Päikeseenergia inverteri stringi disaini arvutused
Järgnev artikkel aitab teil oma PV-süsteemi projekteerimisel arvutada jadamoodulite maksimaalse/minimaalse arvu. Inverteri suuruse määramine koosneb kahest osast: pinge ja voolu suuruse määramisest. Inverteri suuruse määramisel tuleb arvestada erinevate konfiguratsioonipiirangutega, mida tuleks päikeseenergia inverteri suuruse määramisel arvesse võtta (andmed inverteri ja päikesepaneelide andmelehtedelt). Suuruse määramisel on oluline tegur temperatuurikoefitsient.
1. Päikesepaneeli temperatuurikoefitsient Voc / Isc:
Päikesepaneelide pinge/vool sõltub elemendi temperatuurist – mida kõrgem on temperatuur, seda madalamat pinget/voolu päikesepaneel toodab ja vastupidi. Süsteemi pinge/vool on alati kõrgeim kõige külmemates tingimustes ja näiteks selle arvutamiseks on vaja päikesepaneeli temperatuurikoefitsienti Voc. Mono- ja polükristalliliste päikesepaneelide puhul on see alati negatiivne %/°C näitaja, näiteks -0,33%/°C SUN 72P-35F puhul. Selle teabe leiate päikesepaneelide tootja andmelehelt. Palun vaadake joonist 2.
2. Päikesepaneelide arv järjestikku ühendatud reas:
Kui päikesepaneelid ühendatakse jadamisi (st ühe paneeli positiivne poolus on ühendatud järgmise paneeli negatiivse poolusega), liidetakse iga paneeli pinge kokku, et saada rea kogupinge. Seetõttu peame teadma, mitu päikesepaneeli kavatsete jadamisi ühendada.
Kui teil on kogu teave olemas, saate selle sisestada järgmistesse päikesepaneelide pinge ja voolu suuruse arvutustesse, et näha, kas päikesepaneeli disain vastab teie vajadustele.
Pinge suuruse määramine:
1. Paneeli maksimaalne pinge =Voc*(1+(min.temp-25)*temperatuuritegur (Voc)
2. Päikesepaneelide maksimaalne arv = maksimaalne sisendpinge / paneeli maksimaalne pinge
Praegune suurus:
1. Paneeli minimaalne voolutugevus =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperatuurikoefitsient (Isc)
2. Stringide maksimaalne arv = maksimaalne sisendvool / minimaalne paneeli vool
3. Näide:
Curitiba linn Brasiilias on valmis paigaldama ühe Renac Power 5KW kolmefaasilise inverteri. Kasutatav päikesepaneelide mudel on 330W moodul, linna minimaalne pinnatemperatuur on -3 ℃ ja maksimaalne temperatuur on 35 ℃, tühikäigu pinge on 45,5 V, Vmpp on 37,8 V, inverteri MPPT pingevahemik on 160 V-950 V ja maksimaalne pinge talub 1000 V.
Inverter ja andmeleht:
Päikesepaneelide andmeleht:
A) Pinge suuruse mõõtmine
Madalaimal temperatuuril (asukohast sõltuv, siin -3 ℃) ei tohi iga rea moodulite avatud ahela pinge V oc ületada inverteri maksimaalset sisendpinget (1000 V):
1) Avatud vooluringi pinge arvutamine temperatuuril -3 ℃:
VOC (-3 ℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 volti
2) N arvutamine, mis on iga stringi maksimaalse moodulite arv:
N = Maksimaalne sisendpinge (1000 V) / 49,7 volti = 20,12 (alati ümardage allapoole)
Päikesepaneelide arv igas reas ei tohi ületada 20 moodulit. Lisaks peab iga rea MPP-pinge VMPP kõrgeimal temperatuuril (asukohast olenevalt, antud juhul 35 ℃) jääma päikeseenergia inverteri MPP-vahemikku (160 V–950 V):
3) Maksimaalse võimsuspinge VMPP arvutamine temperatuuril 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 volti
4) Iga stringi moodulite minimaalse arvu M arvutamine:
M = Min MPP pinge (160 V) / 44 volti = 3,64 (alati ümardage ülespoole)
Päikesepaneelide arv igas reas peab olema vähemalt 4 moodulit.
B) Voolu suuruse määramine
Päikesepaneelide lühisvool I SC ei tohi ületada päikesepaneelide inverteri lubatud maksimaalset sisendvoolu:
1) Maksimaalse voolutugevuse arvutamine temperatuuril 35 ℃:
ISC (35 ℃) = ((1 + (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06%)) = 9,16 A
2) P arvutamine, mis tähendab stringide maksimaalset arvu:
P = Maksimaalne sisendvool (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 stringi (alati ümardada allapoole)
PV-massiiv ei tohi ületada ühte stringi.
Märkus:
See samm pole ühe stringiga inverteri MPPT puhul vajalik.
C) Kokkuvõte:
1. PV-generaator (PV-massiiv) koosneb järgmistest osadestüks nöör, mis on ühendatud kolmefaasilise 5KW inverteriga.
2. Igas reas peaksid ühendatud päikesepaneelid olema4–20 mooduli piires.
Märkus:
Kuna kolmefaasilise inverteri parim MPPT pinge on umbes 630 V (ühefaasilise inverteri parim MPPT pinge on umbes 360 V), on inverteri tööefektiivsus sel ajal kõrgeim. Seega on soovitatav arvutada päikesemoodulite arv vastavalt parimale MPPT pingele:
N = Parim MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Monokristallpaneel Parim MPPT VOC = Parim MPPT pinge x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polükristallpaneel Parim MPPT VOC = Parim MPPT pinge x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Seega Renaci kolmefaasilise inverteriga R3-5K-DT soovitatav sisendpäikesepaneelide arv on 16 moodulit ja need tuleb ühendada vaid ühe 16x330W=5280W stringiga.
4. Kokkuvõte
Inverteri sisend Päikesepaneelide arv sõltub patareide temperatuurist ja temperatuurikoefitsiendist. Parim jõudlus põhineb inverteri parimal MPPT pingel.
