一、今年的桑拿天，比往年来得更早些
根据中国气象台报道，9-21下午【wǔ】，北京【jīng】、天津、河北南部、内蒙古东南【nán】部、辽【liáo】宁大部【bù】、山东北部等【děng】地【dì】出现35℃以上的高温天气【qì】，其【qí】中北京北【běi】部、河北【běi】东部、辽宁西部局地40℃至【zhì】41℃;14时【shí】，辽宁义县气【qì】温达到41.3℃，一度超过新疆吐鲁番【fān】，成为全国【guó】高温冠军。
这才6月中旬，离“三伏【fú】天”还有近【jìn】1个月的时间，气温居然【rán】如此之高。今【jīn】年【nián】的高温桑拿天【tiān】，似乎来的格外【wài】早【zǎo】些!
这种高温天气，对光伏电站有什么影响呢?
二、高温影响光伏电站出力
1建筑物【wù】屋【wū】顶温【wēn】度远高于环境温度【dù】9-21，上【shàng】海的气温高达40℃。亚坦能源【yuán】的工程师们曾做了一组光伏【fú】电站的实测数据。(特别说明【míng】：本次数据记【jì】录【lù】均采用的【de】是红【hóng】外型温【wēn】度计，由【yóu】于被测物体表面【miàn】颜色原【yuán】因，可能导致温度略有偏差【chà】，但是基本反映【yìng】整个被【bèi】测【cè】物体【tǐ】表【biǎo】面温度，可作参考。)
在40℃的高温下【xià】，正午12点，屋【wū】面温度高达68.5℃，比环境温度【dù】高【gāo】出28.5℃!
2光伏组件对屋顶有降温的作用1)光伏组件表面温度
由【yóu】于光伏组件将太阳能转换为【wéi】电能，光伏组件【jiàn】表【biǎo】面的温度只有【yǒu】57.5℃，比环【huán】境温度【dù】高17.5℃，但【dàn】比裸露的【de】屋面温度低11℃。
2)光伏组背板面温度
由于【yú】组件【jiàn】安装【zhuāng】在屋面，背板处通【tōng】风【fēng】条件差，因此组件的背【bèi】板温度会高于组【zǔ】件的表面温度【dù】，达到63℃(由于不【bú】方便拍照，所以没有图片记【jì】录)，但仍比【bǐ】屋顶【dǐng】温度【dù】低5.5℃。
3)光伏组件下方屋面的温度
光【guāng】伏【fú】组件下方【fāng】，没有被【bèi】太阳直射【shè】的屋面温【wēn】度为48℃(由【yóu】于不方【fāng】便拍照，所以没有图片记录)，比无遮挡屋面温度整整低20.5℃!
可以看出，光伏组件利【lì】用了太阳【yáng】能、减少顶【dǐng】层【céng】屋面的受【shòu】热，从【cóng】而间接降低【dī】顶层房【fáng】间的气温。
与裸露屋面相比，
光伏【fú】组件【jiàn】表面温度低11℃，光伏组件背面温度低5.5℃，光伏【fú】组件下放的【de】屋面温【wēn】度【dù】低20.5℃。
据业主介绍，自从安装光伏发电系统以后，在最高温天气，顶层房间温度比原来降低约6℃左右。
用光伏发电，不【bú】仅节省了从电网【wǎng】购买的电【diàn】能【néng】，还通【tōng】过降温节省了空调【diào】用能，达到双倍【bèi】节【jiē】能的效果!
4)光伏组件出力的降低
光伏组件非常怕热!各光伏组件【jiàn】的技【jì】术规格书中都会有一项参数：峰值【zhí】功率温【wēn】度【dù】系数!一般，光【guāng】伏组件【jiàn】的峰值功率温【wēn】度系数在【zài】-0.38~-0.44%/℃之间【jiān】。即，温度【dù】升高【gāo】，光伏【fú】组【zǔ】件【jiàn】的【de】输出功【gōng】率会降低，如下图所示。下图中【zhōng】，随着温度的升高，组件功【gōng】率逐渐下降。
以12块270Wp光伏组件组成的3.24kW的系统为例，假设【shè】组【zǔ】件的【de】峰值功率温度系【xì】数为-0.41%/℃，以背板温度作【zuò】为电池片温度，对当【dāng】天的组件输【shū】出【chū】功率降【jiàng】低进【jìn】行计【jì】算。
(9-21)℃×(-0.41%/℃)=-15.58%
3.24kWp × (9-21.58%) = 2.73kW
2016年7月24日12时，上海由【yóu】于高温造【zào】成光【guāng】伏组件的功率【lǜ】损失【shī】为15.58%，标称功【gōng】率为3.24kW的系统，在不考虑其他【tā】因素影【yǐng】响【xiǎng】的情况下【xià】，光【guāng】伏组件的最大输出功率仅能达到【dào】2.73kW。
三、高温影响逆变器寿命
光伏组件怕热，逆变器也怕热。逆【nì】变器内部【bù】都是【shì】电子元件，工作时都会产生热【rè】量，温【wēn】度升【shēng】高对逆变【biàn】器各主要部【bù】件【jiàn】的性能影响非常大。温度过高【gāo】的情况下，逆变器将【jiāng】会【huì】停【tíng】止工作。
因【yīn】此，为了防治温度过高【gāo】引起【qǐ】逆变器【qì】宕机，逆变器必须安【ān】放在阴凉处，防治太阳直射【shè】。实在无【wú】阴【yīn】凉处安装，则要搭一个小【xiǎo】凉【liáng】棚，如下【xià】图【tú】所示。
1逆【nì】变器温度高于【yú】环境【jìng】温度9-21，上海【hǎi】的气温高【gāo】达40℃时，亚坦的【de】工程师【shī】们也对逆变器的温度进【jìn】行了检测【cè】。
1)逆变器表面温度
由于安【ān】装在阴凉处，逆变【biàn】器的【de】表【biǎo】面温度只【zhī】有44.4℃，略高于环境温度【dù】4.4℃。
逆变器的表面温度
2)逆变器内部元器件温度
打开逆变器的外盖，对内【nèi】部【bù】的温【wēn】度进行【háng】了测【cè】试。散热片的温度为51.8℃，比环境【jìng】温【wēn】度高【gāo】11.8℃。一般逆变器的最高工【gōng】作温度都在70℃以上。因此，由于安装时特别注意将逆变器安【ān】装在【zài】阴凉处【chù】，使其在如【rú】此高温下仍然正【zhèng】常工【gōng】作。
逆变器的散热片温度
2过【guò】高温度对逆变器关键部件寿命【mìng】的影【yǐng】响2)高【gāo】温对膜【mó】电容寿命的影响
根据【jù】对【duì】样本产品的内部【bù】温度实【shí】测数据，假定纹【wén】波电流相同，则工作电压【yā】(Vw)与额定电压(Vn)的【de】比值【zhí】(Vw/ Vn)与膜寿命的【de】关系如下图所示。
图：膜电容寿命与温度关系曲线
从上图我们可【kě】以看出，在不同【tóng】温度、不同Vw/ Vn值【zhí】下，膜【mó】电容的寿命【mìng】。
表：实验条件下各关键元器件的温度
说明：由于不【bú】满【mǎn】负荷运转时膜【mó】电【diàn】容达不到【dào】上述温度【dù】，根据我国资源条件，按照年满【mǎn】负荷2200h的保守值【zhí】进行考虑，实际【jì】寿命应该大于【yú】上表中的【de】数值【zhí】。
可【kě】见，若膜【mó】电容的工【gōng】作温度由70℃上升到85℃时【shí】，寿【shòu】命大概【gài】下降到原【yuán】来的【de】1/3~1/5，寿命随Vw/ Vn值得升高而【ér】降低。当Vw/ Vn<1.1时，样本1的寿命基本可达到【dào】25年，过载会降低【dī】其寿命;而样【yàng】本2由于温度太高，寿命均未达到25年。
2)高温对IGBT模块寿命的影响
IGBT模【mó】块作为逆变器最为核心器【qì】件，其工作时【shí】内部结【jié】温直接影【yǐng】响使用寿命，下【xià】图是英飞凌提供的晶元结温与寿【shòu】命对应关系曲【qǔ】线【xiàn】。
图：模块寿命与结温的关联曲线
模块结温和模块寿命对比如下表。
表：模块温度和寿命的影响
由【yóu】上表可见【jiàn】，在实验条【tiáo】件下，关键器件模【mó】块，温度较低的样【yàng】本1寿命是温度较高【gāo】的【de】样本2的1.7倍，但均未【wèi】达到25年的预【yù】期寿【shòu】命【mìng】。
2)高温对风扇寿命的影响
风扇是成熟的工业器件，应【yīng】用于样本1的【de】风【fēng】冷【lěng】逆变器的【de】是NMB 风扇，防护【hù】等级为IP65，可在任何灰尘环境下，甚【shèn】至完全浸入【rù】水中正常工作【zuò】。下图【tú】为【wéi】NMB风扇寿命曲线。
根据上图，以逆变器【qì】运行的最高环境温度50 ℃计【jì】算【suàn】，正常运行时间【jiān】为60319 小时。通过智能【néng】强制【zhì】风冷控制，只有逆变器的模块温度达到70℃以上【shàng】，风扇【shàn】才会【huì】满转，在正【zhèng】常一天内【nèi】，满足【zú】满转条【tiáo】件的时【shí】间大概在【zài】6h左右，折【shé】合【hé】27.5 年。另外，考虑雨天、以【yǐ】及环境温度低于50℃等因素，风扇的运行寿【shòu】命将更【gèng】长【zhǎng】。
三、高温+高湿造成组件失效
在【zài】东南部地区，高温往往【wǎng】伴随高湿度。高【gāo】温、高湿天【tiān】气非常容易【yì】引起光伏组件的PID效应，使光伏组件失效。某光伏组件【jiàn】，在湿【shī】度为50%、温度为70℃的条件下，运行【háng】100h(约【yuē】20天)后【hòu】的EL图片【piàn】如下【xià】图所示。
(说明【míng】：左边为【wéi】正常组件，右边为发生【shēng】PID效应【yīng】的【de】组件，黑【hēi】色为失效电池片，约32%失效【xiào】)
光伏组件PID效应不断加重的过程
四、高温天气对光伏系统危害总结
从上述分析可以看出，高温天气对光伏电站主要有以下几个危害。
1、造成组件功率损失，从而降低发电量;
2、影响逆变器关键部件的寿命;
3、与高湿【shī】天【tiān】气同【tóng】时存在【zài】时，容易产生PID效应，从【cóng】而造成组件失效。
因【yīn】此，高温天气【qì】时【shí】，要格外注【zhù】意光伏电站的运【yùn】维工作，防【fáng】止由于高温造成【chéng】的电站故障。
FR:智汇光伏 王淑娟
