这并非新鲜事物，最早起源于欧洲。Nature Communications此前发布的一项研究结果表明，随着光伏渗透率的提高，加之与欧盟主要政策举措更加紧密地衔接，东西向垂直光伏将发挥积极作用，有助于欧盟在2040年前实现更加平衡、更加一体化的电力系统。
以下图（德国）为例，绿线代表垂直东西向安装光伏，蓝线代表垂直南北向安装，黑线则代表倾斜南向安装，三者之中垂直东西向的曲线尤为突出，其发电峰值出现在一天的开始和结束时。
发电峰值出现在一天的开始和结束时.jpg来源：GEM Energy Analytic
而从我国来看，在行业迈过“531生死线”后的市场格局中，垂直安装正成为一个极具潜力的细分方向。其一，随着光伏装机规模和占比的大幅提升，“午间用不完，晚间用不了”的尴尬境况让电网调峰压力增大，而垂直安装光伏能够有效优化发电曲线，平抑波峰；其二，该模式凭借土地利用效率优势，能灵活适配农业光伏、建筑立面等多元场景需求。
垂直安装的优势在哪？
英国约克大学的一项研究结果表明，以英国为例，垂直安装双面光伏（VBPV）系统的能量输出显著优于垂直安装单面光伏（VMPV）系统和传统的倾斜单面光伏（TMPV）系统：与VMPV系统相比，VBPV系统的日发电量分别提高了7.12%和10.12%，而清晨和傍晚时段的发电量分别比TMPV系统提高了26.91%和22.88%。季节分析显示，与VMPV系统相比，春季平均功率增益为11.42%，夏季为8.13%，秋季为10.94%，冬季为12.45%。与TMPV系统相比，这些增益更为显著，冬季峰值功率高达24.52%。
来源：《Comprehensive study on the efficiency of vertical bifacial photovoltaic systems: a UK case study》
垂直光伏的优势在于不易积聚灰尘、碎屑和鸟粪，也不易在霜冻地区积雪。直立式设计确保大多数物体都能轻松从电池板表面滑落，大幅减少清洗运维成本和由积灰带来的衰减。
当空间狭小时，垂直安装也能节省宝贵的空间。垂直光伏可以安装在传统平板太阳能电池板无法安装的狭窄空间，例如建筑物之间，这使得它们成为各种环境的多功能选择。
早在2022年，挪威的一家垂直光伏系统供应商Over Easy Solar就已完成了第一个将其垂直太阳能组件技术用于屋顶应用的试点项目。据其首席执行官Trygve Mongstad表示，“我们选择的朝向使得上午11点左右达到峰值，下午7点左右再次达到峰值”。继这项安装在学校的垂直光伏系统试点成功之后，第二阶段于2023年夏季安装完毕，目前，该项目总装机容量为46kWp，覆盖学校约500平方米的屋顶。
来源：Over Easy Solar
截至今年5月，Over Easy Solar的垂直光伏解决方案已向欧洲各地客户交付总计超过1MW的电力，相当于在超过15,000平方米的屋顶空间上安装了27,600块光伏板。
垂直光伏的多场景应用
除上述优点之外，垂直光伏具同时存在着初始成本和维护等方面的问题，但在部分场景下，垂直安装的光伏组件具有独特优势被进一步放大，具体如下：
农业光伏：
垂直光伏的优势之一就在于占用空间极小，通常不到地表面积的1%，因为留出了大量空间用于土地上作物的种植，这让其在农业领域广受欢迎：直方向用于发电，而水平方向几乎全部用于耕作。
2024年9月，Yashika Energy Systems与德国Next2Sun公司和印度Wattkraft公司合作，将Next2Sun的垂直太阳能技术引入印度，试点项目将在印度各地实施，功率范围从100千瓦到500千瓦。而在此之前，Next2Sun还为日本首个垂直农业光伏项目提供了安装系统。
来源：日本可持续能源政策研究所（ISEP）
然而值得注意的是，在农业用地安装垂直光伏组件也存在一些局限性，以玉米为例，其长势最终可能会遮挡光伏板。
高纬度寒冷地区：
垂直安装的光伏系统的一个重要特点是它非常适合使用双面光伏组件。此外，垂直安装在高纬度地区（即45°以上）尤其有用，因为这些地方的太阳高度角通常较低。
2024年，一套安装在挪威国家足球场上的248.4千瓦的光伏系统创下了当时世界上最大的屋顶垂直双面光伏装置的记录：该系统包含1200多块由Over Easy Solar自主研发的垂直光伏板，预计每年可产生高达21.9万千瓦时的清洁能源。
来源：Over Easy Solar
后续研究发现，在挪威电价上涨的背景下，该套垂直光伏系统在2月份的盈利能力比6月份同类水平安装系统更高。此外，在降雪季节，垂直阵列的性能比传统系统高出30%，这进一步凸显了其在高纬度地区应用的适用性。
建筑外立面：
阳台上的垂直光伏组件同样具有独特的优势。今年2月，加拿大建筑一体化光伏制造商Mitrex推出了SolarRail太阳能光伏栏杆系统，适用于各种住宅和商业建筑应用，例如公寓楼阳台或办公室入口。
公路或铁路沿线：
此外，垂直光伏在交通领域也正在大展拳脚。欧盟委员会联合研究中心（JRC）的一项研究结果显示，单面和双面垂直光伏系统在公路和铁路沿线部署时都具有巨大的潜力：欧盟内部潜在的光伏装机容量为403GW，相当于欧盟2030年太阳能光伏总装机容量目标的55%。这些系统采用双面光伏组件，每年可产生391太瓦时（TWh）的清洁电力。
垂直安装场景下，HJT更具优势
而在中国，光伏垂直安装的概念也正在兴起，并在政策、市场等诸多因素刺激下有愈演愈烈的趋势。值得一提的是，在垂直安装对于双面率有着更高要求的背景之下，正好与HJT这一技术路线的特点相吻合（当HJT组件垂直安装时，两侧均可充分接收光照，实现高效发电）。这也正是众多光伏垂直安装项目普遍选用 HJT 异质结组件的核心原因。
在垂直安装的HJT光伏电站的密集布局下，1GW规模仅需要1,318英亩，相比之下传统组件所需的占地面积为3,460英亩，大大减少了土地占用，这使得它对于土地资源有限的业主来说尤为有利。对于将“种地基因”刻在骨子里的中国人来说更是如此。
作为国内HJT龙头企业，华晟新能源正持续在技术创新与项目实践中深挖垂直光伏技术的应用潜力。据了解，在市场的加速认可之下，华晟新能源已专门成立解决方案部门推广垂直发电；全新推出的昆仑系列垂直异质结组件，更是凭借近100%的超高双面率，可灵活应用于农业光伏、交通设施和建筑一体化等多个领域。
在其位于安徽宣城的一座占地2000平方米的蓝莓园垂直光伏实证基地中，10排全部正面朝东、背面朝西的光伏阵列整齐排列，并在每两排光伏板之间种植了3排蓝莓树。实证结果表明，垂直安装下土地被更高效利用且HJT组件也展现出显著优势。
来源：华晟产品说
6月1日起，我国步入了光伏电价市场化时代。这个乍听起来有悖常理的垂直安装模式有望迎来飞速发展，但其距离真正广泛应用还需依赖技术突破、政策细化和电力交易机制完善的三重驱动。
相比于最佳倾角安装，垂直安装并非“赢家通吃”的局面，而具体采用哪种安装方式取决于多种因素，包括地理位置、屋顶结构和具体的能源需求。但可以肯定的一点是，无论是垂直安装还是最佳倾角安装，每种安装方向都有其独特的优势和挑战。两者也并非一刀切的替代选择，而更像是在特定应用场景中形成的互补体系。
