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在光伏电站的设计中，光伏组件的放置有两种设计方案：

　　方案一：竖向布置，如下图所示。

　　图1：光伏组件竖向布置的光伏电站

　　方案二：横向布置，如下图。

　　图2：光伏组件横向布置的光伏电站

　　竖向布置安装方便，横向布置时，Zui上面的一块安装比较费劲！这就影响了施工进度。

　　经过与业内的多位专家探讨之后，发现一横、一竖，对发电量的影响太大了！逐步说明这个问题。

　　1、前后遮挡造成电站电量损失

　　在电站设计过程中，阵列间距是非常重要的一个参数。由于土地面积的限制，阵列间距一般只考虑冬至日6个小时不遮挡。6小时之外，太阳能辐照度仍是足以发电的。从本人获得的光伏电站的实测数据来看，大部分电站冬至日的发电时间在7小时以上，在西部甚至可以达到9个小时。（一个简单的判别方法，日照时数是辐射强度≥120W/m2的时间长度，而辐射强度≥50W/m2时，逆变器就可以向电网供电。当12月份的日照时数在6h以上时，发电时间肯定大于6h。）

　　1：我们为了减少占地面积，在早晚前后光伏方阵必然会有遮挡，造成发电量损失。

　　2、光伏组件都有旁路二极管

　　热斑效应：一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。

　　这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，zuihao在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。旁路二极管的作用就是：当电池片出现热斑效应不能发电时，起旁路作用，让其它电池片所产生的电流从二极管流出，使太阳能发电系统继续发电，不会因为某一片电池片出现问题而产生发电电路不通的情况。

　　上一张60片的光伏组件的电路结构图。

　　图3：光伏组件的电路结构图

　　2：光伏组件式需要旁路二极管的。

　　3、二极管在纵向遮挡和横向遮挡时的作用

　　图4：纵向布置时被遮挡的图

　　图5：横向布置时被遮挡的图

　　当组件纵向排布时，阴影会遮挡3个电池串，3个二极管若全部正向导通，则组件没有功率输出，3个二极管若没有全部正向导通，则组件产生的功率会全部被遮挡电池消耗，组件也没有功率输出。

　　当组件横向排布时，阴影只遮挡1个电池串，被遮挡电池串对应的旁路二极管会承受正压而导通，这时被遮挡电池串产生的功率全部被遮挡电池消耗，二极管正向导通，可以避免被遮挡电池消耗未被遮挡电池串产生的功率，2个电池串可以正常输出功率。

　　3：纵向遮挡，3串都受影响，3串的输出功率都降低；横向遮挡，只有1串受影响，2串正常工作。

　　标准测试条件（即温度25℃，光谱分布AM1.5，辐照强度是1000W/m2，）下，未遮挡、纵向遮挡、横向遮挡的输出功率图：

　　图6 ：组件未被遮挡时的输出功率如下图

　　图7：纵向遮挡（图4遮挡方式）时组件的输出功率如下图

　　图8 ：横向遮挡（图5遮挡方式）时组件的输出功率如下图

　　从图中可以看到，组件横向遮挡电池片时，组件的输出功率约为正常输出功率的2/3，说明二极管导通，起到保护作用，组件纵向遮挡电池片时，组件几乎没有功率输出，测试结果与理论一致。

　　4：在光伏电站中组件采用横向排布，可以减少阴影遮挡造成的发电量损失。

　　为了更好的说明这一问题，借用网友“李京大明”的一组实验实测的数据来说明。

　　采用了下面7种不同的遮挡方式。

　　这7种遮挡方式中，方案2和方案6、方案3和方案7的遮挡量基本相同。那他们的输出功率呢？看下表。

　　可以看出，方案6的输出功率远大于方案2，方案7的输出功率远大于方案3。纵向安装阴影遮挡后，二极管全部导通，在这种情况下，组件的电流是很低，小于1A；横向安装阴影遮挡后，仅有一个二极管导通，其余两个是正常的，功率降低不大。

　　3、小结

　　组件采用横向、竖向布置的优缺点如下表。

在地面光伏电站的开发建设中，设计工作可以称之为核心工作，设计影响着整个光伏电站的建设，并且直接与效益挂钩。那么在设计过程中，电气部分应该注意哪些事项呢？下面为大家简要分析一下。

　　一、组件选型

　　众所周知，太阳能的能量密度较低。在这种前提下，如何有效的利用太阳能就显得非常重要。目前国家领跑者计划要求的组件效率是多晶硅组件不低于16.5%，单晶硅组件不低于17%。就组件转化效率来看，单晶硅组件优于多晶硅组件，但由于单晶硅电池组件相对多晶硅组件价格略高，在组件选择时，不宜仅根据价格就盲目选择组件。需要针对不同组件进行发电量计算比选及项目收益等多方面的技术经济分析，选取适合的电池组件。

　　二、逆变器选型

　　目前逆变器分为组串式逆变器与集中式逆变器两种。

　　1、组串式逆变器

　　组串式逆变器多用于山地光伏发电系统、中小型屋顶光伏发电系统、小型地面电站。功率小于50kW。组串式逆变器的设计方案中，光伏组件产生的直流电直接接到组串式逆变器，逆变成交流电，再进行汇流升压。

　　组串式逆变器的主要优点为：

　　①不受组串间模块差异，和阴影遮挡的影响，减少光伏电池组件zuijia工作点与逆变器不匹配的情况，Zui大程度增加了发电量；

　　②MPPT电压范围宽，组件配置更加灵活；

　　③体积较小，安装灵活。

　　组串式逆变器的主要缺点为：

　　①功率器件电气间隙小，不适合高海拔地区；

　　②户外型安装，风吹日晒很容易导致外壳和散热片老化。

　　③逆变器数量多，总故障率会升高，系统监控难度大。

　　2、集中式逆变器

　　集中式逆变器一般用于日照均匀的大型厂房，荒漠电站等大型发电系统中，系统总功率大，一般是兆瓦级以上。设备功率在50kW到630kW之间。集中式逆变器的设计方案中，光伏组件产生的直流电，经过直流汇流箱汇流之后，接到逆变器，逆变成交流电，再进行升压。

　　集中式逆变器的主要优势为：

　　①项目建设中使用的逆变器数量少，便于管理；

　　②就逆变器性能来看，谐波含量少，各种保护功能齐全，电站安全性高；

　　③有功率因素调节功能和低电压穿越功能，电网调节性好。

　　集中式逆变器的主要缺点为：

　　①集中式逆变器MPPT电压范围较窄，不能监控到每一路组件的运行情况，不可能使每一路组件都处于zuijia工作点，组件配置不灵活。

　　②集中式逆变器占地面积大，安装不灵活。

　　③自身耗电以及机房通风散热耗电，系统维护相对复杂。

　　逆变器选型时，需根据项目地势地况、海拔高度等多方面因素来选择合适的逆变器。例如在青海的高海拔荒漠大型地面电站的设计中，常选择集中式逆变器；在山地光伏电站中，由于安装的组件阵列面积大小不同、组件排布相对零散，可选择组串式逆变器，且用多路MPPT进行跟踪，尽可能提高发电量。

　　三、集电线路设计

　　光伏电站的集电线路设计，对于土层较厚、可以开挖的地区，通常采用电缆直埋方案，这也是Zui经济的方案；若地表为岩石、无法开挖的情况，则需要采用电缆沿桥架敷设方案。对于地况复杂，起伏较大，或光伏阵列布置分散的情况，一般采用杆塔形式架空敷设。在集电线路的设计过程中，需根据详细的地形测绘图，针对电站项目建设地的地形地貌，尽量绕开施工困难的区域，选取经济合理的设计方案。

　　四、接地设计

　　在光伏电站的接地设计中，除了设计时根据地勘单位提供的电阻率计算接地电阻外，还要考虑当地的土壤腐蚀性等地质情况，若当地土壤盐碱性较大，则要选择适合盐碱地的耐腐蚀性较强的接地材料。如果计算出来的接地电阻达不到规范要求，则要根据项目情况，选取经济性好的降阻措施。