一．传统光伏组串设计

在《光伏发电站设计规范(GB 50797-2012)》，提出如下公式。

N—光伏组件串联个数（N取整数）       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

Vmppt—光伏组件的工作电压                Vdcmax—逆变器允许的最大支流输入电压

Vmpptmax—逆变器MPPT电压最大值     Vmpptmin—逆变器MPPT电压最小值

上述公式也是工程师们常用的设计方法，我自己也一直沿用这个方。然而，在这个公式中，部分参数是无法获得的。

1、工作电压温度系数K’v

各组件厂家的规格参数中，都不会有这一项，一般采用开路电压温度系数Kv进行计算；

2、工作条件下的极限低温t

首先，光伏组件运行后的温度，会高于环境温度的；其次，光伏系统只有在白天才能运行，夜间其实是不运行的。因此，t理论上应该是昼间光伏组件的极限低温。

然而，光伏组件的温度会比环境温度具体高多少？这个尚无定论；但在全国众多的气象站中，只有很少的几个气象站，可以收集到昼间极端高温、昼间极端低温数值，大部分气象站是无法获得的。

因此，极限低温t一般取环境的极端低温。

3、工作条件下的极限高温t’

如前所述，光伏组件运行后的温度，会高于环境温度的，但具体高多少尚无定论。下图是一张组件温度和环境温度的变化图。

可以看出，组件温度可以比环境温度高出20多度。根据文献《太阳能光伏发电应用中的温度影响》（王建军）介绍，西宁地区可测出背板温度高达70℃。因此，我在计算时，极端高温一般采用环境温度增加25℃、或者直接采用70℃的方案。

例1：以天合260W多晶硅组件为例，假设当地极端低温为-30℃；逆变器最大开路电压为1000V，MPPT电压在420~850V。

根据上表，Voc=38.2V、Vmppt=30.6V、Kv= K’v =-0.32%/℃，运用GB 50797-2012中公式计算结果如下。
可以看出，若逆变器最大开路电压为1000V，MPPT电压在420~850V时，则，开路电压：N1≤22；MPPT电压：17≤N2≤23，最终串联个数取22个。

二.在传统设计中，会产生计算误差

1、温度取值造成的误差

由于极端低温是采用全天环境温度的最低值，运行时的组件温度应高于这一值。因此，上文中的N1结果会偏低。

假设全天环境温度的最低值为-30℃，肯定出现在非运行的夜间；如果白天运行时的极端低温在-18℃以上时，计算得N1≤23，每个组串就可以采用23串的方案。

因此，若采用昼间极端低温进行计算，每个组串的串联数量可能会增加。

2、开路电压的取值

“例1” 中计算时，Voc取标称功率下的开路电压，即260W时的开路电压，此时辐照度=1000W/m2。

然而，当辐照度=1000W/m2时，必然是中午前后，肯定不会出现极端低温。从图2的I-U曲线可以看出，当辐照度下降时，开路电压虽然变化不大，但还是有小幅下降。


计算结果如下表。

可以看出，当其他条件完全相同，采用矫正后方法计算，“例1”的计算结果为：开路电压：N1≤24；MPPT电压：17≤N2≤25，最终串联个数取24个。

当然，辐照度=800W/m2时出现极端低温的可能性也比较小，若采用辐照度=200W/m2时的组件参数，计算结果应该会更加准确；但进行矫正后，说明260W组件在极端低温≥-30℃情况下，采用每串24个组件是可行的。