有必要给跟踪支架安装双面太阳能组件吗？

太阳能跟踪支架相比固定倾角的安装支架可产生更多的发电量，因为它们使组件全天不断地指向太阳。同样，双面组件可以产生比其单面太阳能电池板更多的功率，因为​​它们的曝光水平是单面组件的两倍。

使用双面组件的双轴跟踪器

那么，将两种技术结合起来确保更高的太阳能发电量是否有好处？一些跟踪器制造商认为确实可行。至少，双面组件将产生比其正面额定功率更多的能量。当与某些环境和设计条件相结合时，可以进一步提高组件背面发电量。

根据国际光伏技术路线图，双面电池在 2021 年占全球太阳能电池市场份额的 50%，预计到 2023 年这一比例将增加到 85%。此外，跟踪器制造商报告说，最近使用其跟踪系统的大多数太阳能项目都包括双面组件。

除了额外的背面发电的好处外，双面可以享受201贸易关税豁免，也有助于该技术在市场上的推广。但跟踪器制造商在如何优先考虑背面优化方面并不完全一致。

OMCO Solar 太阳能技术总监马特·凯斯勒 (Matt Kesler) 说：“您的好处和收益可能会有所不同，您需要进行数学计算，并找出最适合给定项目的方案，以及您从中获得的额外产量。” “你从双面获得的额外产量通常是一项不错的投资。”

单轴跟踪提升太阳辐照度

单轴跟踪器已迅速成为公用事业规模太阳能项目的标准。它们可以安装在与固定倾角光伏支架类似的项目上，还可以通过逐行转动来实现全天跟踪太阳来产出额外的电量。

基于不同地点和天气条件，太阳能跟踪器的驱动机制以及发电效率优化因不同的产品差异化。制造商经常开发自家的控制软件来配合他们的跟踪器，但指导该软件将双面阵列集中在背面发电不一定是最好的举措。

全球单轴跟踪器制造商 Array Technologies 使用其专有的控制软件 SmarTrack 测试了优化背面辐照度增益。在测试和伴随的模拟过程中，该公司发现常规运行的跟踪阵列与专注于背面发电的跟踪阵列之间的能量差异在一年内仅为 0.1%。

Array 发现系统运行不规律，几乎每小时上下旋转一次，以鼓励背面而不是正面发电收益。双面组件的背面不如正面高效，因此 Array 认为重点应该放在正面优化上。

Array Technologies 的研究和技术工程副总裁 Kyumin Lee 说：“尝试通过正面最大化来自天空的辐照度总是有益的。” “这是最好的方法，因为如果你试图提高背面辐照度但失去正面辐照度，你可能看不到任何收益，或者你可能会遇到实际损失发电量的情况。”

与系统控制一样，带有双面面板的单轴太阳能项目的设计可以保持与单面项目相同。跟踪器之间的行间距越大，地面反照率（或反射率）就越大，这意味着阴影越少，反射辐照度越大。

然而，增加行距以获取更高的反照率将增加太阳能项目的整体占地面积。

Lee 说：“在跟踪器和跟踪器之间，如果行距更大，则可以反射地面的光线更多。所以，你可以获得更高的双面增益，但我认为我的论点始终是，不能因为双面增益而最终支付更多的账单”。“产出的总发电量才是考量。”

在多数情况下，应将双面发电视为意外的红利收益。更大行距的背面产生的额外能量可能无法解释用于容纳它的更大地块的成本。

雪和碎石灰石等白色表面会增加地面反照率——降雪是自然发生的，但后者需要额外的场地准备和资金。

然后是跟踪器结构本身的设计。Array的DuraTrack HZ v3跟踪器的组件安装是纵向一体式的。与其他夹钳型号相比，它使用了一个“高耸”双面组件夹钳，用于清理面板的接线盒，并包括组件背面和扭矩管（安装组件的横梁）之间的额外间距。

Array 测试了扭矩管如何影响纵向双面组件的背面阴影，发现它对发电量几乎没有影响。

Array Technologies的应用工程总监科迪·诺曼（Cody Norman）表示：“光伏电站如何产出与双面组件相似的能量，有更大的影响因素，比如视野因素，还有就是失控，反照率。”

太阳能支架和跟踪制造商 OMCO Solar 对扭矩管造成的阴影效果有不同的看法。该公司生产 OMCO Origin Factory-Direct 跟踪器，它具有两个横向组件排布，扭矩管在双面组件之间而不是在它们后面运行。

该公司的策略得到了国家可再生能源实验室、桑迪亚国家实验室和Cypress Creek可再生能源公司2019年的一项研究的支持，该研究发现扭矩管遮阳将双面组件的背面发电量从2%减少到8%。在个别测试中，OMCO发现遮光效果比报道的要大。

OMCO的Kesler说：“尽管平均辐照度降低了8%，但其中一些电池的辐照度却降低了20%以上”。“由于电池片是串联的，你不能让更多的电流通过某些电池，而让更少的电流通过其他电池。你只能让相同的电流通过所有的电池。如果被几个电池拉下20%以上，你那把整个背面拉下20%以上。”

单轴太阳跟踪器的选择和项目设计由系统所有者自行决定。这些项目中规定了双面背面发电，但为鼓励额外发电而做出的某些设计选择可能会在减少正面发电方面进行权衡。

双轴跟踪器上的双面组件

双轴跟踪器可以在方位角和高度角两个点上转动，使其能够全天直接跟踪太阳，这与单轴跟踪器以一个点为中心不同。

双轴跟踪器安装在单柱顶部，每个单元可容纳20个以上的电池板。这些系统通常部署在商业和住宅环境中，并且比单轴跟踪器更高。事实证明，离地面更远的距离是有利于双面组件。

双轴跟踪器制造商 AllEarth Renewables 与桑迪亚国家实验室合作，研究双面组件在美国北部的跟踪器上的性能，特别是在该公司所在的佛蒙特州。这项为期两年的研究得出的一份报告发现，双面组件的性能平均每年超过安装在同一双轴跟踪器上的单面组件 14%。在冬季的几个月里，由于积雪的反照率很高，这个数字跃升至 40%。

像降雪这样的地面覆盖物会产生比其他自然表面更高的反照率，这可以为双面组件带来更高的背面增益。

AllEarth Renewables 总裁兼首席执行官 David Blittersdorf 说：“到目前为止，我们的数据与预测相符——我们在这里的环境中获得了相当不错的产量。”

双轴跟踪器通常安装在美国北部各州，因为它们可以适应该地区的地形和每年的降雪量。该研究在冬季发现的另一个好处是，由于双轴跟踪器的运动和双玻璃双面组件的半透明性，降雪速度更快。

由于与单轴跟踪器相比，它们的高度和拥有更大的间距，双轴跟踪器周围的辐射光更多，从而为双面组件的背面发电提供了更多机会。

双轴跟踪器制造商 Mechatron Solar 在其 M18KD 跟踪器上使用台式反射器将光线反射到双面组件的背面。该公司报告说，在北加州使用反射器而不是传统的地面覆盖物，增益增加了 13% 到 15%

Mechatron Solar 首席执行官 Michael Fakukakis 说：“我们不仅认识到 [双面] 技术是突破性的，而且双轴机制将实现比固定倾斜或单轴跟踪器更高的双面提升，因为我们的双轴在高度轴和方位轴都跟随太阳转动，这与竞争对手不同。”

无论结构如何，在太阳能跟踪器上使用双面组件都可以获得额外的太阳能发电量。权衡成本和设计考虑可以帮助承包商决定何种组合是合适的。