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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。
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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。
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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。
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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!

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
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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。
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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。
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此外,在西班牙、德国等都有垂直设计的光伏系统的应用。

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。
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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。

《巴黎协定》是2015年12月在法国巴黎举行的《联合国气候变化框架公约》缔约方会议上通过的一项具有里程碑意义的国际气候协议。该协定旨在应对全球气候变化,限制全球平均气温升幅,同时促进各国实现可持续发展目标。协议于2016年11月4日正式生效,目前已有超过190个缔约方签署。
周一,特朗普在宣誓就任总统后立即签署了一封致联合国的信函,告知美国将退出《巴黎协定》。根据协定,退约将在信函提交一年后正式生效。
特朗普曾在第一任期内决定退出《巴黎协定》,但拜登总统在赢得大选后于2020年重新加入。

继续发挥领导作用至关重要

古特雷斯表示,世界各国于 2015 年通过了《巴黎协定》,因为它们认识到气候变化已经造成的巨大危害以及气候行动带来的巨大机遇。 它为所有国家的行动提供了一个有意义而又灵活的框架。
古特雷斯强调,过去十年是有史以来最热的十年。人们只需看看洛杉矶,就能看到这场人类、生态和经济灾难的后果。他表示,根据《巴黎协定》所做的集体努力已经有所作为,但人们还需要更进一步、更快地共同做出努力。
他指出,《巴黎协定》所设想的变革已经开始,它引发了一场能源革命,为各国和企业投资可再生能源提供了无与伦比的机会,为 21 世纪的就业和繁荣提供了动力。各国领导人必须在气候行动的关键十年抓住这些机遇。
古特雷斯表示相信,美国的城市、州和企业--以及其他国家--将继续展示远见和领导力,努力实现低碳、有韧性的经济增长,为21世纪的繁荣创造高质量的就业机会和市场。

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