據(jù)筆者所悉，目前PVsyst仿真軟件的熱平衡模型還主要適用于陸地、屋頂光伏系統(tǒng)等，對于水面的模型尚未提出或確定。因此眾多業(yè)主或設(shè)計單位在熱傳遞系數(shù)取值方面存在一定的困擾，更多的設(shè)計者還錯誤地使用陸地的取值去模擬水面光伏電站的溫升損失。為了解決此問題，筆者通過大量的文獻調(diào)研，試圖嘗試給大家提供經(jīng)驗參數(shù)，以便更好地模擬仿真。
陸地光伏、水面光伏組件的溫度模型機制有些不同。首先，入射到水面的輻射，水體蒸發(fā)引起水面環(huán)境溫度的降低，而陸地光伏，輻射與周圍物體進行熱交換。此外，水能夠自由流通，水接收太陽輻射后，水面和水下的溫度存在差異，較高溫度的水體與較冷的水體進行混合，而陸地光伏是不會存在這樣的情況。比如熱傳遞系數(shù)Uc值，它的大小表明了組件周圍環(huán)境對組件溫度的影響程度（Reindl，2018年），根據(jù)環(huán)境溫度、風(fēng)速、表面輻照度，可計算得到組件溫度。Uc值越高，組件工作溫度越低，效率越高。
水面漂浮式光伏電站是水面電站最常見的一種，根據(jù)光伏組件與周圍環(huán)境的水面熱交換可以分為兩類，第一類使用聚合物浮體，浮體具有一定的浮力，通過導(dǎo)軌與浮體的固定，將組件安裝固定在導(dǎo)軌上，這一類目前應(yīng)用具有成熟的解決方案，并且組件有一定的安裝傾角（5°-10°范圍，一般有5°和10°），組件的最低點與水面也有一定距離。這種方式組件依靠與周圍空氣的熱交換，達(dá)到熱平衡，且組件上部和下部都存在一個通風(fēng)腔，風(fēng)速越大，溫度下降越明顯，這一類可稱為Air-Cooled FPV。
第二類是光伏組件安裝在薄的水彈性膜上，水平角度漂浮在水面，也稱為“浮膜式水面漂浮”，此時水溫會構(gòu)成組件背面的環(huán)境介質(zhì)，由于水的熱導(dǎo)率明顯高于空氣（λwater = 0.6W/mK, λair = 0.026 W/mK), 水溫和水流量會起主導(dǎo)作用，因此組件工作溫度，除組件安裝方式以外，還受水溫、水流量、環(huán)境溫度、風(fēng)速等因素影響，這一類可稱為Water-Cooled FPV。
來自：Micheli, L.The Temperature of Floating Photovoltaics: Case Studies, Models and Recent Findings.
通過查閱國外相關(guān)研究文獻，可以查詢到近年上述兩種漂浮系統(tǒng)組件熱傳遞系數(shù)Uc和Uv的實測數(shù)據(jù)（考慮風(fēng)速影響，U=Uc+Uv*風(fēng)速）。如下圖所示，Air-Cooled FPV的U值在37-57不等，Water-Cooled FPV的U值達(dá)到了71。
從圖中可知，敞開式安裝、較小的陣列面積最有利于熱交換，從而降低組件溫度，同時組件傾斜角和方位角，甚至組件的雙面率，也可能影響FPV系統(tǒng)的傳熱效果。?
來自：Micheli, L.The Temperature of Floating Photovoltaics: Case Studies, Models and Recent Findings.
基于上述Air-Cooled與Water-Cooled熱交換方式的不同，假設(shè)Uw和Ua分別代表水冷和風(fēng)冷方式的熱傳遞系數(shù)。Uw取85的情況下，Ua從20變化到60，可以計算出，當(dāng)電池溫度相同的情況下，水溫與空氣溫度的差異。