什么？！光伏组件还能垂直安装？一天还有两个发电高峰？

没错，这个就是最近很火的：垂直光伏概念！

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揭秘！什么是垂直光伏？

垂直光伏，顾名思义，意味着光伏板不再是我们通常所见的以最佳倾角安装，而是东西朝向的垂直。当早上太阳从东方升起时，面向东方的那面光伏板的发电率就开始迅速拉升；等到下午太阳西落时，面向西方的光伏板开始发力，这个就是东西朝向的垂直安装。

说起来，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。

盒子扒了一下，此前已有大佬就这种布置方式对光伏电站的发电量影响展开了研究，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。

而这种垂直的光伏安装形式近期之所以在中国引起热烈的讨论，则有另一层原因。

02

光伏垂直安装概念怎么就在中国火了？

我们知道，近年来，随着 “双碳” 战略的稳健推进，我国光伏装机和发电规模不断扩大，但与此同时，国内午间光伏的消纳矛盾也日益凸显。为了契合新能源发电的特性，实现电力资源的优化配置，越来越多省份开始执行午间低谷甚至深谷电价，来引导用户增加午间用电量，提高对光伏电力的消纳能力。

盒子了解到，截至目前，全国超过半数的地区在白天（7:00 - 16:00）时段实施分时电价的平段或谷段政策。其中，青海、宁夏、甘肃等12个省份已明确将午间时段设为低谷电价时段，部分时长可达 8 小时。

以河北某装机1MW的工商业分布式光伏项目为例，其午间2小时的理论发电量约为 2250 度。按照调整前的电价来计算，这午间2小时的光伏发电收益=2250*0.3644=819.9元；而峰谷电价调整后，河北 2 - 5、9 - 12 月的12:00 - 14:00 为谷时，电价在平段电价基础上下浮 70%。那么这2小时的光伏收益= 2250×0.3644×0.3 = 245.97 元。对比下来，日发电收益损失达到500多元。

据盒子了解，在不少地区，“午间谷电”的推行使得当地分布式光伏项目收益均受到了不同程度的冲击。许多原本盈利可观的项目，如今面临着利润大幅缩水甚至亏损的困境。

这就是为什么垂直的光伏安装形式开始引起国内投资者的广泛关注。

前文提到，相比传统安装形式的光伏电站，垂直安装的光伏电站会在早晚各迎来一个发电高峰，而在午间发电量相对较少。这样的光伏系统，不仅发电负荷曲线会更加友好于电网，在当前国内“午间谷电”逐渐蔓延的电价环境下，也有着独特的经济价值。

换句话说，一块光伏板所能带来的经济价值，不仅与其全年发电的总的小时数有关，也与其所发电力对应的电能价值密切相关。垂直安装形势下，光伏虽然总的发电量会有所损失，但在“午间谷电”下，所发的电是对应更高价格的峰电，而非廉价的午间谷电，那么它就具备了更高的电能价值。

03

特定场景下，优势很突出！

除了更友好于电网、更适合高纬度应用以外，盒子还了解到，在不少特定的场景下，垂直安装的光伏组件也是独具优势。

光伏组件倾角90°安装，会不会更有利于将光伏电站与农业活动更大程度的整合呢？答案是，会！

这是因为从投影面积上看，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。

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。

盒子了解到，就在2024年9月，印度能源公司Yashika与印度Wattkraft公司、德国Next2Sun公司，在印度启动了垂直光伏和农业结合的试点项目，项目采用的是Next2Sun的垂直太阳能技术。

其他垂直太阳能项目现场，非上述项目图

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。

Yashika能源系统公司表示，随着传统太阳能设施土地使用的日益增长，人们普遍担忧这些发电设施会取代宝贵的农业用地，影响农业的发展。此次开展试点项目，正是为了解决这一担忧。

接下来他们将在印度各地启动试点项目，项目规模从100 kWp到500kWp不等，然后逐步应用到全国范围，研究垂直双面太阳能技术在印度不同地区的效果。

不过，让盒子没想到的是，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！

“风卷黄沙混九层，势吞海岳浪奔腾”。灰尘堆积一直是沙漠地区光伏项目的一大痛点，而垂直组件的情况会好一些。

卡塔尔的研究人员在沙漠里做了这样一个实验：在同等环境条件下，设置22°朝南倾斜的双面和单面光伏组件，以及垂直安装的双面光伏模块，测试它们在沙漠环境下的发电性能，实验时间为3年。

最终试验结果显示：干净的倾斜双面组件全年平均要比干净的垂直双面组件多产生约4%的能量。倾斜的组件在经历灰尘污染后，单面模块损失高达60%，双面模块损失高达45%，而垂直模块的污染损失却可以忽略不计。

与沙漠环境下更防灰尘堆积同理，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。

关于这方面的应用，最著名的是在挪威国家足球场上诞生的、迄今为止全球最大的屋顶垂直双面太阳能装置。

今年5月，挪威Solenergi FUSen公司在这座体育场的沥青屋顶上安装了该阵列，由前文提到过的Over Easy Solar提供了284.4千瓦的光伏系统，采用的是硅异质结电池和组件，据报道双面率达95.7%。安装完毕后，阵列总占地面积超过2500平方米，预计每年将产生21.9万度电。

由于太阳能电池板是垂直安装的，在挪威这个冬季多雪的国家，也不会有太多积雪，安装在体育场安全性更高。

与之类似的适用场景还包括：高速公路沿线、牧场围栏等。

04

垂直安装概念兴起，带火HJT组件！

不知道大家发现没有，很多这种光伏垂直安装设计的项目中，采用的都是HJT异质结组件，这背后有一个很有意思的原理哦~

原来，相较于传统的安装方式，垂直安装的光伏组件对组件双面率的要求会更高。我们知道，传统安装方式下，组件背面的发电量一般只占总发电量的5%，在占比如此低的情况下，组件的双面率一般也就在70%、80%左右。

然而，在垂直安装场景下，组件的双面率就变得非常重要了。

打个比方，如果组件正面的发电率是100%，背面是70%，那么当早上太阳东升，正面朝着东，发电量可能挺好；但太阳下山时，背面朝着太阳，70%发电率就不拉后腿了。因此，垂直安装的概念对组件的双面率有着更高的要求。

这就是为什么HJT组件在这个赛道能够“风生水起”。HJT光伏电池有着相对完美对称的双面结构特性，理论上，其正面发电率和背面发电率可以做到一致的状态。虽然实际情况下，因为种种原因，HJT组件背面的发电量还是会有所损失，但整体来看，其双面率已可以增到90%以上。

由此我们可以预测一下，垂直安装的技术兴起，或将有利于加快HJT技术的兑现。

图源：华晟新能源

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写在最后

自2024年5月以来，欧洲光伏组件价格持续下降，截至2024年12月，欧洲市场n型单面组件，价格持稳在0.091欧元/瓦，双面n型组件和全黑组件均降至0.088欧元/瓦。

组件价格的暴跌使得大家不再过度担忧回本的问题，于是组件开始充当一些他用，例如户外围栏、高速围栏、牧场围栏等等。而随着太阳能的普及，这类应用可能会更加普遍。

在国内市场，光伏组件价格更是两年内跌去70%。从2022年的2元/W跌至当前的0.65元附近。

那么2025年，在安装成本大幅下降、电价环境更加严峻的背景下，更友好于电网、且在诸多应用场景下更具优势的垂直光伏方案，是否会掀起一场潮流风暴呢？

对此你怎么看？欢迎在评论区分享你的看法~