垂直双面太阳能电站：物理、设计与全球优化

自1980年代以来，双面太阳能电池技术一直受到持续关注，其前景是独立单面板的输出功率可提高30-50%。此外，垂直双面板减少了灰尘积累，并在一天中提供两个输出峰值，其中第二个峰值与用电高峰需求对齐。最近双面板市场的商业化和预期增长促使人们更仔细地审视双面太阳能电站的集成功率输出和经济可行性，其中相互遮荫会侵蚀与孤立单面板相关的一些预期能量增益。针对该目标，本文中我们专注于全球范围内地面安装垂直双面太阳能电站的地理特定优化。对于局部辐照度，我们将测量的气象数据与晴空模型相结合。此外，我们考虑了直接光、散射光和反照率光的详细效应。我们假设面板被配置为带旁路二极管（bypass-diodes）的子串。基于计算的光收集与面板输出，我们分析了世界上任何给定位置为实现最大年输出的最佳电站设计。我们的结果预测，无论地理位置如何，对于实用的2m行间距（1.2m高面板），垂直双面电站将比传统单面电站多产生10-20%的能量。随着因减少积尘和倾斜优化带来的额外5-20%能量增益的前景，双面太阳能电站确实为大规模太阳能发电提供了一种可行的技术选项。