光伏组件电压温度系数对电站设计有哪些影响
半导体电压随温度的变化而变化,这种变化的系数,称为电压温度系数,太阳能电池片发电原理是根据P-N结及空穴电子对原理(光生伏打效应)实现的,属于半导体,因此电池片/组件的电压也会随着温度的变化而变化。具体数值大约为-0.35%/℃,意思是温度每降低(升高)1摄氏度,电压升高(降低)基准电压的0.35%。组件标准工作条件之一是温度25°,此时的电压定为基准电压,那么低于25°,电压就升高,反之降低。
电压发生变化,相应的组件串电压就会发生变化,尤其是在冬夏温差大的地方。因此,在电站设计过程中,必须根据当地最低/最高温度,计算出电压变化范围,参考逆变器最大功率跟踪电压范围,选择合适的组传数。
举例说明
根据**市恶劣天气影响,地表最低气温-13.8℃,最高气温37.2℃,方案设计中,电池组件的温度变化范围从-20℃~+65℃,组件标准工作条件下,开路电压37.5V,峰值电压31.4V,逆变器最大功率跟踪电压范围450V-820V,最高可承受电压900V。
那么,-20℃时(+表示上升,-表示降低)
电池组件的开路电压变化幅度为:
[(-20℃)-25℃]×(-0.35%/℃)×37.5V=+5.9V(峰值电压基础上增加5.9V)
最佳功率点电压变化幅度为:
[(-20℃)-25℃]×(-0.35%/℃)×31.4V=+4.945V
当+65℃时,
电池组件的开路电压变化幅度为:
(65℃-25℃)×(-0.35%/℃)×37.5V=-5.25V
最佳功率点电压变化幅度为:
(65℃-25℃)×(-0.35%/℃)×31.4V=-4.396V
因此,恶劣条件下,组件最低电压27V,最高开路电压43.4V,因此考虑温度变化后的每串太阳电池组件数的选择范围为:
Nvmt=450V÷(31.4V-4.396V)=16.6块
Nvoct=820V÷(31.4V+4.945V)=22.56块
Nmax=900V÷(37.5V+5.9V)=20.73块
通过计算当组件最低电压输出时,只要有17块组件串联即能满足逆变器最大功率跟踪下限电压输入条件;组件最高电压输出时,21块组件就达到逆变器最高电压输入限制;组件最大峰值电压输出时,组件22块串联满足逆变器最大功率跟踪上限电压输入。
根据上述计算,系统选择20块组件串联方式。
光伏组件的温度系数参数反映了温度影响组件输出功率的程度,组件温度越高当然,组件的输出电压越低,输出功率也越低, 导致发电量降低,根据光伏发电月报表长期统计结果来看,春秋季节的发电量比较高,夏天虽然日照时间长,但是因为温度比较高,输出功率降低,发电量就会降低。
“温度越高光伏电站发电越多” 这是不对的。单体太阳能电池的开路电压是随温度的升高而降低的。我们从组件的技术参数特性表中可以看到,电压温度系数为-0.33%/℃,即温度每升高1℃,60片组件的单体太阳能电池开路电压降低120~125mv。同时,太阳能电池短路电流随温度的升高而升高太阳能电池的峰值功率随温度的升高而降低(直接影响到效率),即温度每升高1℃,太阳能电池的峰值功率损失率约为0.41%。
四季沐歌-解释