【内容提要】

本篇报告就垂直组件进行八问八答，主要结论如下：

（1）垂直组件是光伏电价市场化的产物，2025年6月开始我国进入光伏电价市场化时代，由此将催生垂直组件市场的快速发展。

（2）经PVSystem仿真模拟，各地垂直组件发电量比最佳倾角项目低约10-25%不等。

（3）以山东青岛项目的模拟计算，基于2023-2024年山东电力现货日前交易的实际成交数据，2023年“20米间隔垂直组件项目”发电收入低于最佳倾角项目，但2024年“20米间隔垂直组件项目”发电收入高于最佳倾角项目。因此，垂直组件经济性已经开始显现。

（4）垂直组件对高双面率的技术友好，鉴于HJT垂直组件产品的双面率达到95%，相比双面率只有70-80%的PERC、TOPCon、TBC技术，HJT垂直组件的发电量高10%左右。HJT是唯一适合垂直组件应用场景的电池技术。

（5）经模拟计算，垂直组件的市场容量约20-30%左右，未来几年国内至少可以看到222-380GW的垂直组件需求。

（6）土地面积是影响垂直组件发电量高低的重要因素，在土地不稀缺的“沙戈荒”项目及组件间隔可用于大面积种植的“农光互补”项目上，垂直组件市场的发展不受制约。

（7）垂直组件不仅有广大的经济敏感型应用场景，还能低成本的替代各类墙体、玻璃、金属隔档物，并为我国土地稀缺的东部地区大规模实施光伏项目提供了可能性。

【报告正文】

一、什么是垂直组件？

所谓“垂直组件”，就是把组件竖过来东西朝向安装，没什么特别。

图 1  垂直组件的应用场景

二、为什么要做垂直组件项目？

在光伏市场化电价时代，电力市场净负荷曲线、电力现货实时电价因光伏渗透率的提升而呈现越来越陡峭的“鸭子曲线”，午间电价持续降低甚至呈现负电价。

图 2  美国加州电力市场每年3-5月的净负荷曲线（2015-2023）

图 3  2025年3月第一周我国各地电力现货市场均价

垂直组件通过改变安装角度，在日内时间坐标轴上改变光伏电站的发电功率曲线形态，使得光伏电站能在相对高电价的上午与下午多发电，在相对低电价的中午少发电，从而提升电站收益率。

三、垂直组件的发电量相比最佳倾角项目有多少损失？

SOLARZOOM新能源智库采用PVSystem软件对于全国前九光伏大省份代表性地点的最佳倾角项目、垂直项目进行发电量模拟。两者相比，若采用高双面率HJT组件，垂直组件发电量相比最佳倾角项目的损失约为10-25%不等。

通过软件模拟，不难发现：垂直组件发电量损失的大小对“组件间距”这一变量较为敏感。组件间距越大，早晚时段的遮挡越少，发电量损失越小；组件间距越小，早晚时段的遮挡越大，发电量损失越大。

图 4  基于PVSystem软件的仿真模拟计算出的垂直组件项目发电量损失

图 5  最佳倾角项目（左图）及垂直组件项目（右图）的不同排布方式

四、垂直组件的收益率比最佳倾角项目高么？

1.山东青岛项目的模拟测算

目前，国内现货市场较为发达且光伏渗透率较高的地区中，我们选择山东作为样本，模拟计算垂直组件与最佳倾角项目的发电收入。

其中，发电量数据由PVSystem软件模拟，采用Meteonorm8.1版1990年每一天的实际数据；市场电价数据采用2023-2024年山东电力市场的日前现货价格。

具体计算方法为：（1）对比计算每1kW三种光伏项目（最佳倾角6米间隔、垂直6米间隔、垂直20米间隔）每月的发电量，（2）计算每月电力现货日前交易的平均时点价格，（3）将两个数据相乘并汇总得到每1kW光伏项目的全年收入。

图 6  基于2023年电价模拟的垂直组件发电收入仍低于最佳倾角项目（山东青岛）

图 7  基于2024年电价模拟的垂直组件发电收入（20米间隔）高于最佳倾角项目（山东青岛）

注：电价数据来源为中网联合（北京）能源服务有限公司

由上述测算，可以得到以下结论：

若只考虑电力现货价格，2023年每1kW三种光伏项目的收入排序为：最佳倾角6米间隔（340.4元）>垂直20米间隔（336.5元）>垂直6米间隔（277.7元）；2024年每1kW三种光伏项目的收入排序为：垂直20米间隔（275.5元）>最佳倾角6米间隔（270.3元）>垂直6米间隔（226.4元）。

由此可见，随着电力现货“鸭子曲线”越来越陡峭，20米间隔垂直组件项目的收益率正在超越最佳倾角项目。

2.影响垂直组件经济性的主要因素

所谓“垂直组件经济性”，即：垂直组件项目发电收入大于或等于最佳倾角项目。

从模拟计算中不难发现，20米间隔、6米间隔的垂直组件项目比最佳倾角项目的发电量低10%左右、25%左右。而“发电收入=发电量×电价”，因此，当“垂直组件项目发电量加权平均电价”比“最佳倾角项目发电量加权平均电价”高出11-33%以上时，垂直组件经济性将开始呈现。

图 8  垂直组件与最佳倾角项目发电量、发电收入的分时模拟

图 9  山东青岛2023、2024年分时段现货平均电价（日前交易）

而进一步研究电力市场的分时段电价，可以发现，以下因素均会影响到电价“鸭子曲线”的陡峭度：当地电力负荷曲线的形状、光伏发电渗透率、光伏电站中垂直组件渗透率、储能项目渗透率及其充放电策略、电力市场政策（如：允许的现货交易比例、是否允许负电价）、光伏市场化电价政策，等等。

其中，当光伏发电渗透率逐步提高，中午时段的电力市场供求失衡会逐步加剧。最佳倾角项目的上午、下午出力小于中午，导致上下午时段电力市场的供求失衡程度是小于中午的。这进一步导致：光伏发电渗透率越高，“鸭子曲线”越陡峭，越有利于垂直组件的经济性。

3.垂直组件渗透率对“垂直组件经济性”的影响

当垂直组件渗透率较低时，边际上实施小规模的垂直电站并不会改变“垂直组件项目发电量加权平均电价”与“最佳倾角项目发电量加权平均电价”之间的关系。

但若所有的电站运营商集体行动，边际上实施超大规模的垂直电站，就会改变“垂直组件项目发电量加权平均电价”与“最佳倾角项目发电量加权平均电价”之间的关系。使得垂直组件由“经济性”重回“不经济”状态。

图 10  垂直组件渗透率对当地光伏发电曲线的影响

由数据模拟可以发现：当垂直组件渗透率超过40%后，光伏中午发电功率就开始小于上午、下午，垂直组件经济性就会被破坏。而若一个地区的光伏发电项目中，有20-30%的垂直组件占比，则并不会导致“上午、下午电价低于中午”的情况出现。

4.电力市场政策、光伏市场化电价政策对“垂直组件经济性”的影响

2025年开始，我国大多数省份开始电力现货试点。在上文的分析中，我们以“发电量×电力现货价格”来模拟电站发电收入。但实际上，光伏发电的电价是中长期电价、现货电价的加权平均值。

在现货刚开始试点交易的省份（比如：安徽），中长期电价在每小时间的波动性，其实并没有现货电价在每小时间的波动性大。电力市场化程度越高、电网允许的现货交易比例越高的地区，越有利于垂直组件经济性的实现。

2025年2月，国家发改委、能源局公开发布《关于深化新能源上网电价市场化改革促进新能源高质量发展的通知》。根据该政策，2025年6月以后的光伏项目大部分发电参与机制电价（一年竞价一次），剩余部分参与现货交易。该政策对于垂直组件项目的影响不大。原因是：垂直组件的发电出力曲线与最佳倾角项目的发电出力曲线形状不同，在垂直组件渗透率不高的情况下，其加权平均电价是高于最佳倾角项目的。故而，垂直组件不适合与最佳倾角项目共同参与机制电价竞争，垂直组件项目参与电力市场的建议方式为：大部分电量参与每月、每小时的中长期市场集中竞价交易（或找到电力用户进行带约定曲线的中长期市场双边交易），余电参与现货市场。

五、垂直组件对光伏电池技术路线的影响？

在同等功率和版型条件下，双面率是衡量背面发电能力的唯一指标，也是显著影响垂直组件发电量的重要因素。由HJT、TOPCon、TBC三家代表型企业三种技术产品的实际产品说明书中不难发现，HJT垂直组件的双面率相比另两种技术存在15-20%的显著优势。

图 11  某HJT龙头组件企业的HJT垂直组件双面率：95%

图 12  某TOPCon龙头组件企业的TOPCon组件双面率：80%

图 13  某TBC龙头组件企业的TBC组件双面率：75%

在垂直组件的安装方式下，若组件正面朝向东面、组件背面朝向西面，则HJT产品相比TOPCon和TBC产品在傍晚时段将因更高的发电量而获得更高的收入。

我们不妨简单定义垂直组件的“垂直场景有效功率”，用于比较各种组件的技术水平：

垂直场景有效功率=（正面功率+背面功率）/2=正面功率×（1+双面率）/2

在当前2384×1303版型HJT组件主流功率720W、TOPCon组件主流功率705W的条件下，如考虑HJT组件95%的双面率和TOPCon组件80%双面率，两者有效功率的差距可以从原先15W的差异扩大为67.5W。毫无疑问，这一差距，已经可以将落后技术彻底淘汰出备选清单。对TBC组件而言，在垂直应用场景下，就更是一无是处了。

因此，不难得到结论：HJT是垂直组件的唯一选择，垂直组件的应用场景“利好且只利好”HJT技术的发展。

经SOLARZOOM新能源智库采用PVSystem软件模拟所得：在其他条件不变的情况下，双面率高20%左右的优势会带来11%左右的发电量增益。这一数据仿真的结果，与基于“垂直场景有效功率”计算公式简单计算的结果一致。

六、垂直组件的市场容量有多大？

在光伏市场化电价时代，垂直组件的市场究竟该如何计算，SOLARZOOM新能源智库提出以下方法论：当垂直组件具备经济性的前提下，垂直组件在一光伏大省电站中的占比，应持续上升，直到垂直组件的安装规模改变净负荷曲线形状及电力市场的时点价格，从而使得“最佳倾角电站收入≈垂直组件电站收入”（我们称之为“均衡条件”）。

由图 10的模拟不难发现：在一光伏大省的电力系统中，垂直组件渗透率大约要达到20-30%比例左右，才能满足均衡条件；超出40%比例后，垂直组件经济性或将被破坏。我国光伏电站截止2024年底的保有量为886GW，若按照20-30%比例垂直组件渗透率计算，未来几年垂直组件的国内发展空间至少达到222-380GW。在当前垂直组件渗透率较低的背景下，垂直组件将在未来3-5年内大行其道。

七、为什么垂直组件过去没有得到大的发展？

从PERC组件开始，就有了双面组件，而TOPCon时代后，双面组件的双面率更是上升到了80%。但为什么垂直组件过去没有得到大的发展？四个原因：

第一，过去光伏发电在不同时段的电价是一致的，而只有到了2025年6月后我国光伏电价才全国性的进入市场化时代。根据上文分析，只有当“垂直模式加权平均电价比最佳倾角模式加权平均电价高11-33%以上”条件成立，垂直组件项目才有更佳的经济性。

目前，全国各省份间的电力市场化程度是不一致的，内蒙、山东、山西等省份已经开展了5年以上时间的现货交易；而像安徽这样的省份到今年才开始现货交易。刚开始现货交易的省份，现货价格对中长期价格的向下带动有限。电力现货越发达的省份，垂直组件平价越成立。因此，当2025年全国光伏进入市场化电价时代，当2025年全国各省份全面开始电力现货试点，垂直组件的经济性将在越来越多的省份逐步呈现。

第二，原有电池技术的双面率太低，导致垂直安装的发电量相比最佳倾角安装低太多。PERC、TOPCon、TBC的双面率均在68-80%左右，相比HJT的垂直场景有效功率差异超过10%，故而垂直组件平价条件更难以实现。即使HJT在2024年成为实现10GW以上出货的技术，但截止2024年HJT产品的出货量渗透率只有3%左右。

第三，对于一个以IRR水平为唯一评价标准的纯发电项目而言，垂直组件项目对土地面积的占用较大。根据上文的分析，间隔6米的垂直组件项目，相比间隔20米的垂直组件项目，其发电量要平均减少16%左右；而间隔20米相比间隔6米所占用的土地面积要多233%左右。

在SOLARZOOM新能源智库看来，对于“沙戈荒”项目而言，由于土地廉价，每排组件之间20米的宽度可以接受，故而土地面积不是一个大问题。而对于“农光互补”项目而言，垂直组件对土地面积问题反而是更为友好的；原因是：垂直组件与垂直组件之间的20米距离都可以种植，而且间距越大对植物的遮挡则越不显著。在“沙戈荒”项目及“农光互补”项目中，垂直组件的发展不会受到“间隔距离显著影响发电量”这一问题的困扰。

第四，垂直安装组件面临的风载风压较大，组件产品需要特殊设计及电池较强的“柔性”才能防止电池片的隐裂。过去，无论是PERC还是TOPCon电池都是不对称结构的电池；而HJT电池为双面对称结构。特别是到了100μm厚度，越薄的HJT电池越会呈现出较强的“柔性”、“可弯曲”特征，在风载较大的情况下不容易隐裂。目前，大量基于HJT的垂直组件电站已经经历了相当长时间的检验。

图 14  HJT电池具备极强的“可弯曲”特性

八、垂直组件未来还有哪些场景？

光伏进入电价市场化时代后，垂直组件开始有经济性，这是垂直组件开始被市场所关注的一个逻辑起点和大规模推广的逻辑终点，但并非是逻辑的全部。在SOLARZOOM新能源智库看来，垂直组件大发展的逻辑线索是：“垂直组件经济性+HJT技术成熟→垂直组件产品供给→垂直组件的非发电收益敏感型应用场景→收益率优势明确后，垂直组件的收益敏感型应用场景”。

垂直组件的非发电收益敏感性应用场景包括但不限于：

（1）替代装配式围墙、混凝土墙体、金属隔档物，实现物理隔离的作用。目前装配式围墙的成本要接近于1000元/平米，而“垂直组件+BOS成本”摊薄到面积上才400元/平米左右，还能产生电力和运营期收益，自然有极高的经济性。

（2）替代对抗风强度有一定要求但不特别苛刻的玻璃应用场景。垂直组件一般会考虑双面3.2mm的玻璃方案，这足以满足各种对抗风强度有一定要求的玻璃应用场景。

除此以外，作为发电收益敏感型应用场景，垂直组件可在广袤的耕地、农牧业养殖、鱼塘等场景提供能源，且几乎不占用土地面积。这对于我国土地稀缺的东部地区，为光伏项目的大规模实施提供了可能性。

SOLARZOOM后续将专篇讨论垂直组件的应用场景，并给出具体的项目实例。