周末读：追求双面提升20％

费尔班克斯校区阿拉斯加大学的双面太阳能装置。桑迪亚-UAF团队发现，东西方向的垂直双面阵列产生的能量比传统设计多20％。

摘自《光伏》杂志，七月版

“随着第一轮公用事业规模的双面项目接近融资，开发商，贷方和利益相关者都在关注能源建模风险，” AWS Truepower的高级项目工程师彼得·约翰逊（Peter Johnson）说，他最近被UL收购。

同时，开始进行增强反照率的机构实验，其目标是将双面推进力从目前业界公认的10％保守水平提高到20％或更高。亚利桑那州立大学光伏可靠性实验室成员佩德罗·马丁（Pedro Martin）表示：“带有后反射器的双面技术代表了降低太阳能装置的平均电费（LCOE）的模式转变。”

这些和其他双面太阳能研究专家于5月聚集在阿尔伯克基举行的2019光伏系统研讨会上，由桑迪亚国家实验室，CFV太阳能测试实验室和电力研究所（EPRI）共同赞助，以比较获得的新知识和帮助制定路线图以评估双面性能，安装和收益。CFV与全球双面研究领域的领导者Fraunhofer ISE交换双面测试数据。

座谈会重点介绍了桑迪亚，位于美国金州科罗拉多州的美国国家可再生能源实验室以及爱荷华大学的共同努力，他们共同参与了为期三年的双面太阳能研究。这项联合工作集中在三方面，包括室外双面光伏性能数据，双面特性和评级标准以及双面光伏系统的性能建模。

桑迪亚（Sandia）凭借其在这项联合研究中的作用，获得了美国能源部SunShot国家实验室多年合作伙伴计划的300万美元奖励。NREL还获得了各种资助，以研究双面技术以及行业支持。

爱荷华大学基于Radiance和Python软件，正在使用反向射线追踪方法开发性能预测模型。该项目由SunShot国家实验室多年合作伙伴计划（SuNLaMP）计划资助。

美国能源部表示，SuNLaMP资金使国家实验室能够继续解决最关键的障碍，这些障碍仍然无法实现到2020年太阳能系统的总安装成本为每千瓦时$ .06的目标。

桑迪亚的一份报告称：“双面光伏系统有时可以看到超过30％的收益，加上跟踪，总电收益可以接近50％，这将使LCOE降至$ 0.02 / kWh以下。”

双面增强：能源收益加上设备节省

双向推动的前景有望迅速改变该行业的采用，尤其是对于基于跟踪器的项目。由欧洲机械工程工业协会（VDMA）制定的《国际光伏技术路线图（ITRPV）》预测，到2020年，双面组件将占光伏组件全球市场份额的10％，到2028年将超过30％。

天合美国公司驻圣何塞的居民史蒂芬·朱（Steven Zhu）表示：“所有智能面板买家现在都在购买双面产品。”他指出，天合光能一直在与美国合作伙伴以及在中国进行双面面板测试。

虽然双面面板代表了反照率捕获产生能量的关键技术，但跟踪器技术以及更智能的逆变器是最大化双面增益所必需的支持工具。与更简单的单面系统相比，鉴于双面操作数据的粒度要大得多，太阳能设计人员发现，不再需要为确保给定的产量而过度建造系统的保险，或者至少会大大减少。

约翰逊说：“双面不只是一种助推器，它还可以减少直流设备的使用。”他说：“对于双面项目，DC-AC比降低约5％，以实现最佳的逆变器限制损耗。”他说：“通常将3％到9％的双面优势归结为降低直流容量成本和获得能量的收益。”

UL提倡对反照率测量进行广泛的现场测试，以实现可接受的双面性能建模。UL发现，现场反照率和水平漫射测量可以减少阵列背面平面（POA）的不确定性。约翰逊指出：“反照率增加（或减少）3％可能会使总POA增加（或减少）1％。”

“基于高级数据审查，UL认为模拟的反照率与测得的反照率可能相差2％至5％。”这支持以下观点：除非假设保守的提升值，否则建模不确定性可能仍然过高。

“两面项目目前正在筹集资金（因此可以融资），融资人仍在确定其对背面能源的估值。由于这是一个较新的领域，并且建模准确性还存在一些其他不确定性，因此金融家可能会对两面收益进行削减。”他补充说：“随着建模的改进和运营数据的到来，融资人将在未来几年变得不那么保守。”

桑迪亚测试发现日间两面差异

桑迪亚（Sandia）正在促进一个由PV专业人员组成的协作小组，即PV绩效建模协作组织（PV Performance Modeling Collaborative）或PVPMC。作为工作的一部分，由实验室首席研究员约书亚·斯坦（Joshua Stein）领导的桑迪亚团队在阿尔伯克基的测试设施中安装了一个初始测试场阵列，以了解未来需要重点研究的地方。该阵列由两个向上成对的双面模块和两个单面模块组成，其横向倾斜35度。

在现场测试的初步结果中，桑迪亚团队发现，该系统的双面增益通常在7％至16％之间变化，而最下面一行的收益总是更大。冬至临近时的短期测试中，低太阳位置会加剧这种差异。

桑迪亚团队还发现，晴天时的双面收益在早晨最高，而在白天逐渐下降。研究小组观察到，这可能是因为双面模块位于机架的东侧。“因此，早晨，来自某个角度的阳光直射在双面模块下方，而阴影投射到西部​​，在双面模块下方，” Stein报告。他说：“下午，模块的阴影投射在阵列的双面下方，从而降低了双面增益。”

机械增强反照率

研讨会上提出的最具前瞻性的双面野外测试可能是基于坦佩的亚利桑那州立大学团队的测试，该团队测试了三种机械增强的反照率场。研究小组发现，与没有铝板基材的双面面板相比，增强的反照率将双面提升f4％。他认为，不使用底物的情况下，将16％提升至20％，再加上将底物的14％提升至反照率，则总双面提升在30％至34％之间。