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。
表1 天合光伏组件技术参数表
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。
表2 天合260W光伏组件串联数量计算
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。
图2 光伏组件的I-U曲线
表1中的组件参数，分为STC条件和NOCT条件。NOCT条件时，辐照度=800W/m2时，虽然此时肯定不会出现极端低温，但相对于辐照度=1000W/m2时，参数取值相对更准确。根据表1，使用矫正后方法进行“例1”的组串设计时，各量的取值如下表：
表3 矫正后的电压取值
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。
三．采用24串方案受哪些限制？
通过上述计算可发现，串联数量的设计，受3个参数的影响。
1）项目场址的极端低温
若采用260W的组件，
当极端低温=-30℃时，可采用24串设计方案，
当极端低温为-40℃时，则应采用23串设计方案。
因此，在温度较高的东南部地区，24串的方案是可行的；但在西北（内蒙、新疆、甘肃、青海等地）地区的很多地方，极端低温可能会达到-40℃，24串的方案是不可行的。
2）组件的标称功率
组件的标称功率越大，对应的开路电压越大。同为天合的60片组件，当极端低温=-30℃时，
当采用260W的组件，可采用24串设计方案，
当采用290W的单晶组件（Voc=39.5V，即使在NOCT条件下，Voc=36.6V），则应采用23串设计方案。
3）组件温度系数
不同厂家的组件温度系数不同，温度系数绝对值越大，串联的数量越少。若采用260W的组件、极端低温=-35℃时，
温度系数=-0.32%/℃时，可采用24串方案；
温度系数=-0.33%/℃时，理论上应采用23串方案。
四、采用24串方案有哪些好处？
相对于每个组串22个组件的设计方案，24个组件的方案可在一定程度上减少项目投资、降低线损。
1）减少项目投资
同样采用265W组件，
当每个阵列采用22*2块组件的方案，86个阵列172个支路可以组成一个容量为1.00276MWp发电单元；
当每个阵列采用24*2块组件的方案，79个阵列158个支路可以组成一个容量为1.00488MWp发电单元。
每个单元节省了7个阵列，支架钢材用量变化不大，但基础投资会减少约8%；每个单元节省了14个支路，可节约1个汇流箱。
2）减少线损
一方面，由于支路数量减少8%，组件到汇流箱的线缆量减少、线损降低；
另一方面，每个串联支路的组件数量增加9.1%，每个支路电压升高约9.1%。由于线损与电压的平方成正比，因此组件到汇流箱的线损大约可减少17.4%。
如果组件到汇流箱的直流线损占总发电量的1%，则方案调整带来的整体系统效率提升大约为0.14%。
小结
光伏组件采用每串24个组件的设计方案，对项目发电量提升、造价降低都有一定的正面作用。然而，每个组串的串联数量受到项目场址的极端低温、组件的标称功率、组件温度系数等因素的影响。因此，这一方案并不是所有条件都适用。在实际应用时，要根据项目所在地的条件，进行计算后再采用。
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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。
表1 天合光伏组件技术参数表
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。
表2 天合260W光伏组件串联数量计算
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。
图2 光伏组件的I-U曲线
表1中的组件参数，分为STC条件和NOCT条件。NOCT条件时，辐照度=800W/m2时，虽然此时肯定不会出现极端低温，但相对于辐照度=1000W/m2时，参数取值相对更准确。根据表1，使用矫正后方法进行“例1”的组串设计时，各量的取值如下表：
表3 矫正后的电压取值
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。
三．采用24串方案受哪些限制？
通过上述计算可发现，串联数量的设计，受3个参数的影响。
1）项目场址的极端低温
若采用260W的组件，
当极端低温=-30℃时，可采用24串设计方案，
当极端低温为-40℃时，则应采用23串设计方案。
因此，在温度较高的东南部地区，24串的方案是可行的；但在西北（内蒙、新疆、甘肃、青海等地）地区的很多地方，极端低温可能会达到-40℃，24串的方案是不可行的。
2）组件的标称功率
组件的标称功率越大，对应的开路电压越大。同为天合的60片组件，当极端低温=-30℃时，
当采用260W的组件，可采用24串设计方案，
当采用290W的单晶组件（Voc=39.5V，即使在NOCT条件下，Voc=36.6V），则应采用23串设计方案。
3）组件温度系数
不同厂家的组件温度系数不同，温度系数绝对值越大，串联的数量越少。若采用260W的组件、极端低温=-35℃时，
温度系数=-0.32%/℃时，可采用24串方案；
温度系数=-0.33%/℃时，理论上应采用23串方案。
四、采用24串方案有哪些好处？
相对于每个组串22个组件的设计方案，24个组件的方案可在一定程度上减少项目投资、降低线损。
1）减少项目投资
同样采用265W组件，
当每个阵列采用22*2块组件的方案，86个阵列172个支路可以组成一个容量为1.00276MWp发电单元；
当每个阵列采用24*2块组件的方案，79个阵列158个支路可以组成一个容量为1.00488MWp发电单元。
每个单元节省了7个阵列，支架钢材用量变化不大，但基础投资会减少约8%；每个单元节省了14个支路，可节约1个汇流箱。
2）减少线损
一方面，由于支路数量减少8%，组件到汇流箱的线缆量减少、线损降低；
另一方面，每个串联支路的组件数量增加9.1%，每个支路电压升高约9.1%。由于线损与电压的平方成正比，因此组件到汇流箱的线损大约可减少17.4%。
如果组件到汇流箱的直流线损占总发电量的1%，则方案调整带来的整体系统效率提升大约为0.14%。
小结
光伏组件采用每串24个组件的设计方案，对项目发电量提升、造价降低都有一定的正面作用。然而，每个组串的串联数量受到项目场址的极端低温、组件的标称功率、组件温度系数等因素的影响。因此，这一方案并不是所有条件都适用。在实际应用时，要根据项目所在地的条件，进行计算后再采用。
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索比光伏网 https://news.solarbe.com/201510/23/182334.html
