光伏组件横竖排布置 谁占地面积大？

:经常在网上看到关于光伏组件竖排、横排布置在光伏支架单元上的文章，两者对比的文章，往往会论述几个观点：1、占地面积；2、支架单元用钢量；3、安装便利性；4、发电量的差异。最近的一篇文章《光伏组件横排竖排争议多，绝知此事要躬行》对以上几个方面以及运维便利性差异等多个方面给出了观点，其中占地面积给出的结论是“组件横排竖排占地几乎分歧（应该是“几乎没有分别”）”。备注：占地面积不是指光伏组件在地面上的投影面积，是指在大场地光伏方阵中的平均面积，包含阵列之间的间隙面积等。

笔者以往设计过程中，也曾对比过光伏组件竖排、横排之间的占地差异、用钢量差异，在考虑早晚阴影遮挡时，横排组件在发电输出方面的较竖排组件有优势，某些工程采用了光伏组件的横向四排。但本文以光伏组件竖排、横排的占地面积差异性做一个详细分析，以飨读者。

1、通用的组件竖排、横排布置方式解释

光伏组件采用的规格尺寸60片电池片是1650mm＊990mm＊40mm（不同厂家略有差异），72片电池片是1960mm＊990mm＊40mm（不同厂家略有差异）。光伏组件的竖排，就是组件的长边上下方向放置排列，组件倾斜后，长边是南北方向。光伏组件的横排是长边在东西方向。通常光伏电站中，光伏组件采用竖向双排布置、横向三排或四排布置，近年来农光互补大棚、车棚光伏电站中，也有其他竖向、横向多排布置的形式。

2、组件竖排、横排布置方式占地面积差异

我们通常说，光伏组件竖排、横排布置方式造成的光伏电站占地面积差别不大，但也有工程师认为，光伏组件的横排布置会占用更大的场地。但是不同布置方式，造成的面积差别不大是差在了哪里？为什么又有一些工程师认为横排布置会占用较多的场地？接下来，我们通过严谨的分析，来解释这两个问题。

（1）单块组件的竖放、横放

按照《光伏发电站设计规范》，光伏阵列前后排在当地真太阳时9：00到15：00点不遮挡。如果我们在光伏电站中选取一块光伏组件，这块光伏组件占用的前后排面积是投影面积＋阵列之间的净间距面积。

图4 光伏组件布置侧视图

假设光伏组件的长为a，宽b，组件安装倾角为θ，项目所在地的南北向阴影系数为R，根据光伏阵列前后间距计算公式，公式中的为阵列上下端的宽度。

对于一块组件的占地面积，就应该是：

组件竖放：

组件竖放：

因此，我们可以看到，上面各个参数均是已知的，而且表达公式是一样的，对于单块组件的占地面积是一样的。

（2）光伏阵列中组件的竖排、横排

本文以宁夏自治区中卫市某光伏电站项目为例，光伏组件竖向双排和横向四排不同布置方式做计算对比。

采用260Wp的光伏组件，以35°倾角安装在支架单元上，不同布置方式阵列尺寸、面积、前后间距计算如下：

图5 光伏组件竖排2×22 布置

图6 光伏组件横排4×11布置

表1 单个阵列不同布置方式占地面积对比

通过上表，我们可以看到，横向四排的布置方式因为间隙增多，阵列的面积最大，虽然仅有0．063㎡，看似几乎没有差别。由于横向四排的布置方式的阵列宽度增加，响应的理论计算的中心间距也增加，差值为1．621m，通过计算，单个支架单元的阵列占地面积差值为0．1504㎡，差别也不大。如果在有限的区域内，建设几十千瓦或者几百千瓦，光伏方阵的总占地面积应不会有较大的差异。