马塞尔-苏里
Apr 29, 2025
双面光伏（PV）组件在现代太阳能项目中占主导地位，因为它们比单面光伏组件更高效，能从电池的两面捕捉阳光，产生更多能量。根据最新的研究报告，目前全球双面太阳能市场价值近 1000 亿美元，预计从 2023 年到 2028 年将增长 12.7%。
然而，与传统的单面技术相比，向双面光伏技术的转变需要一种不同的可行性评估方法。开发人员必须使用更准确、更详细的数据集，包括太阳辐射和地表反照率，以更好地了解反射太阳辐射与双面组件的相互作用，确保可靠的性能评估。
关于目前的光伏模拟软件能否准确模拟双面光伏组件的电力输出的讨论，留下的问题比答案更多。
在建立太阳辐射模型时，业内使用的大多数光伏模拟工具都使用简化的视图系数模型。视角系数模拟基于各向同性天空模型，对于单面光伏系统是一种快速简便的方法，但应用于双面组件时，后侧太阳辐射估算的准确性较低。
各向同性天空模型是一种简化方法，它假定漫射天空辐射强度在整个天空穹顶是均匀的，忽略了反射的动态性质和周围表面的复杂性。这种简化意味着视角系数模型不考虑光伏组件、结构、树木、建筑物和物体等附近物体的反射和遮光变化。
视角系数模型适用于项目预可行性阶段的快速模拟，但不太适合更详细的分析和项目的全面评估。它提供的能源产量预测往往不准确，可能导致系统设计不理想，并对双面光伏发电项目的财务可行性产生负面影响。
这些局限性持续的时间越长，开发商和投资者的财务风险就越大。随着双面系统成为行业主流，迫切需要更先进、更精确的模拟技术。
逆向光线追踪技术和各向异性天空模型解决了简化视角系数模型的局限性。各向同性天空模型（视图系数模型中使用）假定漫射辐射是均匀的，而各向异性天空模型则不同，它通过考虑天空穹顶和周围物体的动态行为来捕捉反射辐射的复杂性。
光线跟踪法详细而逼真地模拟了反射光与双面光伏组件的相互作用，考虑了周围物体（如地表、组件背面、跟踪器、结构和附近物体）的影响，从而提供了更准确的能源产量估计。
光线跟踪和各向异性模型将现实世界中的变量考虑在内，可提供更可靠的能量产出模拟，同时考虑正面和背面的辐照。
Solargis Evaluate是市场上首个采用光线跟踪技术和各向异性天空模型的光伏模拟解决方案，可提供高分辨率的能量产出估算。
它考虑了由 Solargis 数据模型中的地平线数据和物理世界模型中的遮阳物体所定义的各种遮阳情况。当太阳光穿过三维环境时，通过追踪天空和太阳能电池表面之间的单条光线来模拟太阳光的精确路径。
基于三维光线跟踪的模拟使软件能够不受任何限制地计算丘陵地形和双面太阳能电池板。虽然视图因素可提供快速计算，但光线追踪可提供更精确的结果，而光线追踪需要计算密集型资源，需要有关场景的详细几何信息，并对每条光线进行精确计算。
Solargis Evaluate 2.0 通过使用特定地点的反照率值以及每小时以下的太阳辐射时间序列数据，将双面模拟的精确度提升到了一个新的水平。这种方法可以捕捉到前侧和后侧辐射全天的短期变化。云计算提供了一个独特的扩展机会，可为整个光伏能源系统提供更细微的能源产出情况。
有了新的 "评估 "功能，太阳能行业将朝着更准确、更可靠的光伏模拟方向发展，为光伏系统评估设定新的基准。精度的提高对于确保双面系统达到预期性能和经济回报至关重要。
