一、今年的桑拿天，比往年来得更早些
根据中国气象台报道，6月15日下午，北京、天津、河北南部、内蒙古东南部、辽宁大部、山东北部等地出现35℃以上的高温天气，其中北京北部、河北东部、辽宁西部局地40℃至41℃;14时，辽宁义县气温达到41.3℃，一度超过新疆吐鲁番，成为全国高温冠军。
这才6月中旬，离“三伏天”还有近1个月的时间，气温居然如此之高。今年的高温桑拿天，似乎来的格外早些!
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建筑物屋顶温度远高于环境温度2016年7月24日，上海的气温高达40℃。亚坦能源的工程师们曾做了一组光伏电站的实测数据。(特别说明：本次数据记录均采用的是红外型温度计，由于被测物体表面颜色原因，可能导致温度略有偏差，但是基本反映整个被测物体表面温度，可作参考。)
在40℃的高温下，正午12点，屋面温度高达68.5℃，比环境温度高出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
由于光伏组件将太阳能转换为电能，光伏组件表面的温度只有57.5℃，比环境温度高17.5℃，但比裸露的屋面温度低11℃。
2)光伏组背板面温度
由于组件安装在屋面，背板处通风条件差，因此组件的背板温度会高于组件的表面温度，达到63℃(由于不方便拍照，所以没有图片记录)，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，没有被太阳直射的屋面温度为48℃(由于不方便拍照，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，光伏组件利用了太阳能、减少顶层屋面的受热，从而间接降低顶层房间的气温。
与裸露屋面相比，
光伏组件表面温度低11℃，光伏组件背面温度低5.5℃，光伏组件下放的屋面温度低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，不仅节省了从电网购买的电能，还通过降温节省了空调用能，达到双倍节能的效果!
4)光伏组件出力的降低
光伏组件非常怕热!各光伏组件的技术规格书中都会有一项参数：峰值功率温度系数!一般，光伏组件的峰值功率温度系数在-0.38~-0.44%/℃之间。即，温度升高，光伏组件的输出功率会降低，如下图所示。下图中，随着温度的升高，组件功率逐渐下降。
以12块270Wp光伏组件组成的3.24kW的系统为例，假设组件的峰值功率温度系数为-0.41%/℃，以背板温度作为电池片温度，对当天的组件输出功率降低进行计算。
(63-25)℃×(-0.41%/℃)=-15.58%
3.24kWp × (1-15.58%) = 2.73kW
2016年7月24日12时，上海由于高温造成光伏组件的功率损失为15.58%，标称功率为3.24kW的系统，在不考虑其他因素影响的情况下，光伏组件的最大输出功率仅能达到2.73kW。
三、高温影响逆变器寿命
光伏组件怕热，逆变器也怕热。逆变器内部都是电子元件，工作时都会产生热量，温度升高对逆变器各主要部件的性能影响非常大。温度过高的情况下，逆变器将会停止工作。
因此，为了防治温度过高引起逆变器宕机，逆变器必须安放在阴凉处，防治太阳直射。实在无阴凉处安装，则要搭一个小凉棚，如下图所示。
1逆变器温度高于环境温度2016年7月24日，上海的气温高达40℃时，亚坦的工程师们也对逆变器的温度进行了检测。
1)逆变器表面温度
由于安装在阴凉处，逆变器的表面温度只有44.4℃，略高于环境温度4.4℃。
逆变器的表面温度
2)逆变器内部元器件温度
打开逆变器的外盖，对内部的温度进行了测试。散热片的温度为51.8℃，比环境温度高11.8℃。一般逆变器的最高工作温度都在70℃以上。因此，由于安装时特别注意将逆变器安装在阴凉处，使其在如此高温下仍然正常工作。
逆变器的散热片温度
2过高温度对逆变器关键部件寿命的影响2)高温对膜电容寿命的影响
根据对样本产品的内部温度实测数据，假定纹波电流相同，则工作电压(Vw)与额定电压(Vn)的比值(Vw/ Vn)与膜寿命的关系如下图所示。
图：膜电容寿命与温度关系曲线
从上图我们可以看出，在不同温度、不同Vw/ Vn值下，膜电容的寿命。
表：实验条件下各关键元器件的温度
说明：由于不满负荷运转时膜电容达不到上述温度，根据我国资源条件，按照年满负荷2200h的保守值进行考虑，实际寿命应该大于上表中的数值。
可见，若膜电容的工作温度由70℃上升到85℃时，寿命大概下降到原来的1/3~1/5，寿命随Vw/ Vn值得升高而降低。当Vw/ Vn<1.1时，样本1的寿命基本可达到25年，过载会降低其寿命;而样本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模块作为逆变器最为核心器件，其工作时内部结温直接影响使用寿命，下图是英飞凌提供的晶元结温与寿命对应关系曲线。
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，在实验条件下，关键器件模块，温度较低的样本1寿命是温度较高的样本2的1.7倍，但均未达到25年的预期寿命。
2)高温对风扇寿命的影响
风扇是成熟的工业器件，应用于样本1的风冷逆变器的是NMB 风扇，防护等级为IP65，可在任何灰尘环境下，甚至完全浸入水中正常工作。下图为NMB风扇寿命曲线。
根据上图，以逆变器运行的最高环境温度50 ℃计算，正常运行时间为60319 小时。通过智能强制风冷控制，只有逆变器的模块温度达到70℃以上，风扇才会满转，在正常一天内，满足满转条件的时间大概在6h左右，折合27.5 年。另外，考虑雨天、以及环境温度低于50℃等因素，风扇的运行寿命将更长。
三、高温+高湿造成组件失效
在东南部地区，高温往往伴随高湿度。高温、高湿天气非常容易引起光伏组件的PID效应，使光伏组件失效。某光伏组件，在湿度为50%、温度为70℃的条件下，运行100h(约20天)后的EL图片如下图所示。
(说明：左边为正常组件，右边为发生PID效应的组件，黑色为失效电池片，约32%失效)
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、与高湿天气同时存在时，容易产生PID效应，从而造成组件失效。
因此，高温天气时，要格外注意光伏电站的运维工作，防止由于高温造成的电站故障。
FR:智汇光伏 王淑娟
