Càlculs de disseny de cadenes d'inversors solars
El següent article us ajudarà a calcular el nombre màxim/mínim de mòduls per cadena en sèrie a l'hora de dissenyar el vostre sistema fotovoltaic. I el dimensionament de l'inversor comprèn dues parts: el voltatge i el corrent. Durant el dimensionament de l'inversor, cal tenir en compte els diferents límits de configuració, que s'han de tenir en compte a l'hora de dimensionar l'inversor d'energia solar (dades de les fitxes tècniques de l'inversor i dels panells solars). I durant el dimensionament, el coeficient de temperatura és un factor important.
1. Coeficient de temperatura del panell solar de Voc / Isc:
El voltatge/corrent al qual funcionen els panells solars depèn de la temperatura de la cèl·lula; com més alta sigui la temperatura, més baix serà el voltatge/corrent que produirà el panell solar i viceversa. El voltatge/corrent del sistema sempre estarà al seu punt més alt en les condicions més fredes i, per exemple, es requereix el coeficient de temperatura del panell solar Voc per calcular-ho. Amb els panells solars monocristal·lins i policristal·lins, sempre és una xifra negativa de %/oC, com ara -0,33%/oC al SUN 72P-35F. Aquesta informació es pot trobar a la fitxa tècnica del fabricant del panell solar. Consulteu la figura 2.
2. Nombre de panells solars en sèrie:
Quan els panells solars es connecten en sèrie (és a dir, el positiu d'un panell està connectat al negatiu del panell següent), el voltatge de cada panell se suma per obtenir el voltatge total de la cadena. Per tant, necessitem saber quants panells solars teniu previst connectar en sèrie.
Quan tingueu tota la informació, ja la podeu introduir als següents càlculs de dimensionament del voltatge i del corrent del panell solar per veure si el disseny del panell solar s'adaptarà a les vostres necessitats.
Dimensionament del voltatge:
1. Tensió màxima del panell = Voc * (1 + (Min.temp -25) * coeficient de temperatura (Voc)
2. Nombre màxim de panells solars = Tensió d'entrada màxima / Tensió màxima del panell
Mida actual:
1. Corrent mínim del panell = Isc * (1 + (Temp. màxima -25) * coeficient de temperatura (Isc)
2. Nombre màxim de cadenes = Corrent d'entrada màxim / Corrent mínim del panell
3. Exemple:
Un client de Curitiba, la ciutat del Brasil, està a punt per instal·lar un inversor trifàsic Renac Power de 5 kW. El model de panell solar que utilitza és un mòdul de 330 W, la temperatura mínima de la superfície de la ciutat és de -3 ℃ i la temperatura màxima és de 35 ℃, la tensió de circuit obert és de 45,5 V, Vmpp és de 37,8 V, el rang de tensió MPPT de l'inversor és de 160 V a 950 V i la tensió màxima pot suportar 1000 V.
Inversor i fitxa tècnica:
Fitxa tècnica del panell solar:
A) Dimensionament del voltatge
A la temperatura més baixa (depenent de la ubicació, aquí -3 ℃), la tensió de circuit obert V oc dels mòduls de cada cadena no ha de superar la tensió d'entrada màxima de l'inversor (1000 V):
1) Càlcul del voltatge en circuit obert a -3 ℃:
VOC (-3℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 volts
2) Càlcul de N, el nombre màxim de mòduls a cada cadena:
N = Tensió d'entrada màxima (1000 V) / 49,7 Volts = 20,12 (arrodonir sempre cap a la baixa)
El nombre de panells solars fotovoltaics a cada cadena no ha de superar els 20 mòduls. A més, a la temperatura més alta (depenent de la ubicació, aquí 35 ℃), la tensió MPP VMPP de cada cadena ha d'estar dins del rang MPP de l'inversor d'energia solar (160V–950V):
3) Càlcul del voltatge de potència màxim VMPP a 35 ℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))=44V
4) Càlcul del nombre mínim de mòduls M a cada cadena:
M = Tensió mínima MPP (160 V) / 44 Volt = 3,64 (arrodonir sempre cap amunt)
El nombre de panells solars fotovoltaics a cada cadena ha de ser com a mínim de 4 mòduls.
B) Dimensionament actual
El corrent de curtcircuit ISC del panell fotovoltaic no ha de superar el corrent d'entrada màxim permès de l'inversor d'energia solar:
1) Càlcul del corrent màxim a 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1 + (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06%)) = 9,16 A
2) Càlcul de P, el nombre màxim de cadenes:
P = Corrent d'entrada màxim (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 cadenes (arrodonir sempre cap a la baixa)
El panell fotovoltaic no ha de superar una cadena.
Observació:
Aquest pas no és necessari per a l'inversor MPPT amb només una cadena.
C) Conclusió:
1. El generador fotovoltaic (panell fotovoltaic) consta deuna corda, que està connectat a l'inversor trifàsic de 5KW.
2. A cada cadena, els panells solars connectats haurien d'estardins de 4-20 mòduls.
Observació:
Com que el millor voltatge MPPT d'un inversor trifàsic és d'uns 630 V (el millor voltatge MPPT d'un inversor monofàsic és d'uns 360 V), l'eficiència de funcionament de l'inversor és la més alta en aquest moment. Per tant, es recomana calcular el nombre de mòduls solars segons el millor voltatge MPPT:
N = Millor MPPT COV / COV (-3 °C) = 756 V/49,7 V=15,21
Panell monocristall Millor MPPT VOC = Millor voltatge MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Panell policristal·lí Millor MPPT VOC = Millor voltatge MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Així doncs, per a l'inversor trifàsic Renac R3-5K-DT, els panells solars d'entrada recomanats són de 16 mòduls i només cal connectar una cadena de 16x330W = 5280W.
4. Conclusió
Entrada de l'inversor Nombre de panells solars depèn de la temperatura de la cel·la i del coeficient de temperatura. El millor rendiment es basa en el millor voltatge MPPT de l'inversor.
