光伏组件还能垂直安装？一天 还有两个发电高峰？

垂直光伏的解决方案其实是起源于欧洲。
在欧洲，日常需求高峰主要发生在一天结束时，此时公共交通最繁忙，家用电器的使用量最高，建筑照明和取暖设备处于开启状态。出于同样的原因（见下图），早上也出现了一个稍微不那么明显的每日高峰。

比利时工作日每小时用电量的平均分布 来源：CLEANdata

在这种情况下，传统的以水平面倾斜约 20 至 30 度安装的光伏发电站，在白天注入的能量最多，而在早上和晚上，产生的能量很少，这与社会日常电力需求曲线相反，并不利于调节电网不平衡的风险。

据传，莱比锡应用科学大学的科学家们因此开始研究垂直光伏装置的大规模发展可能给德国电网带来的好处，并得出了垂直安装的类似于“太阳能篱笆”的双面组件，可通过它们的两个面捕获直接和间接辐射，对电网更加友好。

不仅如此，光伏组件采用垂直的布置方式，在高纬度地区更是有特别的优势。

光伏板安装方式对光伏电站的发电量的影响：
通过对不同纬度、不同倾角、方位角等安装情况下，发电量及发电量增量进行了对比值：
不同工况下发电量对比

来源：光伏电站技术探讨之大家小言

对表中数据进行分析，可得：

1）倾角由最优角改为垂直布置方式，发电量的降低与纬度负相关。随着纬度的增高，采用垂直布置方式优势不断显现。

2）整体来看：当方位角为90°时，双面组件在垂直布置方式下与最优角度的差异比例与纬度无关，均约低于28%左右。

总结，高纬度的地区光伏组件采用垂直的布置方式的确更有优势。更令人信服的是，已经有实际落地的项目证实了这一点。

早在2022年，挪威的一家初创公司Over Easy Solar AS，就已完成了第一个垂直太阳能组件技术的屋顶试点项目。

这套部署在挪威某学校屋顶上的光伏发电系统，装机容量仅为5kW，使用了150块基于异质结光伏电池技术的特殊光伏组件——组件安装后的总高度是距屋顶表面31.4厘米，且所有组件均垂直于屋面平面。

据该公司首席执行官解释，之所以选择这样的设计，是专门针对高纬度地区的屋顶光伏安装。在高纬度地区，垂直于屋面安装的太阳能电池板，能更好地面对阳光，并更好地发挥双面发电的性能优势。

而事实证明，这一选择方向不仅让光伏阵列在中午11点左右达到发电量的峰值，下午7点左右还会产生第二个峰值。恰巧，中午和傍晚，正是一天中用电量的高峰时刻。

此外值得注意的是，150光伏组件被分为50个垂直光伏单元，每个单元由一个安装系统和光伏电池组成一个预组装件，因此可以更快地安装。且由于组件为垂直于建筑的矮板，几乎不需要紧固或压载物，安装工作进一步得到了简化：两名工人只用了不到一个小时就完成了。

此外，在西班牙、德国等都有垂直设计的光伏系统的应用。

据了解，今年以来，欧洲已有多国出台农业光伏法，就专门对农业光伏的占地面积进行了严格限制，垂直安装的优势就显现出来了。

据介绍，Next2Sun公司的垂直双面太阳能技术，允许在垂直方向安装太阳能电池板，利用两侧发电，同时农民可在电站下方种植作物，发电和农业经济两不误。

从投影面积上看，相较于常规倾斜安装，垂直安装方式组件占用面积极低，使空间利用率大幅提升。而且垂直系统建设无需改变地形，可更好发挥土地原本的经济属性（如农、牧业用地），将太阳能的发电价值与土地本身的价值最大化。

全球第一个采用垂直安装组件的农光互补项目，诞生于日本。
早在2022年5月，日本可持续能源政策研究所 (ISEP) 和日本 EPC 承包商 Ryoeng Co., Ltd. ，就在福岛县二本松市建造了一个垂直设计的农业光伏系统。项目采用的组件是由德国公司 Luxor Solar 提供的异质结组件，垂直安装系统则是由Next2Sun 提供。光伏组件面板行之间的距离从 8 米到 10 米不等，阵列设计符合日本风速标准。阵列间的土地被当地的畜牧农用作牧场。

据项目负责人介绍，之所以选择垂直安装的方式是因为土地稀缺，垂直安装更有利于土地的双重利用。

值得注意的是，对于垂直安装损失的正午时段的发电量，相关方认为未来随着系统中光伏渗透率的进一步升高，正午时的电价可能出现负电价或者需要由储能系统存储起来，因此损失的发电量实际价值并不高。

现在看来，他们的预判成真了！

垂直安装的光伏组件在冬季受积雪的影响也较小，既可以避免积雪覆盖，减少发电损失，也能避免积雪过多带来的机械载荷失效风险，在极寒地区与寒冷季节比较有优势。
由于太阳能电池板是垂直安装的，在加拿大这个冬季多雪的国家，也不会有太多积雪，安全性更高。
与之类似的适用场景还包括：高速公路沿线、牧场围栏等。