影响双玻双面发电组件背面发电的因素研究

双玻双面发电组件通俗点理解就是正、反面都能发电的组件，组件正面接收太阳光直射光发电，背面通过吸收背景的反射光和周围的散射光来发电，在条件比较理想时，能提高组件20%到30%的发电量。由于背面发电量受背面接收的光强影响很大，下面就影响双玻双面发电组件背面发电的因素进行了研究。

1、组件朝向对组件发电效率的影响

由于地理位置的原因，北半球的常规组件都是朝南以一定的角度安装，当组件处于最好安装角度时，年平均接收的太阳光辐射量最大，常规组件系统发电量最大。而双玻双面发电组件的正、背面发电特性，决定了其不仅可以以传统的方式安装，还可以东西向垂直安装。东西向垂直安装方式，简单点讲就是把组件垂直起来，组件的正反面，一面朝东，另一面朝西。这样双玻双面发电组件不论是上午还是下午都可以最大限度的接收太阳光辐射，这导致了双玻组件有两个发电高峰。

IEFE于2014年5月18日在瑞士温特图尔使用两块255W的双玻双面发电组件做了安装朝向对比实验。经过测试，东西方向垂直安装的组件日发电量2.20kWh，而标准安装角度30度的组件日发电量为2.03kWh，东西方向垂直安装的组件比标准安装角度30度的组件多发电8.4%。

由此可以得出：组件东西向垂直安装要优于标准度角安装。

2、安装角度对组件发电效率的影响

常规组件在没有安装单轴或双轴自动跟踪系统的情况下，只能按一定的角度安装，被动的接收太阳光辐射；相同的安装角度下（其它条件完全相同），双玻双面发电组件在正面接收太阳光直射时，背面也在接收地面和其它方向的反射光和散射光，正、背面同时在发电，相比于常规组件优势明显。三洋曾在日本大阪做过对比实验，系统安装于反射率为0.3的混凝土地面，离地高度6.6英尺（约2米），实验结果显示：安装角度为0度时（即水平安装），双玻双面发电系统比常规系统多发电5%；安装角度为30度时，双玻双面发电系统比常规系统多发电7%；安装角度为90度时，双玻双面发电系统比常规系统多发电34%。

实验得出：安装角度从0到90度，角度越大双玻双面发电系统相比于常规系统优势越大。

3、不同反射背景对组件发电效率的影响

双玻双面发电组件安装位置的背景反射率决定了背面发电量的多少，只有背面尽量多的接收反射和散射光，背面才能增效更多。通常物体的颜色越浅，物体的反射率越高。

我们做了一组反射率对双玻双面发电组件影响对比实验，组件离地55cm，安装角度35度，组件正面最大功率为245W，试验准备了四块不同颜色的背景材料，尺寸为7m*5m，颜色为绿色、灰色、银白色和白色，分别模拟反射率为25%的草地、反射率为50%的水泥地面、反射率为78%的明亮的屋顶和反射率为90%的雪地，通过数据采集装置获得数据，分析试验结果显示：

实验结果证明背景颜色越浅，背景反射率越高，组件发电量提升越多。

4、系统最低点离地高度对组件发电效率的影响

由于不同地区冬季降雪量不同，通常设计的系统最低点离地高度也不同，随着最低点离地高度的变化，组件背面接收的辐照度也随之变化。系统最低点离地越高，组件与地面之间的空间越大，组件背面可接收的周围反射面越大，背面的发电量也越多。在北海道地区，冬季几乎完全被雪覆盖，地面反射率很高，所以双玻双面发电电站在北海道特别有优势，不仅如此，其电站的组件最低点离地特别高，例如北海道旭川地面电站的最低点离地1.8米，只有安装方式更加合理，背面发电量才能得到保障。组件最低点离地高度越高，双玻双面发电组件发电量提高的越多。

5、结论

综合来看，组件背面的发电量主要是安装朝向、安装角度、背景反射率和离地高度共同作用的结果，当组件发电量提升大于18%时，组件安装方式才比较合理。

6、结束语

由以上影响双玻双面发电组件背面发电的因素，我们不难发现：安装方式对要实现背面增效起着至关重要的作用，所以安装时安装支架尽量不遮挡背面电池片，组件东西向垂直安装要优于标准30度角安装；安装角度从0到90度内，组件安装角度越大，相对于常规组件优势越大；在相同的辐照度下，组件背部的反射背景颜色越浅，背景反射率越高，组件背面发电效率越高；组件最低点离地越高，组件背面发电效率越高。合理的安装方式可以最大化双玻双面发电组件的优势，提高了单位面积的发电量，未来必定会掀起光伏行业的又一轮改革。

     据统计，2017年，叠加了双面电池的双玻组件在5GW应用领跑者中中标量占比超过50%，是技术领跑者的理想选择。到目前为止，越来越多的电站业主在集中招标时开始指定双玻组件，双面双玻更是被国内外众多组件企业列入其未来计划，基于“双面双玻+”前沿技术并辅以智能运维为光伏电站提质增效提供了解决方案。而2018年上半年国内双玻组件产量数据显示：已突破5GW，市场前景备受业界看好。

韩金峰 赵维维 郭政阳 吴浩 马小报

作者单位：英利集团保定嘉盛光电科技股份有限公司