Beregninger af solinverter-strengdesign
Den følgende artikel hjælper dig med at beregne det maksimale/minimale antal moduler pr. seriestreng, når du designer dit PV-system. Inverterdimensioneringen består af to dele: spændings- og strømdimensionering. Under inverterdimensioneringen skal du tage højde for de forskellige konfigurationsgrænser, som bør tages i betragtning ved dimensionering af solcelle-inverteren (data fra inverter- og solpaneldatabladene). Og under dimensioneringen er temperaturkoefficienten en vigtig faktor.
1. Solpaneltemperaturkoefficient for Voc / Isc:
Den spænding/strøm, som solpaneler arbejder ved, afhænger af celletemperaturen. Jo højere temperaturen er, desto lavere er den spænding/strøm, som solpanelet producerer, og omvendt. Systemets spænding/strøm vil altid være højest under de koldeste forhold, og for eksempel kræves solpanelets temperaturkoefficient Voc for at beregne dette. Med mono- og polykrystallinske solpaneler er det altid et negativt %/oC-tal, f.eks. -0,33%/oC på SUN 72P-35F. Disse oplysninger kan findes på solpanelproducentens datablad. Se figur 2.
2. Antal solpaneler i seriekæden:
Når solpaneler er serieforbundet (dvs. pluspolen på ét panel er forbundet med minuspolen på det næste panel), lægges spændingen fra hvert panel sammen for at give den samlede strengspænding. Derfor skal vi vide, hvor mange solpaneler du har til hensigt at serieforbinde.
Når du har alle oplysningerne, er du klar til at indtaste dem i de følgende beregninger af solpanelets spændingsdimensionering og strømdimensionering for at se, om solpanelets design passer til dine behov.
Spændingsdimensionering:
1. Maks. panelspænding = Voc*(1+(Min.temp - 25)*temperaturkoefficient(Voc)
2. Maks. antal solpaneler = Maks. indgangsspænding / Maks. panelspænding
Nuværende størrelse:
1. Min. panelstrøm =Isc*(1+(Maks.temp.-25)*temperaturkoefficient(Isc)
2. Maks. antal strenge = Maks. indgangsstrøm / Min. panelstrøm
3. Eksempel:
En kunde fra byen Curitiba i Brasilien er klar til at installere en Renac Power 5KW trefaset inverter. Den anvendte solpanelmodel er et 330W modul. Byens minimumsoverfladetemperatur er -3℃ og den maksimale temperatur er 35℃. Tomgangsspændingen er 45,5V, Vmpp er 37,8V. Inverterens MPPT-spændingsområde er 160V-950V, og den maksimale spænding kan modstå 1000V.
Inverter og datablad:
Datablad om solpaneler:
A) Spændingsdimensionering
Ved den laveste temperatur (placeringsafhængig, her -3 ℃) må tomgangsspændingen V oc for modulerne i hver streng ikke overstige inverterens maksimale indgangsspænding (1000 V):
1) Beregning af tomgangsspændingen ved -3 ℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Beregning af N, det maksimale antal moduler i hver streng:
N = Maks. indgangsspænding (1000 V)/49,7 Volt = 20,12 (rund altid ned)
Antallet af solcellepaneler i hver streng må ikke overstige 20 moduler. Desuden skal MPP-spændingen VMPP for hver streng ved den højeste temperatur (placeringsafhængig, her 35 ℃) ligge inden for solcelleomformerens MPP-område (160V-950V):
3) Beregning af den maksimale effektspænding VMPP ved 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Beregning af det mindste antal moduler M i hver streng:
M = Min. MPP-spænding (160 V)/ 44 Volt = 3,64 (rund altid op)
Antallet af solcellepaneler i hver streng skal være mindst 4 moduler.
B) Nuværende størrelse
Kortslutningsstrømmen ISC for PV-panelet må ikke overstige den tilladte maksimale indgangsstrøm for solcelleomformeren:
1) Beregning af den maksimale strøm ved 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%)) = 9,16 A
2) Beregning af P, det maksimale antal strenge:
P = Maksimal indgangsstrøm (12,5 A)/9,16 A = 1,36 strenge (rund altid ned)
PV-panelet må ikke overstige én streng.
Bemærkning:
Dette trin er ikke nødvendigt for inverter MPPT med kun én streng.
C) Konklusion:
1. PV-generatoren (PV-panelet) består afén streng, som er tilsluttet den trefasede 5 kW inverter.
2. I hver streng skal de tilsluttede solpaneler væreinden for 4-20 moduler.
Bemærkning:
Da den bedste MPPT-spænding for en trefaset inverter er omkring 630V (den bedste MPPT-spænding for en enfaset inverter er omkring 360V), er inverterens arbejdseffektivitet højest på nuværende tidspunkt. Derfor anbefales det at beregne antallet af solcellemoduler i henhold til den bedste MPPT-spænding:
N = Bedste MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Enkeltkrystalpanel Bedste MPPT VOC = Bedste MPPT-spænding x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykrystalpanel Bedste MPPT VOC = Bedste MPPT-spænding x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Så for Renac trefaset inverter R3-5K-DT er de anbefalede solpaneler med indgangseffekt 16 moduler, og der skal kun tilsluttes én streng 16x330W=5280W.
4. Konklusion
Inverterindgang Antal solpaneler afhænger af celletemperatur og temperaturkoefficient. Den bedste ydelse er baseret på inverterens bedste MPPT-spænding.
