? ?眾所周知，光伏組件STC為：1000W/㎡，25℃，1.5AM，但系統(tǒng)在實際運行過程中組件的溫度情況為：夏天背板的溫度可達65℃以上，此時結區(qū)的工作溫度可達85 ℃以上，溫度的增加惡化了電池工作環(huán)境，導致組件輸出功率的降低，同時還會加速封裝材料的老化。
以海潤265多晶組件為例，組件溫度曲線和溫度系數如下：
組件工作溫度85℃時，功率損失達到峰值的20%以上，對于系統(tǒng)來說，整體效率下降，投資IRR降低，回收期延長。所以，研究組件工作溫度的來源是非常有必要的。
組件實際工作溫度的組成有三個方面：
??光學吸收引起的溫升
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上圖為組件的光路圖，其中光學吸收包括⑥電池吸收利用、⑦玻璃吸收、⑧EVA吸收
??硅材料的禁帶寬度約1.12eV，對應波長1.13um的光子能量。除去被EVA
吸收的紫外光，太陽能電池一般的吸收波段為0.3um-1.10um，太陽能電池片吸收的18%左右的光能轉化為電能，其余的部分基本轉化為熱能。
??組件鋼化玻璃透過率約為93%，其他部分轉化為熱能。
??EVA為乙烯和醋酸乙烯酯的聚合物，基料中還添加紫外吸收劑、紫外穩(wěn)定劑、抗氧化劑和交聯劑等，EVA吸收的高能量紫外線基本都轉化為熱能。
l?電流的熱效應
根據焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。Q=I2*R*t。
LTspice模擬的組件等效電路
晶體硅太陽能光伏組件一般是由單片電池片串聯而成，經過匯流層壓封裝而成，如上圖，Rsh為并聯電阻，反映的是電池的漏電水平。Rs為串聯電阻，串聯電阻包括電池片體電阻、表面電阻、與電極的接觸電阻、電極電阻、匯流條電阻、焊接電阻。60pcs常規(guī)組件串聯電阻總計約0.5Ω，工作電流8.35A，則單位時間內消耗的功率為34.8W。這些功率消耗全都轉化為熱量，會使得組件的工作溫度升高。
l?組件與周圍環(huán)境的熱交換
物體的傳熱過程分為三種基本傳熱模式，即: 熱傳導、熱對流和熱輻射。
??熱傳導：由于光伏組件與其它相互接觸的材料（包括周圍空氣）存在熱
梯度。光伏組件向外傳導熱的能力可以通過電池封裝材料的熱阻抗和材料結構來描述。熱量的傳導形式與電路中電流的傳導形式相似。對于熱傳導，材料之間的溫度差異驅使熱量從高溫流向低溫區(qū)域。
??熱對流：從組件表面流過的物質把組件表面的熱量帶走。對于光伏組件
熱對流是由組件表面的吹過的風引起。
??熱輻射：組件向外部環(huán)境傳輸熱量的最后一種方式是向外輻射電磁波，
任何物體都會向外輻射電磁波，輻射的波由溫度決定。
綜上，降低組件的工作溫度是提高組件可靠性和系統(tǒng)輸出功率的的方向之一。
實現方式有以下幾個方面：
1.采用新型電池PERC、IBC電池組件，有較高Voc和溫度系數，擁有更好的高溫性能；
2.通過優(yōu)化柵線高寬比、燒結工藝及組件焊接技術，降低串聯電阻；
3.采用散熱效果較好和熱阻抗較低的封裝材料，例如輕質雙玻組件，前后表面有更好的散熱性能，有效降低組件工作溫度；
4.在進行系統(tǒng)設計時盡量考慮通風條件，尤其是設計BAPV時，屋面與組件之間適當留空隙，會增加組件表面的熱對流，組件工作溫度相應會降低3-5℃。
原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學院）：【金筆征文】光伏組件工作溫度的分析