Aurinkoinvertterijonojen suunnittelulaskelmat
Seuraava artikkeli auttaa sinua laskemaan moduulien enimmäis- ja vähimmäismäärän sarjaan aurinkosähköjärjestelmääsi suunnitellessasi. Invertterin mitoitus koostuu kahdesta osasta: jännitteestä ja virrasta. Invertterin mitoituksessa on otettava huomioon erilaiset kokoonpanorajoitukset, jotka tulee ottaa huomioon aurinkosähköinvertterin mitoituksessa (tiedot invertterin ja aurinkopaneelien datalehdistä). Mitoituksessa lämpötilakerroin on tärkeä tekijä.
1. Aurinkopaneelin lämpötilakerroin Voc / Isc:
Aurinkopaneelien käyttämä jännite/virta riippuu kennon lämpötilasta: mitä korkeampi lämpötila, sitä pienempää jännitettä/virtaa aurinkopaneeli tuottaa ja päinvastoin. Järjestelmän jännite/virta on aina korkeimmillaan kylmimmissä olosuhteissa, ja esimerkiksi aurinkopaneelin lämpötilakerroin Voc tarvitaan tämän laskemiseksi. Mono- ja polykiteisillä aurinkopaneeleilla se on aina negatiivinen %/oC-luku, kuten -0,33 %/oC SUN 72P-35F -mallissa. Nämä tiedot löytyvät aurinkopaneelien valmistajan datalehdestä. Katso kuva 2.
2. Sarjassa olevien aurinkopaneelien lukumäärä:
Kun aurinkopaneelit kytketään sarjaan (eli yhden paneelin positiivinen napa on kytketty seuraavan paneelin negatiiviseen napaan), kunkin paneelin jännite lasketaan yhteen, jolloin saadaan ketjun kokonaisjännite. Siksi meidän on tiedettävä, kuinka monta aurinkopaneelia aiot kytkeä sarjaan.
Kun sinulla on kaikki tiedot, olet valmis syöttämään ne seuraaviin aurinkopaneelien jännite- ja virtamitoituslaskelmiin nähdäksesi, sopiiko aurinkopaneelin suunnittelu tarpeisiisi.
Jännitemitoitus:
1. Paneelin maksimijännite =Voc*(1+(Min.lämpötila -25)*lämpötilakerroin (Voc)
2. Aurinkopaneelien enimmäismäärä = Suurin tulojännite / Paneelin suurin jännite
Nykyinen mitoitus:
1. Paneelin minimivirta =Isc*(1+(Max.temp.-25)*lämpötilakerroin (Isc)
2. Johtimien enimmäismäärä = Suurin tulovirta / Paneelin pienin virta
3. Esimerkki:
Curitiban kaupunki Brasiliassa on valmis asentamaan yhden Renac Powerin 5 kW:n kolmivaiheisen invertterin. Käytettävä aurinkopaneelimalli on 330 W:n moduuli, kaupungin minimipintalämpötila on -3 ℃ ja maksimilämpötila 35 ℃, tyhjäkäyntijännite on 45,5 V, Vmpp on 37,8 V, invertterin MPPT-jännitealue on 160–950 V ja maksimijännite kestää 1000 V.
Invertteri ja datalehti:
Aurinkopaneelien datalehti:
A) Jännitteen mitoitus
Alimmassa lämpötilassa (sijainnista riippuva, tässä -3 ℃) kunkin jonon moduulien tyhjäkäyntijännite V oc ei saa ylittää invertterin suurinta tulojännitettä (1000 V):
1) Tyhjäkäyntijännitteen laskeminen -3 ℃:ssa:
VOC (-3℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 volttia
2) N:n laskeminen eli kunkin merkkijonon moduulien enimmäismäärä:
N = Suurin tulojännite (1000 V) / 49,7 volttia = 20,12 (pyöristetään aina alaspäin)
Aurinkopaneelien määrä kussakin ketjussa ei saa ylittää 20 moduulia. Lisäksi korkeimmassa lämpötilassa (sijainnista riippuen, tässä 35 ℃) kunkin ketjun MPP-jännitteen VMPP on oltava aurinkoinvertterin MPP-alueella (160 V–950 V):
3) Suurimman tehojännitteen VMPP laskeminen 35 ℃:n lämpötilassa:
VMPP (35 ℃) = 45,5*(1+(35-25)*(-0,33 %)) = 44 volttia
4) Kunkin jonon moduulien vähimmäismäärän M laskeminen:
M = Min MPP-jännite (160 V) / 44 volttia = 3,64 (pyöristetään aina ylöspäin)
Aurinkopaneelien lukumäärän kussakin jonossa on oltava vähintään 4 moduulia.
B) Virran mitoitus
Aurinkopaneelijärjestelmän oikosulkuvirta I SC ei saa ylittää aurinkosähköinvertterin sallittua suurinta tulovirtaa:
1) Suurimman virran laskeminen 35 ℃:n lämpötilassa:
ISC (35 ℃) = ((1 + (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06 %)) = 9,16 A
2) Merkkijonojen enimmäismäärän P laskeminen:
P = Suurin tulovirta (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 merkkijonoa (pyöristetään aina alaspäin)
Aurinkopaneelien kokoonpano ei saa ylittää yhtä ketjua.
Huomautus:
Tätä vaihetta ei tarvita invertterin MPPT:lle, jossa on vain yksi jono.
C) Johtopäätös:
1. Aurinkosähkögeneraattori (aurinkopaneeliryhmä) koostuuyksi merkkijono, joka on kytketty kolmivaiheiseen 5 kW:n invertteriin.
2. Jokaisessa ketjussa kytkettyjen aurinkopaneelien tulee olla4–20 moduulin sisällä.
Huomautus:
Koska kolmivaiheisen invertterin paras MPPT-jännite on noin 630 V (yksivaiheisen invertterin paras MPPT-jännite on noin 360 V), invertterin hyötysuhde on korkein tällöin. Siksi on suositeltavaa laskea aurinkopaneelien lukumäärä parhaan MPPT-jännitteen mukaan:
N = Paras MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Yksikristallilevy Paras MPPT VOC = Paras MPPT-jännite x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykristallilevy Paras MPPT VOC = Paras MPPT-jännite x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Joten Renacin kolmivaiheiselle invertterille R3-5K-DT suositeltu aurinkopaneelien sisääntulo on 16 moduulia, ja ne tarvitsee kytkeä vain yhteen 16x330W = 5280W ketjuun.
4. Johtopäätös
Invertterin tulo Aurinkopaneelien lukumäärä riippuu kennon lämpötilasta ja lämpötilakertoimesta. Paras suorituskyky perustuu invertterin parhaaseen MPPT-jännitteeseen.
