一种低成本双面反射活性光伏发电系统的设计

0 引言

化石能源的有限性和环境保护压力的增加，使世界上许多国家对绿色能源和可再生能源，在政策和资金方面给予大力支持，在光伏建筑和光伏农业已逐步商业化，目前国际经济不景气，光伏发电的政府补贴减少甚至取消，使许多公司以发展单面、双面跟踪发电和双面发电技术为主，面临光伏发电初期投资成本高、回报率低的现状，无法替代现有火力、水利、核发电发展的困境；对于光伏发电技术，当前国际上最新的研发热点主要集中在低成本、高效率的光伏组件与高效率、高稳定性的逆变设备，以及光伏建筑集成应用系统等方面。光伏组件与逆变器设备及监控系统间的最佳配置、最低成本是光伏系统研究的关键[1]。

现有典型的光伏电池组件是由面板钢化玻璃、硅电池片、背板TPT、铝合金框体以及用于粘合框体的粘合剂及EVA胶膜构成。由于温度和光照随着地理环境和季节时间的不同造成光伏电池具有飘忽不定性，例如当光伏电池结温度每升高1℃，P-N结界面活性层边薄，电池开路电压Uocn减小2.3mV，短路电流ISC增加0.107mA，光能到电能的转换能力下降，光伏电池最大点输出功率Pm变小；另一方造成光伏电池具有飘忽不定性是入射光源的辐照强度，开路电压Uocn、最大点输出电流Im、最大点输出功率Pm均与辐照强度S成正比关系， 辐照面积与辐照强度S成正比， 开路电压Uocn与辐照面积无关；所以现有技术仅从提高辐照面积提高光伏电池的输出功率，也就把光伏电池组件做的越大，解决光伏电池组件大功率的需求，造成现有光伏电池组件输出功率最大有限（一般8%～17%的输出转化率），且初期投资成本越来越大（占光伏发电的50%～60%成本），光伏组件利润仅占总利润的20%～30%，其趋势是光伏电池组件利润越来越少。现有这种通过做大光伏电池组件，满足高电压，大电流（4～9A）大功率需求产品的生命周期，已不具备市场竞争力。必须改变现有技术思路，追求小面积，高活性光伏电池，高辐照强度输入，目前迫切需求研发一种高效率，低成本的双面反射活性光伏发电系统。

本作者主要在由牧田英久与高林明治等发明的“太阳能发电系统”（专利CN02141440.8）中，提出“其中在光伏电池以外的整个部件中占据达56%比例的，光伏电池面板的面板绝缘材料、铝合金框体、光伏柜、光伏电池组件支撑件与连接件、对于光伏电池组件相互间的电缆若是能够节省绝缘外包材料”（没有绝缘包覆材料的连接铜线和没有绝缘包覆材料的背板简称活性光伏电池板）基础上，设计一种低成本高效率的固定式双面反射活化光伏发电系统，替代现有单面固定式“太阳能发电系统”，用水泥三架替代光伏电池面板的面板绝缘材料、铝合金框体、光伏柜、光伏电池组件支撑件；没有绝缘包覆材料的连接铜线和没有绝缘包覆材料的背板（不锈钢板）替代光伏电池组件支撑件与连接件、对于光伏电池组件相互间的电缆和具有绝缘包覆材料的背板（TPT背板）；不锈钢板上正面设有反射金属膜，不锈钢板中间设有变频控制冷却水的调温通道，使光伏电池在不稳定的室外温度环境调整为稳定室温（10～27℃），实现高电压，大电流的大功率光电转换发电，就可大幅度降低光伏电池组件的成本，而且还可节省剥皮工序和焊接工序的费用。

现有太阳电池组件（方阵）主要安装在固定式三角型组件支架组合阶梯型基础上，为了防止大风对太阳电池组件的吹动位移和破坏，采用钢丝拉紧法、支架延长配重法，安装成本较高，安装在三角型组件支架上太阳电池组件（方阵）受到阳光照射发电有效时间5h（9:00～14:00），9:00～14:00的5h中围绕垂直照射（按72块光伏电池组成电池组件计算），每块光伏电池板垂直照射发电时间仅有39min，其余斜射太阳光低功率光电转换时间占到261min，如图1所示，直角架上单面安装现有光伏电池板， 13:00～15:00时因受到阳光照射角垂直度差，发电效率很低，5:00～7:00时，16:00～17:00时没接受到阳光，7:00～9:00和14:00～18:00时间段的阳光照射到三角型组件支架背面和支架组合阶梯上，这种太阳电池组件（方阵）单面发电使5h的阳光照射白白浪费，没有照射或是阳光照辐照量不足造成发电量不足。

图1 单面光伏发电组件板型

如图2、图3所示本课题设计的固定式双面反射活性光伏发电系统，替代现有单面固定式“太阳能发电系统”，主要体现在组串并联双面反射光伏发电组件板型，是在不改变现有光伏组件的总面积，将现有一块光伏组件（1485×665×35）等分为2块光伏组件（760×554×25），2块光伏组件上分别设置镜面反射和活性光伏电池板，活性光伏电池板与镜面反射间隔设置；2块光伏组件固定在三角型混凝土架上的两个安装斜面上，将三角型混凝土架光伏组件串联、一安装斜面上光伏组件上活性光伏电池板与另一安装斜面上的镜面反射相对设置，一安装斜面上光伏组件上活性光伏电池板除接受正常太阳光外，还接受另一安装斜面上的镜面反射来的直射和斜射阳光。虽然加入镜面反射会在一定程度上占用支架面板的面积，但会大幅提高同等面积双面电池接收的辐射量，能充分利用双面电池反射和直射发电特性，5:00～17:00时受到阳光照射时全程发电。获得更高的发电量，使用户在相同的投资条件下能获得更高的回报。

为了更好理解本文的创新“双面反射光伏发电系统”，与现有技术的区别，现对活性光伏电池板和双面反射光伏发电系统概念简述如下：

如图1、图4所示，活性光伏电池板是指在光伏电池组串前，对铜汇流电极、N极汇流条、P极汇流条、互联条引线、配电片及光伏电池连接与输出的铜电缆表面均取除外包材料为裸纯铜材质，采用恒电流多周期对裸纯铜材质的表面进行充放电操作，清除其表面孔隙中的腐蚀物、杂物、异物，增加表面官能团活性物质的数量，缓解和防止光伏电池失效，使其达到最佳电活化的工作状态。现有光伏电池板在使用前，没有采取这样的工艺或不具备这样技术特征和效果。

图2 组串并联双面反射活性光伏发电组件板型

图3 活性光伏电池板双面光伏发电组件板型

图4 一种活性光伏电池板

1 一种低成本双面反射活性光伏发电系统设计组成

本设计基于一种活性化光伏电池板的光伏方阵的电路设计[2]及组串安装三角型斜面混凝土架（见图2、图5）基础上，提出了基于双组太阳能电池组串、串并联混合阵列+智能接地检测+短路故障检测装置+最大功率寻优智能控制机构+镜面反射与活性光伏电池板正对设置在三角型斜面架的，反射光伏电池发电方阵，经串并联结部件与直流汇流串、并联混合方阵与接线箱连结，由安装在每个光伏组件上的温度传感器，与电池板测温传感器测得温度相减，得到的温度差，给出变频电机驱动冷却水的流量和流速，控制不同地理环境温度，调节活性化光伏电池板工作温度维持在室温（10～27℃）， 通过最大功率智能控制器控制实现高电压，大电流的大功率光电转换发电（解决了现有室外温度升高造成热斑不良和现有光伏功率的大幅降低的难题），把这种光伏发电方阵称为限温光伏发电系统，限温光伏发电系统带来的好的效果是相对光电转换率大于100%的高发电效率（现有技术没有的）。此光伏发电方阵的输出由具有隔离绝缘逆变器直流变换为交流电功率的功率调节器；裸露活性光伏电池组与隔离绝缘的逆变器及并网上线系统互联，光伏电池组与并网上线系统间设有光伏开关，智能接地检测装置设定值电流大于光伏开关额定漏电剩余电流设定值时，智能接地检测装置可防额定漏电剩余电流误判导致发电系统停止运转。隔离绝缘的逆变器则能防止额定漏电剩余电流和短路故障电流，导致此光伏开关工作而中断给用户负载的供电（见图5）的设计方案。双面光伏电池发电方阵为发电部件。双面光伏电池发电方阵自动与阳光全天候对应照射系统的目的，可以最大有效的延长光生伏打效应，所发的电能送往更多的直流负载或交流负荷用户。

1.1 双面反射活性光伏发电组件板型设计

为了降低现有光伏电池的成本，笔者设计一种活性光伏电池板如图2所示，在750×544×0.15mm的不锈钢片基板正面涂布4-5列100μm厚度EVA胶膜， 100μm厚度EVA胶膜宽度为1.05倍硅电池片的宽度，紧邻4-5列100μm厚度EVA胶膜，在不锈钢片基板正面涂布5-4列镜面反射金属膜，不锈钢片基板分为两种，一种是正面涂布5列100μm厚度EVA胶膜，紧邻5列100μm厚度EVA胶膜设置4列镜面反射金属膜，1列100μm厚度EVA胶膜与1列镜面反射金属膜相邻设置（即两者均为间隔设置）；另一种是正面涂布4列100μm厚度EVA胶膜，紧邻4列100μm厚度EVA胶膜设置5镜面反射金属膜，1列100μm厚度EVA胶膜与1列镜面反射金属膜相邻设置（即两者均为间隔设置）；本方案以不限于实施例活性光伏电池板型设计为72片等多种串联形式组成，例如6片×12片、9片×8片排布，8片为组串为1列（行业称为1串），9片为将相同的1串并联为9列，把9列分成4列和5列两种不锈钢片基板（基于这种分法，将双面反射活性光伏发电组件板型分为4片×8片和5片×8片两种，简称电池组件4×8和电池组件5×8），为了区别连接8列组串与连接4列或5列并联，及连接接线盒的互连条不同，将连接8列组串Z型互连条称为汇流电极，汇流电极选择范围0.08～30mm厚度、宽度选择0.04～0.8mm，现有技术的汇流电极为长乘宽的条线外形细栅线和主栅线，采用并联造成电阻减小或串联造成电阻增大，均会减少太阳电池的填充因子和转换效率；串联电阻的构成主要有：细栅线和主栅线的电阻、发射极的横向传输电阻、基极硅片本身的电阻等，其中发射极和迎光面栅线（包括细栅线和主栅线）的电阻占据了串联电阻值的绝大部分，本课题将相邻硅电池采用Z型汇流电极上的迎光面细栅线和主栅线，和背光面（硅电池底面）细栅线和主栅线进行组串连接，采取以下措施提高降低串联电阻、提高太阳电池的填充因子和转换效率：①细栅线和主栅线均采用经活化的裸镀银或涂锡铜带，例如被实施φ100um裸镀银或涂锡铜带，由于具有最大高宽比，栅线越细，其遮光面越小，栅线越高，其阻值越低。②发射极阻值和细栅线间的距离，减少细栅线间的距离可显著减少发射极的阻值，选择原则：细栅线根数约等于发射极的方块电阻Ω数量。③最小化栅线宽度和金属电阻，选择圆形经活化裸镀银或涂锡铜带替代板型镀银或涂锡铜带，大大降低了接触电阻。④随着细栅线的变窄以及对太阳电池串联电阻降低要求的提高，主栅线的根数也在不断增加，主栅线间距减少，可明显减少载流子在细栅线上的传输距离，从而减少太阳电池的串联电阻，但为保证主栅线的遮光面积不变，其宽度近一步减少。

将活化φ100umZ型细栅线和主栅线与相邻电池组件4×8或者电池组件5×8组串连接，电池组件4×8或者电池组件5×8组串并联，采用宽度1mm高度12mm活化裸镀银或涂锡铜带（简称并联互连条），装在EVA胶膜中间，电池组件4×8或者电池组件5×8距离不锈钢片基板厚度选择范围0.18～0.35mm，EVA胶膜的最上面设有低铁超白绒面或光面钢玻璃厚度3.2～10mm，透光率大于90%以上，光谱响应波长320～1100nm。组串电池采用并联互连条，选择宽的宽度互连条提高了并联电阻和高的高宽比，提高太阳电池的填充因子和转换效率；活化裸镀银或涂锡铜带与不锈钢片基板背面的1mm厚12mm宽活化裸镀银或涂锡铜带，通过锡焊汇集连接组成电池组件4×8或者电池组件5×8N结输出，实现电池组件4×8或者电池组件5×8的在不锈钢片背面组串连接；电池组件4×8或者电池组件5×8的正面受光面上同样布设等间距阵列φ100um活化裸镀银或涂锡铜带与一对聚酯制的绝缘件，在一对聚酯制的绝缘件上布设1mm厚12mm宽一对活化裸镀银或涂锡铜带，均与汇流电极通过点焊导电胶粘接，组成电池组件4×8或者电池组件5×8P结输出，实现电池组件4 ×8或者电池组件5×8的第一发电面的组串，光伏电池片上面之间设有活化裸镀银或涂锡铜带与互联条连接，包覆52μm厚的聚乙烯树作为外包层在与接线盒连接构成一种反射活性光伏电池板。

一种反射活性光伏电池板的基础上包括，与不加外包层的底面活化裸镀银或涂锡铜带与不锈钢片基板背面，不锈钢片基板下面固定在四方槽铝背板上面，不锈钢片基板与采用四方槽铝背板预先焊接成型，在不锈钢片基板上面布设反射镜面1和反射镜面2的下方，四方槽铝背板设有冷却液槽，冷却液槽侧壁上设有调温度管（进水管和出水管），水温传感器、在电池组件4×8或者电池组件5×8板侧面设有电池板测温传感器，调节活性化光伏电池板工作温度维持在室温（10～27℃）， 通过最大功率智能控制器控制实现高电压，大电流的大功率光电转换发电组成限温光伏发电系统。

将电池组件4×8或者电池组件5×8板型的反射活性光伏电池板分别相对安装在三角混凝土架和水泥边架上，电池组件4×8上的电池串正对电池组件5×8的反射镜面，电池组件5×8上的电池串正对电池组件4×8的反射镜面，组成如图1所示组串并联双面反射活性光伏发电组件板型。以上是将电池组件4×8或者电池组件5×8板型窜联组成9片×8片排布板型，6片×12片排布板型原理和9片×8片排布板型相同，不在描述6片×12片排布板型原理；电路设计采用6片×12片描述。

如图2所示，组串并联双面反射活性光伏发电组件板型的结构是，两边布设直角三角型水泥边架，在两直角三角型水泥边架之间设有多个等边三角混凝土架，右边直角三角型水泥边架斜面上布设电池组件4×8反射活性光伏电池板，与之对接串联等边三角混凝土架上正对的第一斜面上，布设电池组件5×8反射活性光伏电池板正对设置；斜射太阳光M、垂直太阳光M4经电池组件4×8反射活性光伏电池板上的镜面反射2和镜面反射4，反射太阳光M4进入到电池组件5×8反射活性光伏电池板上的硅电池组串2上，电池组件5×8反射活性光伏电池板上的硅电池组串2上的受光照射辐照，由反射太阳光M4和斜射太阳光M6及垂直太阳光5组成；斜射太阳光M、垂直太阳光M4经电池组件5×8反射活性光伏电池板上的镜面反射1和镜面反射3，反射太阳光M2进入到电池组件4×8反射活性光伏电池板上的硅电池组串1上，电池组件4×8反射活性光伏电池板上的硅电池组串1上的阳光照射辐照，由反射太阳光M2和斜射太阳光M及垂直太阳光M4组成；与现有技术的电池组件4×8和电池组件5×8组成9片×8片排布光伏发电组件相比，本设计方案双面反射活性光伏发电组件在同等受光面积前提下增长100%以上的阳光照射辐照强度。在多个三角混凝土架及左边直角三角型水泥边架对接组串，按照前面一组双面反射活性光伏发电组件的原理工作原理相同，组成组串并联双面反射活性光伏发电组件板型。

在三角型混凝土架的两个斜面的方槽中安装一双面反射活性光伏发电组件或一个边部直角三角型水泥边架与三角型混凝土架的一个斜面的方槽中，安装一双面反射活性光伏发电组件。通过U型弹性耐老化弹性环氧 树脂粘合剂密封斜面的方槽和不锈钢片基板四周，盖板与三角型混凝土架之间的型腔内，在一双面反射活性光伏发电组件P极和N极之间，分别并联焊接一对串联的防止电池热斑效应和电流倒送的防逆流二极管，并固定在盖板的等电位连接排板上，等电位连接排板对应外接具有绝缘包覆的活化裸镀银或涂锡铜带从上水泥盖板的接线盒的等电位连接排板圆孔引出（目的是实现不同双面反射活性光伏发电组件板型的第二级组串或并联），四只串联的防逆流二极管和一双面反射活性光伏发电组件（四只电池板）与活化裸镀银或涂锡铜带互联条，通过环氧树脂粘合剂密封四周连接缝隙，包括绝缘包覆的铜线从盖板的等电位连接排板圆孔四周缝隙，实现活化裸镀银或涂锡铜带、双面反射活性光伏发电组件背板、防逆流二极管等所有部件的绝缘、防老化、防耐气候腐蚀与防寿命衰减，减少包覆材料降成本，双面反射活性光伏发电组件实现双面发电，组成组串并联双面反射活性光伏发电组件，将多组组串并联双面反射活性光伏发电组件并联，组成双面反射活性光伏发电方阵。

其中水泥与砾石、钢筋在钢制或木制箱内胶合固化成混凝土架支承件，也可以采用ALC等轻重泡沫混凝土等。

1.2 双面反射活性光伏发电方阵电路系统设计

如图5所示，从盖板等电位连接排板圆孔引出绝缘包覆铜线，将三台双面光伏发电组件板型串联，组成并列第一路（P1结路输入与第一路N1结路输入）、第二路（P2结路输入与第二路N2结路输入）、第三路（P3结路输入与第三路N3结路输入）、直到N路（Pn结路输入与第n路Nn结路输入）组串成光伏电池组阵列。光伏电池组阵列通过绝缘包覆的铜线串、并联连接件分别与分路直流开关窜并接，分路直流开关包括1路直流开关、2路直流开关、3路直流开关、n路直流开关。各分路直流开关分别与1路-N路的僻雷器连接，1路-N路的僻雷器分别对应与1路-N路的接地故障检测装置和短路故障检测装置连接，接地故障检测装置和短路故障检测装置均通过金属棒接地线与大地连接。各分路直流开关输出线分别直流主开关联结。每路的直流开关输入端设有一对直流熔断器，一对直流熔断器与直流开关窜联，直流开关输出端正极和负极线之间连接浪涌吸收器，在浪涌吸收器后面正极或负极线窜接防热斑效应的旁路二极管。在1路-N路直流熔断器两端分别接1路-N路的接地故障检测传感器，1路-N路的短路故障检测传感器组成直流汇流串、并联混合方阵接线箱。

光伏电池组阵列通过并联连接件，与直流汇流串、并联混合方阵接线箱串接、直流汇流串、并联混合方阵接线箱的直流主开关P主输出和N去窜接逆变器或具有高频绝缘变压器的功率调节器，配电盘及漏电断路器，在漏电断路器与配电盘输入端之间接用电负荷用户，在漏电断路器后接AC电源系统，AC电源系统与大地接地构成双面反射活性光伏发电方阵电路系统。

2 光伏发电方阵电路安全稳定性设计

本设计采用电活化部光伏电池板设计，虽然在混凝土架支承件与电气件采用防水处理，但混凝土在长时间的雨水湿润下，铜汇流电电极、配电片与互联条受结露影响，可能降低活性电池组件部与地面之间的电阻，出现第一种泄露电流从活性电池面板部流出到地面的状态；第二种是光伏电池输出以低电阻状态与地面连接产生接地故障电流；第三种使防逆流二极管或旁路二极管出现故障未起到作用；该路太阳电池串产生的短路电流、泄露电流、接地故障电流、与短路电流均沿太阳电池-大地-接地线，形成汇合成小的回路电流，防止回路电流的危害，光伏发电方阵电路安全稳定性很有必要。

2.1 光伏电池组件方阵回路霍尔电流传感器设计

光伏电池组件方阵电路中设置霍尔电流传感器，大地的接地线与电池组件方阵电路之间设有霍尔电流传感器，检测流经大地的接地线与电池组件方阵的电流、接地故障电流与短路电流，当霍尔电流传感器检测到的电流，等于光伏开关额定漏电剩余电流时，主开关与光伏开关至少有一个跳闸，逆变器与光伏电池组断开，逆变器与用户设备断开达到双保护。

霍尔元件与铁心的盖构成直流电流传感器，其基本测试原理是，霍尔元件套装在绕有铁线的铁心盖上，铁线通电后，铁线等比例产生会聚磁通，磁通产生等比例的电压，流过的电流与电压为等比例函数关系显示和测定。

2.2 用户负载端漏电断路器的检测设计

图5 双面光伏发电方阵电路系统设计示意图

图6 用电端漏电断路器的检测电路

如图6所示，在光伏发电方阵电路系统中，当用户负载设备与配电线路有剩余电流流经漏电断路器，检测值等于额定剩余电流，采用霍尔元件电流检测从设备方向的零相变流器与从负荷方向中的差电流时，差电流到达0.1A的漏电流时，漏电断路器予以分断，达到电气设备线路的漏电保护，切断与用电户外部的配电系统是非常必要的。

本发明的太阳能发电系统，智能接地检测装置是由霍尔元件电流检测光伏电池组件的负极端或正极端接地，流经1路-n路直流开关、浪涌吸收器、直流熔断器、金属棒接地线的电池组件方阵的电流、接地故障电流、与短路电流后，检测到的电流等于额定漏电检测电流值时，光伏漏电断路器与直流开关跳闸，实现并网上线系统、用户负载、1路-n路中剩余漏电的光伏电池组窜三路断开，实现并网上线系统、用户负载、光伏电池组窜及操作人员的漏电保护。如图7所示所述光伏电池组的负极端对地电压，与正极端对地电压的绝对值之比大致为1∶2电路接地。采用D类接地工程的接地电阻为20Ω的正极接地线，正极接地线接在带台架的光伏电池间的铜带上。光伏电池组阵列系统正极接地线区域操作人员不得进入，光伏电池组的负极端与与正极端中间点接地位置按2:1接地，人体与大地接触负位则相当于此人接触到这样2倍的正电位可以获得最高的安全性。

图7 相对于太阳电池串的接地点流过人体的电流的曲线图

检测剩余漏电电流值的计算[3]。

一个光伏电池串联数n=12，工作电压V为1.5V，一个光伏电池组件的电池与地面间以正极端接地的电阻值R为650Ω，计算光伏电池与地面间的漏电电流Ir。

剩余漏电漏电电流Ir＝-Vn(n+1)/2R＝-1.5×12×13/（2×650）＝0.18A，4组并联式光伏电池组剩余漏电漏电电流Ir =0.18 ×4＝0.72A。

大地与正极端的接地线之间设有智能接地检测装置，智能接地检测装置的额定剩余漏电电流设为0.75A（可检测0.75A以上的接地漏电电流）。光伏开关的剩余漏电漏电电流设为30mA。智能接地检测装置的电流设定得比光伏开关的电流设定值要高，就会达到设计要求。

3 双面反射活性光伏发电系统发电量与经济性分析

3.1 双面反射活性光伏发电系统发电量分析

经对本设计双面反射活性光伏发电系统采用760×554×25光伏组件，与固定式单面光伏发电系统采用光伏组件（1485×665×35），均选取单晶电池测试数据短路电流11.214～11.217A，开路电压0.6909～0.6913V，填充因子82.13%～82.17%，转换效率由16%提升23.21%，最大功率6.366～ 6.368W。结果合格的光伏组件测试数据：经过对固定式单面光伏发电系统（fi×ed）、双面反射活性光伏发电系统（Mirror）两种方式4:30～19:35时间段发电量12个月每天实验测试数据，汇总绘制双面反射活性光伏发电系统发电量与固定式单面光伏发电系统发电量对比分析图（见图8），分析如下：发电功率与太阳辐照量呈正态分布保持一致关系，经对发电功率的对比分析图拟合与实际统计计算。双面反射活性光伏发电系统6:30～18:30平均太阳辐照强度1080W/m2，12h（发电0.1kW有效发电时间12h）平均发电功率225W，固定式单面光伏发电系统（fi×ed）6:30～18:30平均太阳辐照强度580W/m2，12h平均发电功率125W，12h发电0.1kW有效发电时间6h。

图8 双面反射活化光伏发电系统辐照与功率分析图

实验证明，本设计双面反射活性光伏发电系统发电量是固定式单面光伏发电系统（fi×ed）发电量的180%，双面反射活性光伏发电系统太阳辐照强度是固定式单面光伏发电系统（fi×ed）太阳辐照强度的186.2%。

图9 光伏容量对系统成本和发电量的影响

3.2 双面反射活性光伏发电系统发电经济性分析

本实施案例，采用双面反射活性光伏组件采用固定式反射活性光伏发电方式，未跟踪阳光的方位角带来的经济损失与双面反射活性光伏组件一次投资节约效益刚好抵消， 图9给出光伏容量对系统成本和发电量的影响可得出，现有光伏组件功率越大，发电量增长越大，系统成本越高，光伏组件成本每增加0.1kW，总成本增长3.7%，发电量增长7.2%。

双面反射活性光伏发电系统采用的光伏组件是相对现有有效发电面积未变，现有一块光伏组件（1485×665×35）等分为2块光伏组件（760×554×25），双面反射活性光伏组件每天发电功率225W，现有固定式单面光伏组件发电功率125W，双面反射活性光伏组件发电量增长0.1kW，光伏组件总成本没有增加还有降低（先不计算），双面反射活性光伏组件发电0.1kW有效发电时间，是固定式单面光伏发电0.1kW有效发电时间的2倍，所以单件双面反射活性光伏组件总成本降低7.4%，发电量增长14.4%。

4 结束语

本文以设计双面反射活性光伏发电方阵电路装置为核心，设计了在严酷环境下两种不同漏电泄露电流接地故障的检测与运作方式、双面反射活性光伏电池发电方阵自动与阳光12h照射系统，相对现有固定式单面光伏发电提高发电时间1倍时间（6h）。经在“大量新能源接入下的电力系统及灵活资源优化规划关键技术”项目中的应用，和实验证明，一种低成本单件双面反射活性光伏发电组件降低成本7.4%，发电效率提高14.4%以上，发电效果稳定安全，为推广光伏发电系统与现有石化发电成本对接，进一步推广民用和工业商业化应用打下了良好的基础。