Calculs de conception de chaîne d'onduleurs solaires
L'article suivant vous aidera à calculer le nombre maximal/minimum de modules par chaîne lors de la conception de votre système photovoltaïque. Le dimensionnement de l'onduleur comprend deux étapes : la tension et le courant. Lors du dimensionnement, vous devez tenir compte des différentes limites de configuration, qui doivent être prises en compte lors du dimensionnement de l'onduleur solaire (données issues des fiches techniques de l'onduleur et du panneau solaire). Le coefficient de température est également un facteur important.
1. Coefficient de température du panneau solaire Voc / Isc :
La tension/le courant de fonctionnement des panneaux solaires dépend de la température des cellules. Plus la température est élevée, plus la tension/le courant produit par le panneau solaire est faible, et inversement. La tension/le courant du système sera toujours maximal par temps très froid ; par exemple, le coefficient de température Voc du panneau solaire est nécessaire pour le calculer. Avec les panneaux solaires monocristallins et polycristallins, le coefficient %/°C est toujours négatif, par exemple -0,33 %/°C sur le SUN 72P-35F. Cette information est disponible sur la fiche technique du fabricant du panneau solaire. Veuillez vous référer à la figure 2.
2. Nombre de panneaux solaires dans la chaîne en série :
Lorsque des panneaux solaires sont câblés en série (c'est-à-dire que le positif d'un panneau est connecté au négatif du panneau suivant), la tension de chaque panneau est additionnée pour obtenir la tension totale de la chaîne. Il est donc nécessaire de connaître le nombre de panneaux solaires que vous prévoyez de connecter en série.
Lorsque vous disposez de toutes les informations, vous êtes prêt à les saisir dans les calculs de dimensionnement de tension et de courant du panneau solaire suivants pour voir si la conception du panneau solaire répondra à vos besoins.
Dimensionnement de la tension :
1. Tension maximale du panneau = Voc*(1+(Min.temp-25)*coefficient de température(Voc)
2. Nombre maximal de panneaux solaires = Tension d'entrée maximale / Tension maximale du panneau
Dimensionnement actuel :
1. Courant minimal du panneau = Isc*(1+(Max.temp-25)*coefficient de température(Isc)
2. Nombre maximal de chaînes = Courant d'entrée maximal / Courant minimal du panneau
3. Exemple :
Curitiba, la ville du Brésil, le client est prêt à installer un onduleur triphasé Renac Power 5KW, le modèle de panneau solaire utilisé est un module de 330W, la température de surface minimale de la ville est de -3℃ et la température maximale est de 35℃, la tension en circuit ouvert est de 45,5V, Vmpp est de 37,8V, la plage de tension MPPT de l'onduleur est de 160V-950V et la tension maximale peut supporter 1000V.
Onduleur et fiche technique :
Fiche technique du panneau solaire :
A) Dimensionnement de la tension
À la température la plus basse (selon l'emplacement, ici -3℃), la tension en circuit ouvert V oc des modules de chaque chaîne ne doit pas dépasser la tension d'entrée maximale de l'onduleur (1000 V) :
1) Calcul de la tension en circuit ouvert à -3℃ :
COV (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volts
2) Calcul de N le nombre maximum de modules dans chaque chaîne :
N = Tension d'entrée maximale (1000 V) / 49,7 volts = 20,12 (toujours arrondir à l'inférieur)
Le nombre de panneaux solaires photovoltaïques dans chaque chaîne ne doit pas dépasser 20 modules. De plus, à la température la plus élevée (selon l'emplacement, ici 35℃), la tension MPP VMPP de chaque chaîne doit être dans la plage MPP de l'onduleur solaire (160V–950V) :
3) Calcul de la tension de puissance maximale VMPP à 35℃ :
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volts
4) Calcul du nombre minimum de modules M dans chaque chaîne :
M = Tension MPP minimale (160 V) / 44 volts = 3,64 (toujours arrondir au supérieur)
Le nombre de panneaux solaires photovoltaïques dans chaque chaîne doit être d'au moins 4 modules.
B) Dimensionnement actuel
Le courant de court-circuit I SC du générateur photovoltaïque ne doit pas dépasser le courant d'entrée maximal autorisé de l'onduleur solaire :
1) Calcul du courant maximum à 35℃ :
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Calcul de P le nombre maximum de chaînes :
P = Courant d'entrée maximal (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 chaîne (toujours arrondir à l'inférieur)
Le réseau photovoltaïque ne doit pas dépasser une chaîne.
Remarque:
Cette étape n'est pas nécessaire pour l'onduleur MPPT avec une seule chaîne.
C) Conclusion :
1. Le générateur PV (réseau PV) est composé deune corde, qui est connecté à l'onduleur triphasé 5KW.
2. Dans chaque chaîne, les panneaux solaires connectés doivent êtredans un délai de 4 à 20 modules.
Remarque:
La tension MPPT optimale d'un onduleur triphasé étant d'environ 630 V (la tension MPPT optimale d'un onduleur monophasé étant d'environ 360 V), le rendement de l'onduleur est alors maximal. Il est donc recommandé de calculer le nombre de modules solaires en fonction de la tension MPPT optimale :
N = Meilleur MPPT COV / COV (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Panneau monocristallin Meilleur MPPT VOC = Meilleure tension MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Panneau polycristallin Meilleur MPPT VOC = Meilleure tension MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Ainsi, pour l'onduleur triphasé Renac R3-5K-DT, les panneaux solaires d'entrée recommandés sont de 16 modules et il suffit de connecter une chaîne 16x330W=5280W.
4. Conclusion
Le nombre de panneaux solaires en entrée de l'onduleur dépend de la température des cellules et du coefficient de température. Les performances optimales dépendent de la tension MPPT optimale de l'onduleur.
