2.6%。下文以林洋山东某实证电站的测试结果为例进行分析。两组光伏组件的装机容量均为50.04kW,均采用正面功率为290 W 的双面光伏组件,且倾角均为当地最佳倾角28°,安装高度分别为1.0 m 和2.0 m。不同安装高度下的组件发电量测试结果如表3 所示。

测试结果显示,当组件安装高度为2.0 m 时,比安装高度为1.0 m 的组件发电量增加2.82%,该值比表2 中最佳倾角为22°时,组件安装高度由0.5 m 增至1.0 m 时发电量增加的比例更大。这说明组件的安装高度越高,增加的发电量越多。但随着组件安装高度的增加,所需支架材料也会增多,组件承受的风荷载也将增大,安装和维护更加不方便。所以,经过技术经济性比较,认为组件的安装高度不宜超过2.0m。

2.3 光伏组件- 逆变器容配比的选择

光伏组件的峰值功率是指在标准测试条件(STC 下组件的额定最大输出功率。在实际工况下,大部分时间段光伏组件的输出功率都低于该组件标定的峰值。逆变器的额定功率一般是指逆变器交流侧输出的额定功率。光伏组件- 逆变器容配比 下文简称“容配比” 即指光伏组件功率和逆变器功率之比。

光伏组件与逆变器功率匹配的一般原则是根据当地的太阳辐射、气温等外部条件,在不造成发电量损失的前提下,尽可能充分利用逆变器的容量。

在西藏、青海等高海拔无电地区,电子元器件受高海拔条件的影响大,逆变器必须降容使用,因此,这些地区的容配比小于1。在海拔不超过1000 m 的地区,不需要考虑逆变器降容的问题,常规的设计思路为容配比等于1。而在太阳能资源较差的东部地区,辐照度基本达不到STC 要求的1000 W/m2,且受温度等因素影响,光伏组件大部分时间的输出功率达不到标称功率,逆变器基本为非满负荷运行,大部分时间处于容量浪费状态。

因此,越来越多的专家提出可通过容配比大于1 来提高此类地区的项目收益。由于双面光伏组件的背面也具备光电转换的能力,根据研究结果,在不同反射背景条件下,双面光伏组件比传统单面光伏组件的发电量可增加10%~30%。而且背景颜色越浅,背景反射率越高,双面光伏组件的发电量提升越多。因此,对于采用双面光伏组件的光伏发电系统,容配比要综合考虑组件的安装地理位置、场地背景反射条件等多种因素。总的来说,双面光伏组件的容配比必须考虑组件背面增发电量的影响。相较于应用传统光伏组件的设计,应用双面光伏组件的设计的容配比应降低。

2.4 组件的支架设计

光伏支架主要分为固定式支架、倾角手动可调式支架和跟踪式支架(平单轴/斜单轴/双轴)等。

1 固定式支架由于具有成本相对较低、后期维护量小等优点,应用比较广泛。

2 倾角手动可调式支架的成本稍高,运维工作量较固定式支架大,但是通过在不同的季节调整组件倾角可以增加系统的发电量。

3 跟踪式支架能够很好地控制组件的朝向或倾角,甚至可同时调节两者,能够进一步增加发电量。但跟踪式支架的成本较高,后期维护工作量较大。根据有关文献报道,与相同容量配置的固定式光伏发电系统相比,采用平单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约15%,采用斜单轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高约20%,采用双轴跟踪式支架的光伏发电系统的年发电量可提高37%~50%。另外,文献提出了一种适用于山地、滩涂、渔塘等地的柔性支架,其采用在两固定点之间张拉预应力钢绞线的方式,将光伏组件固定在张紧于两柱间的钢绞线上;两固定点采用钢性基础提供反力,可实现10~30 m 大间距,以满足不同地形的需要。

传统的光伏支架系统设计主要考虑支架自重,以及在风荷载、雪荷载、施工检修荷载、地震作用等不同荷载组合影响下,支架满足强度、刚度和整体稳定性要求,并符合抗震、风、防腐等条件,满足30 年的使用寿命要求,便于安装和维修且造价合理。由于双面光伏组件的正面和背面均具有光电转换能力,为了尽可能地利用太阳光,必须考虑避免支架檩条对组件背面遮挡的影响。因此,双面光伏组件的支架檩条必须位于组件边缘。同时,还应尽可能避免其他电气设备 如组串式逆变器)等对组件背面造成遮挡。

问题与建议

由于双面光伏组件正反两面都可以接收太阳光从而发电,因此其应用场景更加广泛,比如其可以用作围墙、隔音墙等垂直安装。垂直安装的双面光伏组件不仅可减少占地面积、节省安装空间、降低安装成本,而且组件表面不易积尘、不积雨雪、自洁能力强。但是垂直安装的双面光伏组件与采用最佳倾角安装的双面光伏组件相比,在不同方位、不同场景条件下发电量降低的比例是多少,目前还缺乏系统的研究。若双面光伏组件应用于跟踪系统时其增加的发电量比例是多少?双面光伏组件一般不带边框,其应用于跟踪系统时是否会造成组件隐裂?诸如此类问题还有待于进一步研究。

结语

由于双面光伏组件具有双面发电的特性,本文对应用双面光伏组件的光伏发电系统在设计时应遵循的原则进行了探讨,得出以下结论:

1 应用双面光伏组件时应按最佳倾角布置。

2 组件的安装高度越高,增发电量越多,但是安装高度不宜超过2.0 m;并且随着倾角的增大,组件背面接收的反射辐射减弱。

3 双面光伏组件的容配比必须综合考虑组件背面的增发电量,以及组件安装的地理位置、场地背景反射条件等多种因素。

4 应避免双面光伏组件的支架对组件背面造成遮挡,支架檩条必须位于组件边缘,使系统达到最优配置和最大发电量增益。

责任编辑:majiushuo
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
耀世首发|东方日升伏曦 AAA 级防眩光组件,高效向阳,告别眩光来源:东方日升新能源 发布时间:2026-10-12 06:31:13

东方日升伏曦AAA级防眩光组件首发,获TÜV莱茵AAA权威认证。首创玻璃+电池双层协同防眩光技术,搭载异质结平台,功率高达730Wp,兼顾高效发电与眩光抑制。专适机场、交通沿线、社区及地标建筑等敏感场景,破解光污染难题,满足环评合规要求,实现能源效率与建筑美学统一。

正泰新能两项钙钛矿叠层光伏技术入选2026年第一批科技计划项目拟立项(备案)公示来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-10-12 06:16:00

海宁市科技局于2026年9月30日至10月13日公示2026年第一批科技计划项目拟立项名单,其中正泰新能科技股份有限公司牵头申报的两项钙钛矿叠层光伏技术项目入选。一项为产学研合作项目,聚焦高效稳定的钙钛矿/TOPCon叠层太阳电池研发,由何晨旭负责;另一项为科技型企业备案制项目,致力于钙钛矿/晶硅四端叠层技术开发,由李晓伟负责。两个项目均执行期为2026年7月1日至2029年6月30日,实施地位于海宁市黄湾镇。此次立项反映了海宁市对下一代高转换效率光伏技术的重点支持,也凸显正泰新能在钙钛矿叠层电池前沿方向的技术布局与研发实力。(198字)

通威亮相首届Solar Manufacturing USA 2026,分享全球光伏技术演进与制造创新路径来源:通威股份 发布时间:2026-10-09 09:25:52

通威亮相Solar Manufacturing USA 2026,邢国强博士深度解析光伏技术演进:TOPCon市占率将达84%,TNC三代产品覆盖465W–770W;THC组件再破纪录达802.43W;xBC与钙钛矿叠层技术加速布局;垂直一体化+灯塔工厂+碳足迹认证,引领全球绿色智造。

知识产权保护:光伏反内卷的“题眼”来源:投稿 发布时间:2026-09-30 08:46:39

本文探讨知识产权保护在光伏行业“反内卷”中的关键作用。面对产能过剩、低价竞争与技术同质化等挑战,主管部门正通过产能调控、价格监管和能效标准等“明线”措施治理行业失序;而知识产权保护则构成影响创新可持续性的“暗线”。文章指出,光伏技术研发投入大、周期长,若缺乏有效专利保护,先进技术易被低成本复制,导致先行者难以回收成本,企业转向低水平扩产而非持续创新。TOPCon快速扩散引发的过剩、BC技术凭借工艺壁垒保持溢价等案例印证了知识产权对技术价值实现的保障作用。文章强调,需将专利风险审查嵌入项目评估,提升维权效率,推动许可机制建设,并加强海外知识产权布局与应对能力,使知识产权真正成为支撑光伏高质量发展的制度基石。(198字)

北京经济技术开发区:推动先进能源产业应用钙钛矿材料等实现太空、地面多维度发展来源:北京市人民政府 发布时间:2026-09-23 16:17:21

本文介绍了北京经济技术开发区发布的《关于加快新材料产业创新发展的若干措施》,旨在系统性推动新材料产业高质量发展。文件明确聚焦先进基础材料、关键战略材料和前沿创新材料三大方向,尤其突出钙钛矿等新型能源材料在先进能源领域的应用,支持其向太空能源、地面储能等多场景拓展。措施围绕“创新驱动—成果转化—双向赋能—要素保障”逻辑链,提出核心技术攻关、产学研协同、“AI+新材料”融合、中试平台建设、京津冀协同发展等12项具体举措,涵盖资金支持、平台搭建、场景开放、人才引育和金融赋能等内容。政策有效期至2028年底,适用范围覆盖亦庄新城全域,强调国产替代、技术转化与产业生态构建。(199字)

英利、晶科等入围山西交控2026-2027年度光伏组件供应商入库框架协议项目来源:山西交通控股集团有限公司电子招投标采购交 发布时间:2026-09-23 15:19:36

山西交控新能源发展有限公司于9月20日公示了2026—2027年度光伏组件供应商入库框架协议入围结果,英利能源、晶科能源、晋能清洁能源、华阳集团(阳泉)新能源销售公司及正信光电共5家企业成功入选。本次招标旨在保障山西省高速公路分布式光伏发电项目的建设需求,采用框架协议形式统一遴选合格供应商。项目仅设1个标段,即“高速公路分布式光伏发电项目所需N型单晶硅双面双玻光伏组件”供应商入库,服务内容涵盖组件供应、运输、安装指导、培训、检验检测、验收、保险、税费及售后服务等全流程。入围企业有效期为框架协议签订后1年,供货范围限于山西省境内招标人指定地点。

12GW产能全部淘汰!晶科能源浙江光伏电池组件工厂技改!来源:嘉兴市生态环境局 发布时间:2026-09-23 10:08:30

浙江晶科能源有限公司位于嘉兴海宁的光伏电池组件工厂拟实施高效新结构电池及组件技术改造项目。该项目总投资17.92亿元,将在原有厂房内淘汰全部12GW现有产能(含6GW晶硅电池与6GW电池组件),同步拆除制绒机、叠焊机等老旧设备,引入湿法处理、图形化等先进工艺装备,并集成MES、SAP、AI等数智化系统。技改后,工厂将不再保留原有规模化电池生产,仅保留电池片研发功能;整体产能调整为年产2.7GW高效新结构电池和4GW光伏组件,实现产线升级与结构优化。目前,该项目环评文件已进入审批公示阶段。

隆基与Innoptus Solar Team共赴ESC欧洲太阳能挑战赛来源:隆基绿能 发布时间:2026-09-22 09:39:06

隆基携手比利时Innoptus Solar Team征战2026年欧洲太阳能挑战赛(ESC)——全球唯一24小时太阳能车耐力赛。该队刚斩获2026年美国太阳能挑战赛(ASC)冠军,创欧洲车队历史首冠。双方联合研发BC高效光伏方案,直面极限能量管理与可靠性考验,展现光伏技术在真实场景中的突破与进化。

《光伏组件安全要求》等三项强制性国家标准终端用户专场宣贯会在呼和浩特成功举办来源:CESI光伏标准化 发布时间:2026-09-21 10:05:05

2026年三项光伏强制性国标终端用户专场宣贯会在呼和浩特举行,首次面向央国企全面推动标准从生产端延伸至应用端。会议聚焦标准解读、认证应用与实施计划,以“标准+认证+监管”闭环机制打通落地“最后一公里”,助力光伏产业由“拼规模”向“拼价值”转型。

TCL中环亮相RETC光伏组件UVID技术研讨会,光转膜方案护航BC组件可靠性来源:TCL中环 发布时间:2026-09-21 09:41:14

TCL中环在嘉兴UVID技术研讨会上重磅发布“光转膜有效保护BC组件”方案,系统解析紫外诱导衰减机理,提出测试标准建议与新技术风险评估框架。该创新材料实现紫外光“变害为利”,助力BC组件首年衰减<0.8%,彰显可靠性技术硬实力。

Midsummer进军印尼,首期拟建20MW薄膜电池产能来源:TaiyangNews 发布时间:2026-09-18 08:52:15

瑞典光伏技术公司Midsummer AB在搁置瑞典本土200MW薄膜电池工厂计划后,转而与印尼企业PT Metalogika Rekayasa Sistem签署具有约束力的合作框架协议,拟在印尼设立合资制造企业,专注轻质柔性薄膜光伏电池及组件生产。项目首期规划年产能20MW,待调试运营稳定后,将分阶段扩建至200MW,并视市场需求、融资落实及审批进展,进一步拓展至GW级规模。Midsummer将持少数股权,负责提供核心生产设备(如DUO系统)及技术服务;Metalogika则依托本地产业能力推动落地。该合作旨在支持印尼光伏发展目标,初期供应本土市场,后期辐射东南亚及其他地区。与此同时,Midsummer正同步推进在泰国与萨博集团的建厂可行性研究,并持续加强意大利业务布局。