全方位大比拼:光伏组件横排和竖排发电量谁更高?谁更节省成本?

有人说组件横排比竖排占地多，我们来研究一下，组件占地是在一定倾角的条件前排组件不遮挡后排（通常按冬至日真太阳时9：00-15：00前排不遮挡后排）。那么只要组件容量一定，倾角一定，组件横排与竖排占地一样多，利用简单的平行四边形就可计算得出。所谓的组件横排之后支架变高，阵列间距加大，只是中间视觉过程，实际占地几乎一样。

我们以30°倾角，3.0的影子倍率，40块尺寸为1650*992的组件，组件与组件间隔0.01米为例，实际计算占地面积。组件横排为南北方向横排4块，东西方向10块；组件竖排为南北方向竖向2块，东西方向20块。

由图3可计算，组件横排占地156.925平米；由图4可计算，组件竖排2×20占地156.875平米；由图5可计算，组件竖排2×10竖排2个阵列占地面积为157.580平米。所以，组件横排竖排占地几乎一致。

支架用钢量理论上一样。支架是将组件固定在上面，并支撑组件自重、抗风雪载荷等的结构。在同一地区风雪载荷固定，组件倾角一致的条件下，被用支架来支撑的组件数量一定前提下，支架用钢量是一样的。在实际设计中，组件横排4排组件需要5根梁，可能横排用钢量稍多一点，但其南北方向檩条用量会少，经部分设计院专家优化，实际应用中组件横排与竖排用钢量几乎一致。

横排安装难度稍大。组件横排后，支架高度通常会比竖排稍高，且在南北方向需要装4排组件，难度稍大。但随着近些年光伏业的发展，组件安装队经验越来越丰富，并制作了各种组件安装辅助机构，可适应各种支架高度和形式，支架安装难度并不是阻碍组件横排普及的制约因素。

组件安装造价约占光伏电站总投资的1‰，即使横排比竖排安装造价提高10%，也仅会增加造价的万分之一，相比于发电量的增量，至少相差一个数量级。

阵列间距加大，运营方便

横排支架增高，安装难度稍增，现在它的优势体现出来了。在纬度较小或支架倾角小的地区，我们会发现阵列间距较小，组件清洗时，稍大一点的车辆很难通过。另外，在光伏与农业等其他形式结合的电站，阵列间距小，农业作业或其他作业时非常不方便。

在相同影子倍率条件下，支架越高，阵列间距越大，横排时支架稍高，阵列间距也相应增大，间距即可应用。

光伏专用缆用量减小

另外，组件横排4排可安装2个组串，光伏专用缆U型串线后，直流侧更集中，如图6所示，每个组串的电缆利用组件自带正负极线即可完成，1×4mm2电缆用量会减小，线损也会相应降低。而组件竖排时，如图7所示，需要另接两根电缆到汇流箱，线缆用量增大，线损也加大。

组件排布是由组件构成决定的。我们先来看看组件的组合原理，如图8所示，以通常的60片电池片组件为例，由60片电池片串联而成，每20片加装1个旁路二极管，且电池片串联方向基本是东西方向U型回路。

组件电路结构的特点决定了组件抗遮挡能力的不同。因为遮挡以靠近地面居多，我们以靠近地面的2排电池片被遮挡为例，说明遮挡对发电性能的影响。

图9遮挡一块组件最下边两排电池片，横向排布时，最下边的旁路二极管导通，上边2排电池片继续有功率输出。

图10遮挡一块组件最下边两排电池片，竖向排布时，组件中的每一路均有电池片被遮挡，电路断路，3排电池片均无功率输出。

因为太阳每天都是从地平线升起，地平线落下，那么在支架不可能布臵的无限远的情况下，至少在太阳起落时，组件遮挡是存在的，这也从理论上证明了组件横排抗遮挡能力更强。

西北平坦地面电站

在相对平坦的地面电站，太阳升起和落下的一段时间内，都会发生前排组件平行遮挡后排的情况，折合散射、反射等因素后，我们按早晚横排比竖排少遮挡10分钟估算。考虑到太阳升起和落山时，辐照度下降，按输出功率是最大输出功率的15%计算。对于一座年利用小时数1500小时的电站，横排比竖排发电量多1.2%。

山地、坡地光伏电站

现在光伏电站与农业、林业结合增多，不可避免的在山地、坡地等不平坦的地形建设，那么复杂地形组件排布如何选择呢？

对于利用山地南坡和北坡建设的电站，与平地类似，横排优于竖排；对于利用部分东坡和西坡建设的电站，太阳早上升起时，东坡首先照到太阳，西坡有遮挡，随着太阳逐渐升高并向南移动，西坡逐渐照到太阳，东坡有遮挡，可以看出遮挡仍大致与组件长边平行。太阳在南北回归线之间移动，加之我国大部分建光伏电站的地区在北回归线以北，所以定性的角度讲，在山地、坡地等不规则地区，组件横排抗遮挡能力大于竖排。

分布式屋顶 周边有遮挡时

对于安装于房顶的分布式光伏电站，如果是空旷无遮挡且有倾角安装时，与地面电站相同。对于有电线杆或天线等竖向遮挡，且无法避开时，如果是遮挡物较多可考虑竖排安装。如果是竖向遮挡只是极个别现象时，对于有倾角安装的电站，我们仍推荐横排安装。因为，横排安装不仅能提高发电量，而且一般屋顶分布式电站倾角较小，组件过道就很窄，不利于检修、清洗等，如果组件横排，可安装多块组件，支架变大，过道就变大，更便于检修（占地面积并不增大）。

组串式、集散式逆变器多路MPPT跟踪时候（横安2串，竖安1串）

对于组串式、集散式逆变器多路MPPT的情况，组件横排也有其特有优势。因为组件横排时，通常在南北方向上布臵4排，如图6所示，这样每个支架即可设计2串，可将每个支架最上面一串接到同一MPPT中，在下面一排遮挡时，上面仍可发电，这样理论上可更有效提供发电量效率。而组件竖排时，如图7所示，通常在南北方向上布臵2排，这2排接到同一个组串中，没有横排时2个独立组串的优势。

综上，对于组串式、集散式多路MPPT逆变器的电站，组件横排优势大于竖排。