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光伏组件电压温度系数对电站设计的影响

2015-01-28 13:59:37 作者:太阳库 来源:阳光工匠光伏网点击:
  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。

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  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,在光伏发电站设计过程中,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。

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