在2018年国家组织的“领跑者”招标中，为降低电价成本，不少投资商采用了“双面组件+平单轴跟踪”方案。如何较为准确地仿真计算“双面组件+平单轴跟踪”系统的发电量成为行业的技术难点。
2018年4月，PVsyst软件推出了最新的6.70版本，她可以对双面组件+平单轴跟踪的发电量进行仿真，应该说该功能是行业内非常关心的，也算是千呼万唤始出来吧，笔者第一时间对该功能进行了研究，并通过坎德拉平台分享其仿真方法。
方法1：基于三维建模获取2D参数
如图1所示，建立平单轴N-S光伏阵列三维模型，假设项目地位于青海格尔木，经过冬至日上午9时或下午15时方阵东西向无阴影遮挡计算，并选择间距为8米（取其整数值）。
▲图1 平单轴组件布置示意图（PVsyst软件）
完成上述步骤后，打开“System（系统）”设置界面，在“General Simulation Parameter”（一般参数设置），选择“Use unlimited trackers 2D-model”。如图2所示。
▲图2 平单轴双面组件系统设置
在“UnlimitedTrackers 2D model”，它会自动获取三维建模中的相关参数，如平单轴的轴方位、旋转范围、背跟踪、东西间距、支架单元的宽度，只需要再设置方阵的离地高度、地面反射率即可。其他参数如背面的遮挡率，背面不均匀光线带来的电流失配损失若无实际数据，可设置为默认值。如图3。
▲图3 平单轴双面组件系统参数设置
方法2: 基于2D模型参数
除了上述讲的第一种操作方法，方法2是不通过建立3D模型，而是在软件的首界面“Orientation”中选择“Horiz.axis, unlimited trackers”方式，设置平单轴的轴方位、跟踪角度范围、支架单元数量、支架单元东西间距、方阵宽度等等。如图4。设置完以后，在“UnlimitedTrackers 2D model”，它会自动获取相关参数。
▲图4 基于2D模型平单轴参数设置
下面以格尔木为例，使用了PVsyst6.70软件对南北向平单轴跟踪系统+双面发电进行了仿真计算。其实上述两种方法得到的发电量差异很小很小，读者可以尝试比较，这里采用第一种方法。
1、仿真条件
格尔木位于北纬36.42°，东经94.9°，根据Meternorm7.1气象数据，水平面的全年总辐射量达到了1936kWh/m^2，因此光资源较为丰富，直射比较高。
▲图5 格尔木地区的月度辐射比较
平单轴的跟踪范围设置为常规的－45°～45°，光伏电站的容量设置为528kW。核心设备分别选用275W的单晶硅双面组件及500kW的集中式逆变器，其中平单轴每个支架布置一个组串，每20个组件为一串，光伏组串共96串，组件数量共计1920块。
平单轴系统的方阵间距均采用冬至日上午9时到下午15时无阴影遮挡为间距，支架单元的东西间距为8m，并采用逆跟踪技术。
组件的背面发电系数为0.85，组件离地高度为1.5米，地表反射率设置为60%。
组件背面的遮挡率为5%，背面不均匀光线带来的电流失配损失率为10%。
2、模拟结果
表1为该项目的仿真结果，我们可以看到首年的PR为90%左右，上网电量为1224MWh，发电小时数达到2318h。
▼表1 模拟结果
图5为背面的辐射损失分析，由于地面的反射率为60%，将近40%的辐射不能被反射回去。各个月份当中，我们也看到夏季到达地面的辐射均较大，因此组件背面接收的辐射值也较大。
▲图5 背面辐射量损失比较（单位：kWh/m^2）
图6为能量损耗图局部，由于采用平单轴，组件正面发辐射增益较为明显，达到了32.6%。到达地面的辐射量为929kWh/m^2，被组件背面接受的有效辐射量为302kWh/m^2，组件背面的辐射增益为12.5%。
▲图6能量损耗图
双面组件背面的发电影响因素较多，如何发挥其最大优势，需要我们改变常规的设计思路，目前平单轴+双面组件的仿真功能刚刚推出，基于3D模型复杂场景及垂直安装方式的的双面仿真功能目前尚在开发中，坎德拉学院相信，PVsyst软件对于双面组件的仿真会不断修正、完善和增强。
原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：双面电池组件+平单轴跟踪支架如何仿真？