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冬季低温会冻坏光伏组件吗?发电效率受影响吗?
来源:浙江格亚电气有限公司
发布时间:2025-09-22 22:08:22
**冬季低温通常不会直接冻坏光伏组件,但会显著降低发电效率,同时可能因积雪、热应力等问题间接影响组件性能和寿命**。具体分析如下:
### **一、低温对光伏组件的直接影响**
1. **发电效率降低**
光伏组件的功率与温度呈负相关关系。低温环境下,虽然短路电流略有增加,但开路电压显著升高,导致整体输出功率下降。例如:
- 当温度从25℃降至-10℃时,常规晶硅光伏组件的发电效率可能降低5%-10%。
- 组件的温度系数通常为-0.35%/℃至-0.5%/℃,意味着每降低1℃,效率下降约0.35%-0.5%。
2. **材料性能变化**
- **封装材料**:EVA胶膜在0℃以下逐渐丧失弹性,-30℃以下可能变脆,导致对电池片的保护作用减弱。
- **背板**:PET背板在极端低温下弹性降低,抗冲击能力下降,可能引发隐裂或磨损。
- **接线盒与粘合剂**:低温可能使粘合剂性能下降,增加部件脱落风险。
3. **输出电压升高**
低温导致组件开路电压升高,可能超过逆变器的最大输入电压,引发保护停机。例如:
- 某组件标准测试条件下开路电压为50V,温度系数为-0.3%/℃。当环境温度降至-10℃时,实际开路电压可能升至55.25V,超出逆变器耐受范围。
### **二、低温的间接影响**
1. **积雪与冰冻**
- **遮挡阳光**:积雪覆盖组件表面会阻挡阳光,减少光照量,大幅降低发电量。少量积雪也可能引发局部遮挡,导致热斑效应,进一步损坏组件。
- **增加负荷**:积雪重量可能超过组件设计承载能力,导致变形或损坏。屋顶等特殊位置的组件还可能威胁建筑结构安全。
- **冰冻风险**:组件表面结冰会降低光吸收效率,且冰层重量可能加剧结构损伤。
2. **热应力老化**
昼夜温差大时,组件内部材料因热胀冷缩产生热应力,反复作用会加速封装材料、电池片等部件的老化,缩短组件寿命。例如:
- 长期温度骤变可能导致封装胶膜开裂、脱层,影响密封性和电气性能。
3. **电气设备故障**
- **电缆**:低温使电缆绝缘性能下降,柔韧性变差,易出现龟裂、破损,增加漏电和短路风险。强风可能拉扯电缆,加剧损坏。
- **逆变器**:低温可能影响内部电子元件性能,导致转换效率降低或故障。散热系统异常也可能影响正常运行。
### **三、应对策略**
1. **组件选型**
优先选用低温性能好的组件,如高效单晶硅组件,其在低温环境下发电效率损失较小。
2. **系统设计优化**
- **组串电压设计**:根据当地最低气温调整组串设计,避免电压超过逆变器最大输入电压。
- **倾角调整**:在降雪频繁地区,适当增大组件倾角,减少积雪累积。
3. **运维管理**
- **定期巡检**:检查组件、电缆外观及连接是否松动,及时发现并处理潜在问题。
- **积雪清理**:雪后用柔软工具及时清理积雪,避免用尖锐物体划伤组件。结冰时不可用热水浇淋。
- **清洁维护**:定期清洁组件表面,去除灰尘、鸟粪等污物,提高透光率。
4. **设备防护**
- 为逆变器提供防雨防晒棚等保护措施,确保其在低温环境下稳定运行。
- 选用耐低温电缆和接线盒,减少低温导致的故障风险。
### **一、低温对光伏组件的直接影响**
1. **发电效率降低**
光伏组件的功率与温度呈负相关关系。低温环境下,虽然短路电流略有增加,但开路电压显著升高,导致整体输出功率下降。例如:
- 当温度从25℃降至-10℃时,常规晶硅光伏组件的发电效率可能降低5%-10%。
- 组件的温度系数通常为-0.35%/℃至-0.5%/℃,意味着每降低1℃,效率下降约0.35%-0.5%。
2. **材料性能变化**
- **封装材料**:EVA胶膜在0℃以下逐渐丧失弹性,-30℃以下可能变脆,导致对电池片的保护作用减弱。
- **背板**:PET背板在极端低温下弹性降低,抗冲击能力下降,可能引发隐裂或磨损。
- **接线盒与粘合剂**:低温可能使粘合剂性能下降,增加部件脱落风险。
3. **输出电压升高**
低温导致组件开路电压升高,可能超过逆变器的最大输入电压,引发保护停机。例如:
- 某组件标准测试条件下开路电压为50V,温度系数为-0.3%/℃。当环境温度降至-10℃时,实际开路电压可能升至55.25V,超出逆变器耐受范围。
### **二、低温的间接影响**
1. **积雪与冰冻**
- **遮挡阳光**:积雪覆盖组件表面会阻挡阳光,减少光照量,大幅降低发电量。少量积雪也可能引发局部遮挡,导致热斑效应,进一步损坏组件。
- **增加负荷**:积雪重量可能超过组件设计承载能力,导致变形或损坏。屋顶等特殊位置的组件还可能威胁建筑结构安全。
- **冰冻风险**:组件表面结冰会降低光吸收效率,且冰层重量可能加剧结构损伤。
2. **热应力老化**
昼夜温差大时,组件内部材料因热胀冷缩产生热应力,反复作用会加速封装材料、电池片等部件的老化,缩短组件寿命。例如:
- 长期温度骤变可能导致封装胶膜开裂、脱层,影响密封性和电气性能。
3. **电气设备故障**
- **电缆**:低温使电缆绝缘性能下降,柔韧性变差,易出现龟裂、破损,增加漏电和短路风险。强风可能拉扯电缆,加剧损坏。
- **逆变器**:低温可能影响内部电子元件性能,导致转换效率降低或故障。散热系统异常也可能影响正常运行。
### **三、应对策略**
1. **组件选型**
优先选用低温性能好的组件,如高效单晶硅组件,其在低温环境下发电效率损失较小。
2. **系统设计优化**
- **组串电压设计**:根据当地最低气温调整组串设计,避免电压超过逆变器最大输入电压。
- **倾角调整**:在降雪频繁地区,适当增大组件倾角,减少积雪累积。
3. **运维管理**
- **定期巡检**:检查组件、电缆外观及连接是否松动,及时发现并处理潜在问题。
- **积雪清理**:雪后用柔软工具及时清理积雪,避免用尖锐物体划伤组件。结冰时不可用热水浇淋。
- **清洁维护**:定期清洁组件表面,去除灰尘、鸟粪等污物,提高透光率。
4. **设备防护**
- 为逆变器提供防雨防晒棚等保护措施,确保其在低温环境下稳定运行。
- 选用耐低温电缆和接线盒,减少低温导致的故障风险。
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