极限温度对光伏组件串联个数的影响分析

随着技术进步及光伏电站的推广普及，光伏电站系统设计方案日趋成熟。目前我们广泛采用的系统设计方案中，60片组件在南方地区24个一串，北方地区22个一串，72片组件南方20个一串，北方地区18个一串，但我国幅员广阔，不同地区气候温度差异较大，本次笔者从温度因素讨论其对光伏组件串联个数的影响。

我们都知道，光伏组件串联个数应保证满足逆变器的直流MPPT电压和最大直流允许电压的要求。目前，较常用的集中式逆变器型号为500kW，其MPPT电压跟踪范围为500~850V，最大开路电压均为1000V。

下面，我们就以某厂家60片260W、280W和72片305W和325W光伏组件，根据GB50797-2012《光伏发电站设计规范》中计算公式对光伏组件串联数量进行计算，公式如下：

式中：



笔者挑选了我国由南至北温度差异较大的10个代表性地区，根据上面的公式计算出以下结果。



由上表得出结论如下：

60片260W组件极端最低气温在-40℃以下可以串联22个，-40℃~-7.5℃可以串联23个，-7.5℃以上可以串联24个。

60片280W组件极端最低气温-27.5℃以下可以串联21个，-27.5℃~-12℃可以串联22个，-12℃~2.7℃可以串联23个，2.7℃以上可以串联24个。

72片305W组件极端低温在-22℃以下可以串联18个，-22℃~-4.5℃可以串联19个，-4.5℃以上可以串联20个。

72片325W组件极端低温在-32.5℃以下串联17个，-32.5℃~-13℃可以串联18个，-13℃以上可以串联19个。

在满足MPPT跟踪电压及最大开路电压的前提下，串联数量越多当然是越经济。

但上面的计算其实也存在一定的问题，温度参数通常获取的是电站所在地区气象站多年观测数据，一方面，气象站一般位于城区，大型光伏电站则多位于野外，甚至山区，城区的温度由于热岛效应要高于野外3~4℃，若电站位于山区，海拔每抬升1000m，温度还要下降6.5℃。也就是站址处的极端气温要低于气象站观测数据；

另一方面，计算公式中的温度是“光伏组件工作条件下的极限温度”，而一天之内的最低气温出现在日出前4时~8时，随季节不同变化，而这段时间光伏组件是不工作的，若不考虑气象站与光伏站址的差异性，光伏组件工作条件时的极限低温要略高于气象站的全天极限低温。

因此，本文的计算可以提供给大家理论数据的参考，但根据具体的项目情况可能会略有差异。