在上一篇文章《組件橫排豎排差多少?》中,我們用PVsyst模擬了在同一工程中組件橫排布置和豎排布置所帶來的電量差異。而在光伏方陣的設(shè)計(jì)過程中,除了組件的橫排和豎排問題外,還有一個(gè)常被提及的問題:組串的排列方式。
當(dāng)一個(gè)光伏支架上有兩個(gè)或兩個(gè)以上的組串時(shí),我們對組串在支架上的排列方式就有了選擇的余地。以一個(gè)支架上有兩個(gè)組串為例,就會有以下兩種常見的組串布置方式:一型接線布置和C型接線布置。
▲圖2 C型接線組串布置
在光伏電站中前后排發(fā)生遮擋時(shí),一型接線布置中的組串1相對于其他組串能夠更晚被遮擋到,所以在一般情況下,一型接線布置的排列方式采用得較多。且隨著組串式逆變器多路MPPT越來越廣泛的使用,能夠?qū)⒔M串1和組串2分別接入不同的MPPT中,因此一型接線布置的優(yōu)勢也進(jìn)一步得到提升。
但是回過頭,我們其實(shí)還是面臨著和上一篇文章中同樣的疑問:這兩者之間的差異到底有多少?在長期實(shí)測實(shí)驗(yàn)較為難以實(shí)現(xiàn)的情況下,我們也再次嘗試用PVsyst去模擬和計(jì)算。
同樣假設(shè)項(xiàng)目地為北京,以系統(tǒng)中的一臺50kW組串式逆變器及其接入的組件串為觀察對象,該組串式逆變器連接8個(gè)組件串,每個(gè)組件串聯(lián)22塊。
采用35°安裝傾角,每個(gè)光伏支架安裝兩個(gè)組串,共44塊組件,采用豎排布置,橫排2×22布置(為什么用豎排布置不用橫排布置?因?yàn)榭驳吕占揭恍┎捎秘Q排布置的光伏電站由C型接線改一型接線的實(shí)測數(shù)據(jù)對比,會在以后的文章中提供給各位讀者)。南北間距均根據(jù)GB50797-2012中的公式進(jìn)行計(jì)算,不進(jìn)行放大或縮小。
在PVsyst中進(jìn)行三維建模,模型如圖2所示:
圖中藍(lán)色的為本次所要研究對比的光伏組件安裝區(qū)域,共4個(gè)支架8個(gè)組串;紅色區(qū)域表示其周邊的其他光伏陣列,這些陣列只作為遮擋物,而不接收輻射,主要用于模擬周邊陣列對目標(biāo)陣列的遮擋。
同樣,我們在PVsyst中進(jìn)行Module layout的設(shè)置,除了設(shè)置C型和一型外,同時(shí)也將狀態(tài)相同的組串分配到同一路MPPT下。具體的設(shè)置見圖:
▲圖5 C型接線布置的設(shè)置界面
設(shè)置完成后進(jìn)行陰影模擬,計(jì)算發(fā)電量,在最后計(jì)算結(jié)果中取光伏陣列的輸出功率作為比較對象,其輸出結(jié)果如下:
▼表1 模擬計(jì)算結(jié)果
從模擬結(jié)果來看,一型接線確實(shí)比C型接線有優(yōu)勢。在實(shí)際建設(shè)過程中,我們會發(fā)現(xiàn),由于設(shè)計(jì)圖紙和項(xiàng)目實(shí)地信息的不對稱、土地面積有限等問題,往往會給組件的實(shí)際布置帶來影響,如前后間距縮小,不滿足設(shè)計(jì)規(guī)范里面的冬至日6小時(shí)不遮擋條件。我們都知道,陰影遮擋的影響和站點(diǎn)所在的緯度有關(guān),緯度越高,冬季春季早晚的太陽高度角越低,對組件的遮擋影響也會越大,如果前后間距不足,那么一字型的發(fā)電量在遮擋時(shí)段相對于C型接線方式的優(yōu)勢會更加明顯。