光伏陣列的陣列方式與安裝方式

一、光伏陣列的陣列方式

光伏組件是光伏發(fā)電工程的基本單元，光伏組件的輸出電壓一般處于十幾伏至幾十伏之間。當此單一光伏組件的性能不滿足使用需求時，可將若干個光伏組件串聯(lián)、并聯(lián)形成陣列，該陣列被稱為光伏陣列。

當性能一致的光伏組件串聯(lián)時，電壓增加，電流不變；當性能一致的光伏組件并聯(lián)時，電流增加，電壓不變。一般，光伏陣列的連接方式是先將光伏組件串聯(lián)后，再將光伏組件并聯(lián)。串聯(lián)的光伏組件數(shù)量應使光伏陣列的最大功率點的電壓滿足負載運行電壓需求，當光伏組件串聯(lián)數(shù)量滿足需求后，再根據(jù)電流的容量需求將將若干個光伏組件串（完成串聯(lián)的一組光伏組件）并聯(lián)。

光伏陣列可由若干個單元方陣列組成，單元方陣列由多個光伏組件組成，單元方陣列也被稱為子陣列。

光伏陣列的功率可達兆瓦（1兆瓦等于1000千瓦，1千瓦等于1000瓦，1瓦等于1伏特乘以1安培）的數(shù)量級。當光伏組件串聯(lián)時，光伏組件的電壓等于各光伏組件的電壓和，光伏組件的電流等于最小電流光伏組件的電流。當光伏組件并聯(lián)時，光伏組件的電流等于各光伏組件的電流和。

圖一為光伏陣列示意圖。該陣列示意圖代表L×M個光伏組件構(gòu)成的光伏陣列，即每個光伏組件串由L個光伏組件串聯(lián)，光伏陣列整體由M個光伏組件串并聯(lián)的光伏陣列。該光伏陣列的電壓是單一光伏組件電壓的L倍，該光伏陣列的電流是單一光伏組件電流的M倍，該光伏陣列的的效率與單一光伏組件的效率相同。



圖一，圖片來源：中國慕課大學《光伏發(fā)電工程技術(shù)》

二、光伏陣列的安裝方式

光伏陣列的安裝方式可分為固定式和跟蹤式兩種。

（1）固定式

固定式是指陣列的光伏組件朝向固定不變，不隨太陽位置的變化而變化。固定式的安裝方式可通過水泥柱基礎固定實現(xiàn)。固定式的安裝方式具有安裝簡單快捷、抗風能力強、光伏支架部分的成本較低、光伏支架穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。但由于光伏組件固定不動，不能隨陽光的移動而轉(zhuǎn)動，無法保證獲得最大的陽光輻射，導致該方式發(fā)電量偏低。

（2）跟蹤式

跟蹤式是指通過機電或液壓裝置使光伏陣列隨太陽的高度和方位角變化而轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)在接近全日照的時間段內(nèi)，太陽光線與光伏陣列垂直，由此可提高太陽能光伏陣列的發(fā)電能力。與固定式光伏陣列相比，在相同日照條件下，跟蹤式光伏陣列的效率可提高20%~30%。

跟蹤式根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的個數(shù)可分為單軸跟蹤系統(tǒng)和雙軸跟蹤系統(tǒng)。單軸跟蹤系統(tǒng)只能沿一個旋轉(zhuǎn)軸運動，只能跟蹤太陽運動的高度角和方位角兩者之一的變化，雙軸跟蹤系統(tǒng)可沿兩個旋轉(zhuǎn)軸運動，可同時跟蹤太陽運動的高度角和方位角變化。相比于單軸跟蹤系統(tǒng)，雙軸跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更復雜、造價更高、維護成本更高。



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審核編輯：劉清