Výpočty návrhu solárních invertorových řetězců
Následující článek vám pomůže vypočítat maximální/minimální počet modulů na řetězec při návrhu vašeho FV systému. Dimenzování střídače se skládá ze dvou částí, napětí a proudu. Při dimenzování střídače je třeba vzít v úvahu různá konfigurační omezení, která by měla být zohledněna při dimenzování solárního střídače (data z datových listů střídače a solárního panelu). Důležitým faktorem při dimenzování je také teplotní koeficient.
1. Teplotní koeficient solárního panelu Voc / Isc:
Napětí/proud, se kterým solární panely pracují, závisí na teplotě článku. Čím vyšší teplota, tím nižší napětí/proud solární panel produkuje a naopak. Napětí/proud systému bude vždy nejvyšší v nejchladnějších podmínkách a například k jeho výpočtu je zapotřebí teplotní koeficient solárního panelu Voc. U monokrystalických a polykrystalických solárních panelů je to vždy záporná hodnota %/°C, například -0,33 %/°C u SUN 72P-35F. Tyto informace naleznete v datovém listu výrobce solárních panelů. Viz obrázek 2.
2. Počet solárních panelů v sériovém zapojení:
Pokud jsou solární panely zapojeny do série (tj. kladný pól jednoho panelu je připojen k zápornému pólu dalšího panelu), napětí každého panelu se sečte, čímž se získá celkové napětí řetězce. Proto potřebujeme vědět, kolik solárních panelů chcete zapojit do série.
Jakmile budete mít všechny informace, můžete je zadat do následujících výpočtů dimenzování napětí a proudu solárních panelů, abyste zjistili, zda návrh solárního panelu bude vyhovovat vašim požadavkům.
Dimenzování napětí:
1. Maximální napětí panelu = Voc * (1 + (Min.temp - 25) * teplotní koeficient (Voc)
2. Maximální počet solárních panelů = Maximální vstupní napětí / Maximální napětí panelu
Aktuální dimenzování:
1. Minimální proud panelu = Isc * (1 + (max. teplota - 25) * teplotní koeficient (Isc)
2. Maximální počet řetězců = maximální vstupní proud / minimální proud panelu
3. Příklad:
Zákazník v brazilském městě Curitiba je připraven instalovat jeden třífázový střídač Renac Power 5KW. Použitý model solárního panelu je 330W, minimální povrchová teplota ve městě je -3 ℃ a maximální teplota je 35 ℃, napětí naprázdno je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, rozsah napětí MPPT střídače je 160 V-950 V a maximální napětí je 1000 V.
Měnič a datový list:
Datový list solárního panelu:
A) Dimenzování napětí
Při nejnižší teplotě (v závislosti na umístění, zde -3 °C) nesmí napětí naprázdno V oc modulů v každém řetězci překročit maximální vstupní napětí střídače (1000 V):
1) Výpočet napětí naprázdno při -3 °C:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 voltů
2) Výpočet N, maximálního počtu modulů v každém řetězci:
N = Max. vstupní napětí (1000 V) / 49,7 V = 20,12 (vždy zaokrouhlete dolů)
Počet solárních FV panelů v každém řetězci nesmí překročit 20 modulů. Kromě toho musí být při nejvyšší teplotě (v závislosti na umístění, zde 35 °C) napětí MPP VMPP každého řetězce v rozsahu MPP solárního střídače (160 V–950 V):
3) Výpočet maximálního napájecího napětí VMPP při 35 °C:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 voltů
4) Výpočet minimálního počtu modulů M v každém řetězci:
M = Min. MPP napětí (160 V) / 44 V = 3,64 (vždy zaokrouhleno nahoru)
Počet solárních FV panelů v každém řetězci musí být alespoň 4 moduly.
B) Dimenzování proudu
Zkratový proud I SC FV panelu nesmí překročit povolený maximální vstupní proud solárního střídače:
1) Výpočet maximálního proudu při 35 °C:
ISC (35 °C) = ((1 + (10 * (TCSC / 100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35 - 25) * (-0,06 %)) = 9,16 A
2) Výpočet maximálního počtu řetězců P:
P = Maximální vstupní proud (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 řetězce (vždy zaokrouhlete dolů)
FV panel nesmí překročit jeden řetězec.
Poznámka:
Tento krok není vyžadován pro MPPT měniče s pouze jedním řetězcem.
C) Závěr:
1. FV generátor (FV pole) se skládá zjeden řetězec, který je připojen k třífázovému 5KW střídači.
2. V každém řetězci by měly být připojeny solární panelyv rámci 4–20 modulů.
Poznámka:
Protože nejlepší MPPT napětí třífázového střídače je kolem 630 V (nejlepší MPPT napětí jednofázového střídače je kolem 360 V), je v tomto okamžiku pracovní účinnost střídače nejvyšší. Doporučuje se proto vypočítat počet solárních modulů podle nejlepšího MPPT napětí:
N = Nejlepší MPPT VOC / VOC (-3 °C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Monokrystalový panel Nejlepší MPPT VOC = Nejlepší MPPT napětí x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykrystalový panel Nejlepší MPPT VOC = Nejlepší MPPT napětí x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Takže pro třífázový střídač Renac R3-5K-DT je doporučený vstupní počet solárních panelů 16 modulů a stačí zapojit jeden řetězec 16x330W=5280W.
4. Závěr
Vstup střídače Počet solárních panelů závisí na teplotě článků a teplotním koeficientu. Nejlepší výkon je založen na nejlepším MPPT napětí střídače.
