筆者經(jīng)常在網(wǎng)上看到關(guān)于光伏組件豎排、橫排布置在光伏支架單元上的文章，兩者對比的文章，往往會論述幾個觀點(diǎn)：1、占地面積；2、支架單元用鋼量；3、安裝便利性；4、發(fā)電量的差異。備注：占地面積不是指光伏組件在地面上的投影面積，是指在大場地光伏方陣中的平均面積，包含陣列之間的間隙面積等。
筆者以往設(shè)計過程中，也曾對比過光伏組件豎排、橫排之間的占地差異、用鋼量差異，在考慮早晚陰影遮擋時，橫排組件在發(fā)電輸出方面的較豎排組件有優(yōu)勢，某些工程采用了光伏組件的橫向四排。但本文以光伏組件豎排、橫排的占地面積差異性做一個詳細(xì)分析，以饗讀者。
通用的組件豎排、橫排布置方式解釋
光伏組件采用的規(guī)格尺寸60片電池片是1650mm*990mm*40mm（不同廠家略有差異），72片電池片是1960mm*990mm*40mm（不同廠家略有差異）。光伏組件的豎排，就是組件的長邊上下方向放置排列，組件傾斜后，長邊是南北方向。光伏組件的橫排是長邊在東西方向。
通常光伏電站中，光伏組件采用豎向雙排布置、橫向三排或四排布置，近年來農(nóng)光互補(bǔ)大棚、車棚光伏電站中，也有其他豎向、橫向多排布置的形式。
圖1光伏組件豎向雙排布置
圖2光伏組件橫向三排布置
圖3光伏組件橫向四排布置
組件豎排、橫排布置方式占地面積差異
我們通常說，光伏組件豎排、橫排布置方式造成的光伏電站占地面積差別不大，但也有工程師認(rèn)為，光伏組件的橫排布置會占用更大的場地。但是不同布置方式，造成的面積差別不大是差在了哪里？為什么又有一些工程師認(rèn)為橫排布置會占用較多的場地？接下來，我們通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯瑏斫忉屵@兩個問題。
單塊組件的豎放、橫放
按照《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》，光伏陣列前后排在當(dāng)?shù)卣嫣枙r9：00到15：00點(diǎn)不遮擋。如果我們在光伏電站中選取一塊光伏組件，這塊光伏組件占用的前后排面積是投影面積+陣列之間的凈間距面積。
圖4光伏組件布置側(cè)視圖
因此，我們可以看到，上面各個參數(shù)均是已知的，而且表達(dá)公式是一樣的，對于單塊組件的占地面積是一樣的。
光伏陣列中組件的豎排、橫排
本文以寧夏自治區(qū)中衛(wèi)市某光伏電站項(xiàng)目為例，光伏組件豎向雙排和橫向四排不同布置方式做計算對比。
采用260Wp的光伏組件，以35°傾角安裝在支架單元上，不同布置方式陣列尺寸、面積、前后間距計算如下：
圖5光伏組件豎排2×22布置
表1單個陣列不同布置方式占地面積對比
通過上表，我們可以看到，橫向四排的布置方式因?yàn)殚g隙增多，陣列的面積最大，雖然僅有0.063㎡，看似幾乎沒有差別。由于橫向四排的布置方式的陣列寬度增加，響應(yīng)的理論計算的中心間距也增加，差值為1.621m，通過計算，單個支架單元的陣列占地面積差值為0.1504㎡，差別也不大。如果在有限的區(qū)域內(nèi)，建設(shè)幾十千瓦或者幾百千瓦，光伏方陣的總占地面積應(yīng)不會有較大的差異。
光伏組件豎排、橫排1MW對比
本文以寧夏自治區(qū)中衛(wèi)市某光伏電站項(xiàng)目為例，在上面計算的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，以理論計算的中心間距布置1MW的方正的、光伏逆變器和箱變位于方陣中心的模塊化子方陣，以道路為對稱，東西相鄰支架單元的檢修通道統(tǒng)一設(shè)置為1m。1MW的子方陣中，由95套支架單元組成，一套支架單元上安裝2個光伏組串，共有190串。每22塊260Wp組件串聯(lián)為一個組串，共計4180塊組件1086.8KW。
圖7光伏組件豎排2×22布置1MW子方陣
圖8光伏組件橫排2×44布置1MW子方陣
表2 1MW方陣不同布置方式占地面積對比
從上表數(shù)字上看，好像是橫向四排占地面積多了很多，實(shí)際上，可以將其分解為三部分：95個陣列面積增加的產(chǎn)生的占地面積差異約14㎡、方陣南北寬度增加（雖然相鄰陣列東西向間距寬度和數(shù)量是一樣的，但是橫向四排布置1MW子方陣南北寬度增加會增加占地面積S=7*19.46=136.22㎡）、方陣中道路長度差異（橫向四排布置1MW子方陣寬度增加，也造成道路較長，相應(yīng)的面積也增加）。因此1MW方陣橫向四排比豎向雙排布置方式理論上要增加288.176平方米。
假設(shè)，逆變器和箱變放在子方陣的邊緣，不放在中間，子方陣也不考慮道路，則表2調(diào)整為表3，1MW子方陣不考慮道路影響，面積如表3。
表3不考慮道路1MW方陣不同布置方式占地面積對比
但由于實(shí)際工程設(shè)計時，陣列之間的間距不會以理論計算的臨界值設(shè)計，往往會增加0.5米的冗余量（具體冗余量根據(jù)項(xiàng)目和光伏工程師設(shè)計確定），以適應(yīng)地形變化和工程施工誤差。調(diào)整表2如下：
表4考慮間距余量后1MW方陣不同布置方式占地面積對比
光伏陣列間距增加0.5米冗余后，由于組件豎向布置時，1MW方陣的東西長度較長，因此增加的面積較大，再進(jìn)行比較，1MW方陣橫向四排比豎向雙排布置方式理論上要增加103.376平方米。
通過以上多個表格，如果光伏系統(tǒng)設(shè)計工程師和光伏從業(yè)者就認(rèn)為大型光伏電站中，光伏組件橫向四排的布置一定會比豎向雙排的布置占地面積多很多，那就錯了，那么我們分析一下對于一個具體項(xiàng)目，占地面積會有什么差異呢？
導(dǎo)讀：筆者以往設(shè)計過程中，也曾對比過光伏組件豎排、橫排之間的占地差異、用鋼量差異，在考慮早晚陰影遮擋時，橫排組件在發(fā)電輸出方面的較豎排組件有優(yōu)勢，某些工程采用了光伏組件的橫向四排。但本文以光伏組件豎排、橫排的占地面積差異性做一個詳細(xì)分析，以饗讀者。
對于某個項(xiàng)目不同布置方式的占地面積對比
光伏組件豎排、橫排1MW對比，是模塊化布置很理想的狀態(tài)對比，及實(shí)際項(xiàng)目邊界范圍自由的，不受限制。但實(shí)際上一個項(xiàng)目的場地邊界是固定的，也無法采用或全部采用模塊化布置。假設(shè)某項(xiàng)目規(guī)則的矩形場地范圍，東西長度一定，南北寬度一定、道路長度確定，現(xiàn)以20MW的布置為例分析。
案例，在一個規(guī)則的長方形中，設(shè)計光伏組件總?cè)萘考s21.736MW，支架單元數(shù)1900套，每個支架單元安裝44塊260Wp光伏組件。場地東西長約600米，南北寬約660米。方陣總平面圖布置方式，豎向雙排均采用1.086MW模塊化設(shè)計，而橫向四排的布置方式，大部分采用模塊化設(shè)計，剩余場地采用非模塊化設(shè)計。總平圖主要設(shè)計3條豎向道路和一條橫向道路，一圈環(huán)場道路，路網(wǎng)設(shè)計完全一致。
圖9一塊規(guī)則區(qū)域不同布置方式子方陣差異
經(jīng)過總平圖設(shè)計對比，光伏組件豎向安裝和橫向安裝占地面積對比如下：
表5的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，光伏區(qū)占地面積的差異，主要是因?yàn)闄M向四排陣列列數(shù)較多，檢修通道所增加的面積引起。圖9中的總圖布置，按照光伏陣列間距為理論間距設(shè)置，假設(shè)按照工程通常涉及的冗余量增加0.5米的間距設(shè)計，根據(jù)圖9中的布置圖，經(jīng)估算，豎向雙排大概增加21196.8㎡，橫向四排大概增加17793㎡，這是因?yàn)闄M向四排陣列行數(shù)少。
那么，按照通常設(shè)計的陣列間距，豎向雙排比橫向四排的布置增加550㎡的占地面積。由此我們可以得出，如果場地南北方向是狹長型的，通常設(shè)計的陣列間距冗余量，因豎向雙排布置方式陣列行數(shù)較多，會使光伏組件豎向雙排的布置占地面積大于組件橫向四排布置；而如果場地東西方向狹長，由于橫向四排布置方式南北檢修通道較多，面積會大于豎向雙排布置方式。
以上對比，豎向雙排均是2X22設(shè)計，而如果改為2X11設(shè)計，則同等布置情況下，豎向雙排2X11的設(shè)計中檢修通道數(shù)量會比橫向四排數(shù)量多，占地面積多的將是豎向雙排2X11的陣列形式。
總結(jié)
本文通過單塊組件豎向和橫向布置方式、單個陣列中組件豎向和橫向布置方式、1MW模塊化子方陣布置方式以及某個項(xiàng)目總平圖設(shè)計，多個方面對比，可得出，雖然理論間距設(shè)計的情況下，光伏組件橫向布置會占用更多的土地，但對于一個項(xiàng)目，在通常陣列間距有冗余量的設(shè)計下，有可能光伏組件豎向雙排布置的支架單元（陣列）占用的場地面積更多。
通過以上對比，光伏組件豎向、橫向布置，相對整個項(xiàng)目用地面積而言，占地面積的差異基本可以忽略不計。
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