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這并非新鮮事物，最早起源于歐洲。Nature Communications此前發(fā)布的一項研究結果表明，隨著(zhù)光伏滲透率的提高，加之與歐盟主要政策舉措更加緊密地銜接，東西向垂直光伏將發(fā)揮積極作用，有助于歐盟在2040年前實(shí)現更加平衡、更加一體化的電力系統。 

 

以下圖（德國）為例，綠線(xiàn)代表垂直東西向安裝光伏，藍線(xiàn)代表垂直南北向安裝，黑線(xiàn)則代表傾斜南向安裝，三者之中垂直東西向的曲線(xiàn)尤為突出，其發(fā)電峰值出現在一天的開(kāi)始和結束時(shí)。
 

 

發(fā)電峰值出現在一天的開(kāi)始和結束時(shí).jpg來(lái)源：GEM Energy Analytic

 

而從我國來(lái)看，在行業(yè)邁過(guò)“531生死線(xiàn)”后的市場(chǎng)格局中，垂直安裝正成為一個(gè)極具潛力的細分方向。其一，隨著(zhù)光伏裝機規模和占比的大幅提升，“午間用不完，晚間用不了”的尷尬境況讓電網(wǎng)調峰壓力增大，而垂直安裝光伏能夠有效優(yōu)化發(fā)電曲線(xiàn)，平抑波峰；其二，該模式憑借土地利用效率優(yōu)勢，能靈活適配農業(yè)光伏、建筑立面等多元場(chǎng)景需求。

 

 

英國約克大學(xué)的一項研究結果表明，以英國為例，垂直安裝雙面光伏（VBPV）系統的能量輸出顯著(zhù)優(yōu)于垂直安裝單面光伏（VMPV）系統和傳統的傾斜單面光伏（TMPV）系統：與VMPV系統相比，VBPV系統的日發(fā)電量分別提高了7.12%和10.12%，而清晨和傍晚時(shí)段的發(fā)電量分別比TMPV系統提高了26.91%和22.88%。季節分析顯示，與VMPV系統相比，春季平均功率增益為11.42%，夏季為8.13%，秋季為10.94%，冬季為12.45%。與TMPV系統相比，這些增益更為顯著(zhù)，冬季峰值功率高達24.52%。

 

來(lái)源：《Comprehensive study on the efficiency of vertical bifacial photovoltaic systems: a UK case study》

 

垂直光伏的優(yōu)勢在于不易積聚灰塵、碎屑和鳥(niǎo)糞，也不易在霜凍地區積雪。直立式設計確保大多數物體都能輕松從電池板表面滑落，大幅減少清洗運維成本和由積灰帶來(lái)的衰減。

 

當空間狹小時(shí)，垂直安裝也能節省寶貴的空間。垂直光伏可以安裝在傳統平板太陽(yáng)能電池板無(wú)法安裝的狹窄空間，例如建筑物之間，這使得它們成為各種環(huán)境的多功能選擇。

 

早在2022年，挪威的一家垂直光伏系統供應商O(píng)ver Easy Solar就已完成了第一個(gè)將其垂直太陽(yáng)能組件技術(shù)用于屋頂應用的試點(diǎn)項目。據其首席執行官Trygve Mongstad表示，“我們選擇的朝向使得上午11點(diǎn)左右達到峰值，下午7點(diǎn)左右再次達到峰值”。繼這項安裝在學(xué)校的垂直光伏系統試點(diǎn)成功之后，第二階段于2023年夏季安裝完畢，目前，該項目總裝機容量為46kWp，覆蓋學(xué)校約500平方米的屋頂。
 

 

來(lái)源：Over Easy Solar

 

截至今年5月，Over Easy Solar的垂直光伏解決方案已向歐洲各地客戶(hù)交付總計超過(guò)1MW的電力，相當于在超過(guò)15,000平方米的屋頂空間上安裝了27,600塊光伏板。

 

 

除上述優(yōu)點(diǎn)之外，垂直光伏具同時(shí)存在著(zhù)初始成本和維護等方面的問(wèn)題，但在部分場(chǎng)景下，垂直安裝的光伏組件具有獨特優(yōu)勢被進(jìn)一步放大，具體如下：

 

 

垂直光伏的優(yōu)勢之一就在于占用空間極小，通常不到地表面積的1%，因為留出了大量空間用于土地上作物的種植，這讓其在農業(yè)領(lǐng)域廣受歡迎：直方向用于發(fā)電，而水平方向幾乎全部用于耕作。

 

2024年9月，Yashika Energy Systems與德國Next2Sun公司和印度Wattkraft公司合作，將Next2Sun的垂直太陽(yáng)能技術(shù)引入印度，試點(diǎn)項目將在印度各地實(shí)施，功率范圍從100千瓦到500千瓦。而在此之前，Next2Sun還為日本首個(gè)垂直農業(yè)光伏項目提供了安裝系統。

 

來(lái)源：日本可持續能源政策研究所（ISEP）

 

然而值得注意的是，在農業(yè)用地安裝垂直光伏組件也存在一些局限性，以玉米為例，其長(cháng)勢最終可能會(huì )遮擋光伏板。

 

 

垂直安裝的光伏系統的一個(gè)重要特點(diǎn)是它非常適合使用雙面光伏組件。此外，垂直安裝在高緯度地區（即45°以上）尤其有用，因為這些地方的太陽(yáng)高度角通常較低。

 

2024年，一套安裝在挪威國家足球場(chǎng)上的248.4千瓦的光伏系統創(chuàng )下了當時(shí)世界上最大的屋頂垂直雙面光伏裝置的記錄：該系統包含1200多塊由Over Easy Solar自主研發(fā)的垂直光伏板，預計每年可產(chǎn)生高達21.9萬(wàn)千瓦時(shí)的清潔能源。  

 

來(lái)源：Over Easy Solar

 

后續研究發(fā)現，在挪威電價(jià)上漲的背景下，該套垂直光伏系統在2月份的盈利能力比6月份同類(lèi)水平安裝系統更高。此外，在降雪季節，垂直陣列的性能比傳統系統高出30%，這進(jìn)一步凸顯了其在高緯度地區應用的適用性。

 

 

陽(yáng)臺上的垂直光伏組件同樣具有獨特的優(yōu)勢。今年2月，加拿大建筑一體化光伏制造商Mitrex推出了SolarRail太陽(yáng)能光伏欄桿系統，適用于各種住宅和商業(yè)建筑應用，例如公寓樓陽(yáng)臺或辦公室入口。

 

 

此外，垂直光伏在交通領(lǐng)域也正在大展拳腳。歐盟委員會(huì )聯(lián)合研究中心（JRC）的一項研究結果顯示，單面和雙面垂直光伏系統在公路和鐵路沿線(xiàn)部署時(shí)都具有巨大的潛力：歐盟內部潛在的光伏裝機容量為403GW，相當于歐盟2030年太陽(yáng)能光伏總裝機容量目標的55%。這些系統采用雙面光伏組件，每年可產(chǎn)生391太瓦時(shí)（TWh）的清潔電力。

 

 

而在中國，光伏垂直安裝的概念也正在興起，并在政策、市場(chǎng)等諸多因素刺激下有愈演愈烈的趨勢。值得一提的是，在垂直安裝對于雙面率有著(zhù)更高要求的背景之下，正好與HJT這一技術(shù)路線(xiàn)的特點(diǎn)相吻合（當HJT組件垂直安裝時(shí)，兩側均可充分接收光照，實(shí)現高效發(fā)電）。這也正是眾多光伏垂直安裝項目普遍選用 HJT 異質(zhì)結組件的核心原因。

 

在垂直安裝的HJT光伏電站的密集布局下，1GW規模僅需要1,318英畝，相比之下傳統組件所需的占地面積為3,460英畝，大大減少了土地占用，這使得它對于土地資源有限的業(yè)主來(lái)說(shuō)尤為有利。對于將“種地基因”刻在骨子里的中國人來(lái)說(shuō)更是如此。

 

作為國內HJT龍頭企業(yè)，華晟新能源正持續在技術(shù)創(chuàng )新與項目實(shí)踐中深挖垂直光伏技術(shù)的應用潛力。據了解，在市場(chǎng)的加速認可之下，華晟新能源已專(zhuān)門(mén)成立解決方案部門(mén)推廣垂直發(fā)電；全新推出的昆侖系列垂直異質(zhì)結組件，更是憑借近100%的超高雙面率，可靈活應用于農業(yè)光伏、交通設施和建筑一體化等多個(gè)領(lǐng)域。

 

在其位于安徽宣城的一座占地2000平方米的藍莓園垂直光伏實(shí)證基地中，10排全部正面朝東、背面朝西的光伏陣列整齊排列，并在每?jì)膳殴夥逯g種植了3排藍莓樹(shù)。實(shí)證結果表明，垂直安裝下土地被更高效利用且HJT組件也展現出顯著(zhù)優(yōu)勢。
 

 

來(lái)源：華晟產(chǎn)品說(shuō)

 

6月1日起，我國步入了光伏電價(jià)市場(chǎng)化時(shí)代。這個(gè)乍聽(tīng)起來(lái)有悖常理的垂直安裝模式有望迎來(lái)飛速發(fā)展，但其距離真正廣泛應用還需依賴(lài)技術(shù)突破、政策細化和電力交易機制完善的三重驅動(dòng)。

 

相比于最佳傾角安裝，垂直安裝并非“贏(yíng)家通吃”的局面，而具體采用哪種安裝方式取決于多種因素，包括地理位置、屋頂結構和具體的能源需求。但可以肯定的一點(diǎn)是，無(wú)論是垂直安裝還是最佳傾角安裝，每種安裝方向都有其獨特的優(yōu)勢和挑戰。兩者也并非一刀切的替代選擇，而更像是在特定應用場(chǎng)景中形成的互補體系。