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(xì)化設(shè)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(jié)構(gòu)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(shè)計不足的情況）。

結(jié)論：按照光伏電站的設(shè)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(jié)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(chǔ)

接下來我們對橫豎排的用鋼量及基礎(chǔ)進行對比（基于2*10的陣列來計算）。

結(jié)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(chǔ)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(dāng)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?dāng)?shù)量來調(diào)節(jié)，譬如18塊10路和20塊9路（預(yù)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(shè)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(jié)構(gòu)，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(zhǔn)，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(yīng)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(guān)系的， 適當(dāng)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(dǎo)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(jié)

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(shè)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(shè)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。