一、今年的桑拿天，比往年来得更早些
根据中国气象台报【bào】道【dào】，9-22下午，北【běi】京、天津、河北南部、内蒙古东南【nán】部、辽【liáo】宁大部、山东【dōng】北部【bù】等地【dì】出现35℃以【yǐ】上的高温天气【qì】，其中北【běi】京北部、河北东部、辽【liáo】宁西部局地40℃至41℃;14时，辽宁义县气温【wēn】达到【dào】41.3℃，一度超【chāo】过新疆吐鲁【lǔ】番，成为全国高温冠军。
这才6月中旬，离“三伏天”还有【yǒu】近【jìn】1个月的时【shí】间，气温居然如此【cǐ】之高。今年的【de】高【gāo】温桑【sāng】拿天【tiān】，似乎来的【de】格外早些!
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【zhù】物【wù】屋【wū】顶温【wēn】度远高【gāo】于环【huán】境温度【dù】9-22，上【shàng】海的气温高达40℃。亚坦能源的【de】工程师们【men】曾做了一组光伏电站的实测【cè】数据【jù】。(特别说明：本次数据记录均采用的是红外【wài】型温度【dù】计，由于被测物体表面颜色原因，可【kě】能导致温度略【luè】有【yǒu】偏【piān】差，但是基本反映整个被测物体【tǐ】表面温度，可作参考。)
在【zài】40℃的高温下【xià】，正午12点，屋面温度高达68.5℃，比【bǐ】环境温度高【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【jiāng】太阳【yáng】能转【zhuǎn】换为电能【néng】，光伏组件表面的温度只有57.5℃，比环境温度【dù】高17.5℃，但比裸露【lù】的屋面【miàn】温度低11℃。
2)光伏组背板面温度
由于组【zǔ】件安【ān】装在屋面，背板处通风【fēng】条件【jiàn】差，因此组件的背板温度会高于组件的【de】表【biǎo】面温度，达到63℃(由于【yú】不方【fāng】便拍【pāi】照，所以没有【yǒu】图片【piàn】记【jì】录)，但仍比屋顶温度低5.5℃。
3)光伏组件下方屋面的温度
光伏组件下方，没【méi】有被太阳直【zhí】射的屋【wū】面温度【dù】为48℃(由【yóu】于不方便【biàn】拍照，所以没有图片记录)，比无遮挡屋面温【wēn】度整整低20.5℃!
可以看出，光伏组件利用了太阳能【néng】、减少顶【dǐng】层屋面的受热【rè】，从而间【jiān】接降低【dī】顶【dǐng】层房间【jiān】的气温。
与裸露屋面相比，
光【guāng】伏【fú】组【zǔ】件【jiàn】表面【miàn】温度低11℃，光伏组件背面温【wēn】度【dù】低5.5℃，光伏组件下放【fàng】的屋面温度低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，不仅节省了从电网【wǎng】购买的【de】电【diàn】能，还【hái】通过降温【wēn】节省了空调用能【néng】，达【dá】到双倍节能的效果!
4)光伏组件出力的降低
光【guāng】伏组件非常怕热!各光伏组件的技术规格书中【zhōng】都会【huì】有一项参数：峰【fēng】值【zhí】功率【lǜ】温度系数!一般，光伏组件的峰值功率温【wēn】度系数【shù】在-0.38~-0.44%/℃之间。即，温度【dù】升高，光伏组件【jiàn】的【de】输【shū】出功率【lǜ】会降低，如下图所示。下图中【zhōng】，随着温度的升【shēng】高，组件【jiàn】功率逐渐下降。
以12块270Wp光伏组件组成的3.24kW的系统为例，假设组【zǔ】件的峰值功率温度系数为-0.41%/℃，以背【bèi】板温度作为【wéi】电池片温【wēn】度，对当天的【de】组件输出功【gōng】率降低【dī】进行【háng】计算。
(9-22)℃×(-0.41%/℃)=-15.58%
3.24kWp × (9-22.58%) = 2.73kW
2016年7月24日12时【shí】，上【shàng】海由于高【gāo】温造成光伏组件的【de】功率损失为15.58%，标【biāo】称功【gōng】率为3.24kW的系统，在【zài】不考虑其他【tā】因素影响【xiǎng】的情况【kuàng】下，光伏组件的【de】最大输出功率仅【jǐn】能达到2.73kW。
三、高温影响逆变器寿命
光伏组件怕【pà】热，逆变器也怕热。逆变器【qì】内部【bù】都是电子元件，工【gōng】作时都会产【chǎn】生热量，温度【dù】升高对逆变【biàn】器各主要部件【jiàn】的性能影响非常大。温【wēn】度过高【gāo】的【de】情况下，逆变器将会停止工作【zuò】。
因此，为了【le】防治【zhì】温度【dù】过高引起【qǐ】逆变器宕机，逆变器【qì】必【bì】须安放在阴凉处，防治太阳直射。实在无阴凉处【chù】安装，则要搭【dā】一个小凉棚【péng】，如【rú】下图所示。
1逆变【biàn】器温度高于环境温度9-22，上海的【de】气温高达【dá】40℃时，亚坦的工程师们【men】也对逆变器【qì】的【de】温【wēn】度进行了检测。
1)逆变器表面温度
由于安装在阴凉处【chù】，逆变器的【de】表面温【wēn】度只有44.4℃，略【luè】高于环境温【wēn】度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【biàn】器的【de】外盖【gài】，对内部的温【wēn】度进【jìn】行了测试。散热片的温度为51.8℃，比环【huán】境温度【dù】高11.8℃。一般逆变【biàn】器的【de】最高工作温【wēn】度都在70℃以上。因此，由于安装时特别注意将【jiāng】逆变器安装【zhuāng】在【zài】阴凉【liáng】处【chù】，使其在如此高温下仍然正常工作【zuò】。
逆变器的散热片温度
2过高温度对逆变器关键部【bù】件【jiàn】寿命的【de】影【yǐng】响2)高温对【duì】膜电【diàn】容寿命的影响
根据对样本产品的内部温【wēn】度实测数据，假定纹【wén】波电【diàn】流相同，则【zé】工作电压(Vw)与额【é】定电压【yā】(Vn)的比值(Vw/ Vn)与【yǔ】膜寿命的关【guān】系【xì】如下图所示。
图：膜电容寿命与温度关系曲线
从上图我们可以看出【chū】，在不【bú】同温度【dù】、不同【tóng】Vw/ Vn值下，膜电容【róng】的寿命。
表：实验条件下各关键元器件的温度
说明：由【yóu】于不【bú】满负荷运转时膜电容达【dá】不到上述温度，根据我国【guó】资源【yuán】条件，按照年满负荷2200h的【de】保守值进行考【kǎo】虑，实际【jì】寿命应该大于上表中【zhōng】的数【shù】值。
可见，若膜电【diàn】容的工【gōng】作温度由70℃上升到85℃时，寿命大概【gài】下降到【dào】原【yuán】来的1/3~1/5，寿命随Vw/ Vn值得【dé】升高而降【jiàng】低【dī】。当Vw/ Vn<1.1时，样【yàng】本1的寿【shòu】命基本可达到25年，过载会降低其寿命;而样【yàng】本2由于温度太高【gāo】，寿命【mìng】均未达到【dào】25年。
2)高温对IGBT模块寿命的影响
IGBT模块作为逆变器最为核心器【qì】件，其【qí】工作时内部结温【wēn】直【zhí】接影响使【shǐ】用寿命，下图是英飞凌提供【gòng】的晶元结温【wēn】与【yǔ】寿命【mìng】对应关系【xì】曲线。
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，温度较低的样本1寿【shòu】命是温度较高的样本【běn】2的1.7倍，但均未【wèi】达到25年【nián】的【de】预期寿命。
2)高温对风扇寿命的影响
风扇是成熟的工业器件，应用于【yú】样本【běn】1的风冷【lěng】逆【nì】变器的是【shì】NMB 风扇，防护等级【jí】为IP65，可在【zài】任何【hé】灰尘环境下，甚至完【wán】全浸入水中正常工【gōng】作。下【xià】图为NMB风扇寿命曲【qǔ】线。
根据上图，以逆变器运行的最高环境温度50 ℃计算【suàn】，正常运行时间为【wéi】60319 小时【shí】。通过智能强制【zhì】风冷控【kòng】制，只【zhī】有【yǒu】逆变器的模块温度达到【dào】70℃以【yǐ】上，风扇才【cái】会【huì】满转，在正常一天内，满【mǎn】足【zú】满转条件的时间大概在【zài】6h左右，折合27.5 年【nián】。另外，考虑雨天、以及环境温度低于50℃等因素，风扇的运【yùn】行寿命将【jiāng】更长。
三、高温+高湿造成组件失效
在东南部【bù】地区，高【gāo】温【wēn】往往伴随高湿度。高温、高湿天气非常容易引起光伏组件的PID效应，使【shǐ】光【guāng】伏组【zǔ】件失效。某光伏【fú】组件【jiàn】，在湿【shī】度为50%、温度为70℃的条件下，运行100h(约20天)后【hòu】的EL图片【piàn】如下图所示。
(说明【míng】：左边【biān】为【wéi】正常组件，右边为发【fā】生PID效应的组件，黑色为失效【xiào】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、与高湿天气【qì】同时存在时，容易产生【shēng】PID效【xiào】应，从而造成组件失效【xiào】。
因此，高温天气时，要格外注【zhù】意光伏【fú】电【diàn】站的运维工作【zuò】，防止由【yóu】于高【gāo】温【wēn】造成的电站故障。
FR:智汇光伏 王淑娟
