新潮流来袭！光伏组件还能垂直安装？！

近日，据当地媒体报道，印度能源公司‌Yashika与印度Wattkraft公司、德国Next2Sun公司，在印度启动了垂直光伏和农业结合的试点项目，项目采用的是Next2Sun的垂直太阳能技术。

（其他垂直太阳能项目现场，非上述项目图）

据介绍，Next2Sun公司的垂直双面太阳能技术，允许在垂直方向安装太阳能电池板，利用两侧发电，同时农民可在电站下方种植作物，发电和农业经济两不误。

Yashika能源系统公司表示，随着传统太阳能设施土地使用的日益增长，人们普遍担忧这些发电设施会取代宝贵的农业用地，影响农业的发展。此次开展试点项目，正是为了解决这一担忧。

接下来他们将在印度各地启动试点项目，项目规模从100 kWp到500kWp不等，然后逐步应用到全国范围，研究垂直双面太阳能技术在印度不同地区的效果。

盒子重点了解了一下Next2Sun：这家德国农业光电公司专注于农业光伏系统市场，最著名的专利就是垂直安装双面太阳能板，让太阳能板两面都可以发电，不占用过多的农地。目前，其这项技术已经在德国许多农场使用，团队还计划在2024年打造美国第一个垂直型农光电场。

哦对了，除了农业光伏系统外，Next2Sun也做“太阳能围栏”的生意，其年收入的20%来自于太阳能围栏业务，剩下的 80%主要都来自于农业光伏系统业务。

光伏组件垂直安装，已不是稀奇事儿

说回到光伏组件垂直安装，其实这也不是什么新鲜事了。早在两年前，挪威的一家初创公司Over Easy Solar AS，就已完成了第一个垂直太阳能组件技术的屋顶试点项目。

这套部署在挪威某学校屋顶上的光伏发电系统，装机容量仅为5kW，使用了150块基于异质结光伏电池技术的特殊光伏组件——组件安装后的总高度是距屋顶表面31.4厘米，且所有组件均垂直于屋面平面。

据该公司首席执行官解释，之所以选择这样的设计，是专门针对高纬度地区的屋顶光伏安装。在高纬度地区，垂直于屋面安装的太阳能电池板，能更好地面对阳光，并更好地发挥双面发电的性能优势。

而事实证明，这一选择方向不仅让光伏阵列在中午11点左右达到发电量的峰值，下午7点左右还会产生第二个峰值。恰巧，中午和傍晚，正是一天中用电量的高峰时刻。

此外值得注意的是，150光伏组件被分为50个垂直光伏单元，每个单元由一个安装系统和光伏电池组成一个预组装件，因此可以更快地安装。且由于组件为垂直于建筑的矮板，几乎不需要紧固或压载物，安装工作进一步得到了简化：两名工人只用了不到一个小时就完成了。

不过，第一个采用垂直安装组件的农光互补项目则诞生于日本。

2022年5月，日本可持续能源政策研究所 (ISEP) 和日本 EPC 承包商 Ryoeng Co., Ltd. ，在福岛县二本松市建造了这个垂直设计的农业光伏系统，项目采用的组件是由德国公司 Luxor Solar 提供的异质结组件，垂直安装系统则是由Next2Sun 提供。光伏组件面板行之间的距离从 8 米到 10 米不等，阵列设计符合日本风速标准。阵列间的土地被当地的畜牧农用作牧场。

据项目负责人介绍，之所以选择垂直安装的方式是因为土地稀缺，垂直安装更有利于土地的双重利用。至于垂直安装损失的正午时段的发电量，他们认为未来随着系统中光伏渗透率的进一步升高，正午时的电价可能出现负电价或者需要由储能系统存储起来，因此损失的发电量实际价值并不高。

此外，在西班牙、德国等都有垂直设计的光伏系统的应用。

特定场景下，真的靠谱！

比起以最佳倾角在地面水平安装的方式，垂直安装光伏组件听上去有些违反常识啊，真的靠谱吗？

盒子扒了一下，此前已有大佬就这种布置方式对光伏电站的发电量影响展开了研究，通过对不同纬度、不同倾角、方位角等安装情况下，发电量及发电量增量进行了对比值：

不同工况下发电量对比

（来源：光伏电站技术探讨之大家小言）

对表中数据进行分析，可得：

1）倾角由最优角改为垂直布置方式，发电量的降低与纬度负相关。随着纬度的增高，采用垂直布置方式优势不断显现。

2）整体来看：当方位角为90°时，双面组件在垂直布置方式下与最优角度的差异比例与纬度无关，均约低于28%左右。

总结，高纬度的地区光伏组件采用垂直的布置方式的确是有优势的。

那非高纬度地区选择这种安装方式又是为啥呢？原来，在有些特定的场景下，垂直安装的光伏组件还真有独特的优势：

前文也多次提到了，光伏组件倾角90°安装，更有利于将光伏电站与农业活动更大程度的整合，这是因为从投影面积上看，相较于常规倾斜安装，垂直安装方式组件占用面积极低，使空间利用率大幅提升。而且垂直系统建设无需改变地形，可更好发挥土地原本的经济属性（如农、牧业用地），将太阳能的发电价值与土地本身的价值最大化。

据了解，今年以来，欧洲已有多国出台农业光伏法，就专门对农业光伏的占地面积进行了严格限制，垂直安装的优势就显现出来了。

“风卷黄沙混九层，势吞海岳浪奔腾”。灰尘堆积一直是沙漠地区光伏项目的一大痛点，而垂直组件的情况会好一些。

卡塔尔的研究人员在沙漠里做了这样一个实验：在同等环境条件下，设置22°朝南倾斜的双面和单面光伏组件，以及垂直安装的双面光伏模块，测试它们在沙漠环境下的发电性能，实验时间为3年。

最终试验结果显示：干净的倾斜双面组件全年平均要比干净的垂直双面组件多产生约4%的能量。倾斜的组件在经历灰尘污染后，单面模块损失高达60%，双面模块损失高达45%，而垂直模块的污染损失却可以忽略不计。

与沙漠环境下更防灰尘堆积同理，垂直安装的光伏组件在冬季受积雪的影响也较小，既可以避免积雪覆盖，减少发电损失，也能避免积雪过多带来的机械载荷失效风险，在极寒地区与寒冷季节比较有优势。

关于这方面的应用，最著名的是在挪威国家足球场上诞生的、迄今为止全球最大的屋顶垂直双面太阳能装置。

今年5月，挪威Solenergi FUSen公司在这座体育场的沥青屋顶上安装了该阵列，由前文提到过的Over Easy Solar提供了284.4千瓦的光伏系统，采用的是硅异质结电池和组件，据报道双面率达95.7%。安装完毕后，阵列总占地面积超过2500平方米，预计每年将产生21.9万度电。

由于太阳能电池板是垂直安装的，在挪威这个冬季多雪的国家，也不会有太多积雪，安装在体育场安全性更高。

与之类似的适用场景还包括：高速公路沿线、牧场围栏等。

不知道大家有没有发现，很多这种光伏垂直安装设计的项目中，采用的都是HJT异质结组件，这是什么原因呢？

原来，HJT光伏电池有着相对完美对称的双面结构特性，在专业室外组件边框和玻璃等设计加持下，双面率更加优秀，背面增益提升巨大，所以在垂直安装方式中更具有优势。

据模拟测算，应用超高双面率异质结组件，发电能力明显高于常规倾斜安装组件。

（图源：华晟新能源）

垂直组件会成为新潮流吗？

说了这么多，还有一个关键点没讲：垂直组件之所以应用越来越广泛，或与太阳能组件价格的大幅下降有很大关系。

截至今年6月底，国内光伏组件主流品种价格已经跌至0.86元/瓦，相较2022年底高峰价格跌去了54.50%。

组件价格的暴跌，使得大家不再过度担忧回本的问题，于是组件开始充当一些他用，例如户外围栏、高速围栏、牧场围栏等等。而且随着太阳能的普及，这类应用可能会更加普遍。

此外也需要看到，垂直的安装方式在高纬度地区、极寒地区、沙漠地区以及农光互补项目中，的确独具有独特的发电特性，具有很大的增长潜力。从这个角度来看，垂直安装与水平倾角安装，与其说是替代关系，不如说是在特殊场景下的互补。

所以，你认为垂直安装光伏会成为一种新的潮流吗？