光伏组件的类型、适用场景 光伏板的选型 光伏方阵串联数量计算公式及实例

光伏组件的类型、适用场景

‌不同类型光伏组件有其不同的应用场景，比如：‌‌单晶组件，适用转换效率高，适合光照充足、对发电效率要求高的工商业项目，适用于需要高效能的应用场景。‌‌多晶组件，制造成本较低，适合成本敏感型项目，适用于大规模光伏电站。薄膜光伏组件，重量轻、柔性好，适用于多种复杂地形和建筑表面。双面光伏组件，能同时利用正反两面光照，显著提高整体发电量，适用场地紧张但负荷需求高的项目。现行市场上出现的P型组件和N型组件，都是一种新型的单晶光伏组件；其中N型组件，具有优异的电子传输性能和较高的光电转换效率，比如，采用HJT技术、TOPCon技术的基于N型硅片的太阳能电池，都具有高转换效率、低制造成本和长寿命等优点，被认为是光伏组件的主流发展。还有一种类型组件，就是聚光光伏组件，主要采用CPV技术，该组件减少光伏组件的安装量、反射率高、减少建筑负荷且不增加环境污染；‌缺点是聚光太阳能技术的设备费用较高，且工程‌安装复杂、需要专业的技术人员进行设计和安装，如果安装不合理或维护不当，会影响发电效率；适用于对发电效率有高要求的场景，如大型商业项目或需要大量电力的工业应用。中国光伏组件品牌、光伏逆变器品牌的市场主流企业，可以参照看看2024年今年上半年的出货量排行榜。

光伏组件选型

光伏组件选型的主要考虑因素有：‌‌转换效率（高转换效率的组件能产生更多的电能）、‌‌温度系数（温度系数越低其在高温环境下的效率降低幅度越小）、‌‌衰减率（衰减率越小其长期发电效率越高）、功率大小、安装位置、环境适应性、负载需求、预算成本、质量与售后等因素。光伏方阵中，同一光伏组件串中各光伏组件的电性能参数宜保持一致。在价格接近的前提下，应优先选用峰值功率较大的电池组件。在地形等条件允许的情况下，优先采用1500V系统，择优选择单面或双面组件。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。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，一般情况下数值大约为-0.35％/℃（具体根据组件出厂参数），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%。一般组件标准工作条件是温度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。光伏电池板光伏方阵设计三个因素：组串开路电压不超过并网逆变器最高输入直流电压、组件的电压随温度变化的温度系数、逆变器的MPPT电压范围。因此，在光伏电站设计过程中，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，选择合适的组件数。

光伏组件方阵串联数量计算实例

结合上述三因素，计算出光伏电池板组件串联数量多少，可满足逆变器高效工作。根据相关规范要求，光伏组件串的串联数，应同时满足下列两个公式计算结果。

式中：N—光伏组件的串联数(N取整)；Kv—光伏组件的开路电压温度系数；K'v—光伏组件的工作电压温度系数；t—光伏组件工作条件下的极限低温(℃)；t'—光伏组件工作条件下的极限高温(℃)；Voc—光伏组件的开路电压(V)；Vpm—光伏组件的工作电压(V)；Vdcmax—逆变器允许的最大直流输入电压(V)；Vmpptmax—逆变器MPPT电压最大值(V)；Vmpptmin—逆变器MPPT电压最小值(V)。

计算实例

例如：某单位欲投资建设一光伏发电项目，考察项目所在地气象数据表明，地表最低气温-13.8℃，最高气温37.2℃。拟选用的光伏组件和光伏逆变器设备性能参数如下，计算匹配的光伏方阵组串数量？

计算过程，如下：

以上计算可知在上述气象条件下，当组件最低峰值电压输出时，至少需要5块组件串联才能满足MPPT下限电压输入条件；组件最大峰值电压输出时，有22块串联满足MPPT上限电压输入。最高可承受电压1000V条件下输出时，有20块组件就达到逆变器最高电压输入限制。结论就是：根据上述计算结果，系统最优宜选择20块组件串联数量方阵，可满足相应逆变器安全、可靠、高效工作。