分布式光伏 | 光伏组件横装 vs 竖装:发电量差 8%?90% 的人忽略了这个核心因素!

在光伏项目设计中,组件横装还是竖装的选择的看似细节,却直接影响发电量、安装成本、结构安全与运维效率。尤其随着 182/210mm 大尺寸组件普及、分布式光伏渗透率提升,不同安装方式的适配性差异愈发显著。(可以扫码进光伏群!分享更多新鲜资讯!)

一、核心争议:横装 vs 竖装,发电量到底差多少?

发电量差异是选型首要考量,但需结合纬度、组件规格、遮挡条件综合判断,而非绝对化结论。

1. 基础原理:安装方式对受光效率的影响

横装:组件长边平行于地面,电池片横向排布,受光面更接近 “宽幅面”,适合太阳高度角较低的场景(高纬度地区),可减少太阳斜射时的组件边缘遮挡;但电流路径较长(电池片横向串联),串联电阻略高,热损耗比竖装高 1%-3%。

竖装:组件长边垂直于地面,电池片纵向排布,电流路径短,热损耗更小;太阳高度角较高时(低纬度地区),竖装组件的阴影遮挡面积更小,受光均匀性更优。

2. 实测数据:不同场景下的发电量对比

3. 关键结论:发电量不是绝对指标,需结合场景判断

  • 低纬度(≤北纬 25°)、高遮挡、大尺寸组件项目:优先竖装,发电量优势显著;
  • 高纬度(≥北纬 40°)、无遮挡、地面电站项目:横装更具发电量优势;
  • 中纬度(北纬 25°-40°)、分布式平屋顶项目:两者差异极小,可结合安装成本、屋顶空间决策。
二、安装成本与效率:哪种方式更省钱、更快?

安装成本涉及支架设计、材料用量、施工效率,是分布式项目的核心考量因素。

1. 支架与材料成本

横装:组件长边平行于檩条,支架跨度可更大,减少支架立柱、横梁用量,支架成本降低 8%-12%;但大尺寸组件横装时,单块组件重量更大,需加强支架承重设计,可能抵消部分材料节省。

竖装:支架跨度较小,需更多立柱支撑,支架成本比横装高 5%-10%;但竖装组件在狭窄屋顶(如厂房狭长屋顶)可更密集排布,提升单位面积装机容量(通常比横装高 10%-15%),间接降低单位千瓦成本。

2. 施工效率

横装:组件横向摆放,安装时对高空作业空间要求较低,工人操作更便捷,施工效率比竖装高 15%-20%;

竖装:组件纵向延伸,在斜屋顶或空间受限场景,竖装可减少与障碍物的冲突,施工容错率更高,但单块组件安装时间比横装长约 10%。

3. 成本案例:1MW 分布式屋顶项目对比

案例基于 1000㎡标准厂房平屋顶,组件规格为 540W(182mm),数据来自某 EPC 企业实际投标方案

三、结构安全:抗风、抗雪,哪种更靠谱?

组件安装方式直接影响支架系统的受力状态,尤其在极端天气(台风、暴雪)地区,安全风险差异显著。

1. 抗风载性能(关键考量:迎风面积与受力分布)

横装:组件长边横向排布,迎风面积比竖装大 20%-30%(相同安装角度下),风荷载对支架的侧向推力更大;在台风高发地区(如东南沿海),横装组件的支架连接处、边框破损风险更高。

案例:2023 年台风后福建某分布式项目横装组件破损率达 3.2%,而竖装组件破损率仅 0.8%。

竖装:组件长边纵向延伸,迎风面积更小,风荷载可沿组件长边分散,支架的抗侧移性能更优;且竖装组件的重心更贴近支架立柱,整体稳定性更强,适合台风、大风地区。

2. 抗雪载性能(关键考量:积雪堆积与支架承重)

横装:组件横向排布时,积雪易在组件表面形成均匀堆积,支架受力更均衡;但积雪厚度较大时,横装组件的受压力矩更大,需加强支架横梁强度。

竖装:组件纵向排布时,积雪易沿组件表面滑落,减少积雪堆积重量;但在坡度较小的屋顶(≤15°),竖装组件的积雪滑落速度较慢,可能导致局部积雪过厚,需设计积雪导流结构。

3. 组件自身损耗风险

横装:大尺寸组件横装时,电池片的机械应力分布不均,长期运行可能增加隐裂风险(尤其 210mm 组件,横装隐裂率比竖装高约 2 倍。

竖装:组件边框的纵向承重设计更符合力学原理,电池片受力更均匀,隐裂、热斑风险更低,组件寿命可延长 1-2 年。

四、适用场景:不同项目类型的最优选择

结合上述分析,不同场景下的安装方式选型可总结为 “五看” 原则:

  1. 看纬度与气候
    • 高纬度(北纬 40°+)、暴雪地区(如东北、新疆):优先横装,兼顾发电量与抗雪载性能;
    • 低纬度(北纬 25°-)、台风地区(如广东、福建):优先竖装,降低风荷载风险,提升发电量;
    • 中纬度(北纬 25°-40°)、温和气候(如江苏、浙江):两者均可,重点看屋顶条件与成本。
  2. 看项目类型
    • 平屋顶、空间充足:横装更省钱;
    • 狭长屋顶、管道密集:竖装提升装机密度;
    • 斜屋顶(坡度≥30°):竖装减少积雪堆积,运维更便捷。
    • 地面电站(无遮挡、规模化):优先横装,施工效率高、支架成本低,发电量优势明显;
    • 分布式屋顶(厂房、住宅):
  3. 看组件规格
    • 小尺寸组件(≤166mm):横装、竖装差异小,可灵活选择;
    • 大尺寸组件(182mm、210mm):优先竖装,降低热损耗与隐裂风险,且竖装组件的运输、搬运更便捷(长度更短,不易磕碰)。
  4. 看遮挡条件
    • 无遮挡场景(如开阔地面、高层屋顶):横装发电量略优(高纬度)或持平;
    • 有遮挡场景(如树木、相邻建筑、屋顶设备):优先竖装,遮挡仅影响局部电池片,避免整串组件发电量大幅下降。
  5. 看运维需求
    • 运维频繁(如分布式户用、商业屋顶):优先竖装,组件表面灰尘、雨水易滑落,清洁频率可降低 30%;
    • 偏远地区(运维成本高):竖装组件寿命更长,故障风险更低,可减少运维次数。
五、选型决策树:3 步快速确定安装方式

第一步:判断核心约束条件(优先级:安全>发电量>成本)

  • 若为台风、大风地区→直接选竖装;
  • 若为高纬度暴雪地区→直接选横装;
  • 若为遮挡严重场景→直接选竖装。

第二步:结合组件规格与项目类型

  • 大尺寸组件(182/210mm)+ 分布式屋顶→竖装;
  • 大尺寸组件 + 地面电站(无遮挡)→横装 / 竖装均可,看成本;
  • 小尺寸组件 + 任意场景→灵活选择。

第三步:核算成本与发电量平衡

  • 屋顶空间有限(需提升装机密度)→竖装;
  • 追求最低单位千瓦成本(规模化项目)→横装;
  • 中纬度、无遮挡、中等尺寸组件→两种方式均可,可通过光伏模拟软件计算发电量后决策。
六、行业误区纠正:这 3 个说法不靠谱!
  1. 误区 1:“横装发电量一定比竖装高”→ 仅高纬度无遮挡场景成立,低纬度或有遮挡时,竖装发电量更优;
  2. 误区 2:“竖装支架成本太高,不划算”→ 分布式屋顶空间有限时,竖装提升的装机容量可抵消支架成本增加,单位千瓦成本反而更低;
  3. 误区 3:“大尺寸组件横装更方便”→ 大尺寸组件横装时,长度更长(如 210mm 组件横装长度约 2.3 米,竖装约 1.3 米),运输、安装时易弯曲,隐裂风险更高。
总结:没有最优解,只有最适配

光伏组件横装与竖装没有绝对的优劣之分,核心是 “场景匹配”:

  • 追求安全、适配大尺寸组件、遮挡严重或低纬度地区→ 竖装是更稳妥的选择;
  • 追求低成本、高施工效率、高纬度无遮挡地面电站→ 横装更具优势。

建议项目设计阶段,结合当地气候、屋顶条件、组件规格,通过专业模拟软件计算发电量,并核算支架成本、施工周期,最终形成最优方案。若仍有疑问,可参考头部组件企业的技术手册,或咨询专业 EPC 企业进行定制化设计。

△Disclaimer:

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