? 組件電壓溫度系數(shù)對電站設計的影響
半導體電壓隨溫度的變化而變化,這種變化的系數(shù),稱為電壓溫度系數(shù),太陽能電池片發(fā)電原理是根據(jù)P-N結及空穴電子對原理(光生伏打效應)實現(xiàn)的,屬于半導體,因此電池片/組件的電壓也會隨著溫度的變化而變化。具體數(shù)值大約為-0.35%/℃,意思是溫度每降低(升高)1攝氏度,電壓升高(降低)基準電壓的0.35%。組件標準工作條件之一是溫度25°,此時的電壓定為基準電壓,那么低于25°,電壓就升高,反之降低。
電壓發(fā)生變化,相應的組件串電壓就會發(fā)生變化,尤其是在冬夏溫差大的地方。因此,在電站設計過程中,必須根據(jù)當?shù)刈畹?最高溫度,計算出電壓變化范圍,參考逆變器最大功率跟蹤電壓范圍,選擇合適的組傳數(shù)。
舉例說明
根據(jù)**市惡劣天氣影響,地表最低氣溫-13.8℃,最高氣溫37.2℃,方案設計中,電池組件的溫度變化范圍從-20℃~+65℃,組件標準工作條件下,開路電壓37.5V,峰值電壓31.4V,逆變器最大功率跟蹤電壓范圍450V-820V,最高可承受電壓900V。
那么,-20℃時(+表示上升,-表示降低)
電池組件的開路電壓變化幅度為:
[(-20℃)-25℃]×(-0.35%/℃)×37.5V=+5.9V(峰值電壓基礎上增加5.9V)
最佳功率點電壓變化幅度為:
[(-20℃)-25℃]×(-0.35%/℃)×31.4V=+4.945V
當+65℃時,
電池組件的開路電壓變化幅度為:
(65℃-25℃)×(-0.35%/℃)×37.5V=-5.25V
最佳功率點電壓變化幅度為:
(65℃-25℃)×(-0.35%/℃)×31.4V=-4.396V
因此,惡劣條件下,組件最低電壓27V,最高開路電壓43.4V,因此考慮溫度變化后的每串太陽電池組件數(shù)的選擇范圍為:
Nvmt=450V÷(31.4V-4.396V)=16.6塊
Nvoct=820V÷(31.4V+4.945V)=22.56塊
Nmax=900V÷(37.5V+5.9V)=20.73塊
通過計算當組件最低電壓輸出時,只要有17塊組件串聯(lián)即能滿足逆變器最大功率跟蹤下限電壓輸入條件;組件最高電壓輸出時,21塊組件就達到逆變器最高電壓輸入限制;組件最大峰值電壓輸出時,組件22塊串聯(lián)滿足逆變器最大功率跟蹤上限電壓輸入。
根據(jù)上述計算,系統(tǒng)選擇20塊組件串聯(lián)方式。