Cálculos de deseño de cadeas de inversores solares
O seguinte artigo axudarache a calcular o número máximo/mínimo de módulos por cadea en serie ao deseñar o teu sistema fotovoltaico. E o dimensionamento do inversor comprende dúas partes: o dimensionamento da tensión e o da corrente. Durante o dimensionamento do inversor, debes ter en conta os diferentes límites de configuración, que se deben ter en conta ao dimensionar o inversor de enerxía solar (datos das follas de datos do inversor e dos paneis solares). E durante o dimensionamento, o coeficiente de temperatura é un factor importante.
1. Coeficiente de temperatura do panel solar de Voc/Isc:
A tensión/corrente á que funcionan os paneis solares depende da temperatura da célula; canto maior sexa a temperatura, menor será a tensión/corrente que producirá o panel solar e viceversa. A tensión/corrente do sistema sempre estará no seu punto máis alto nas condicións máis frías e, por exemplo, o coeficiente de temperatura do panel solar, Voc, é necesario para calculalo. Cos paneis solares mono e policristalinos, sempre é unha cifra negativa de %/oC, como por exemplo -0,33 %/oC no SUN 72P-35F. Esta información pódese atopar na folla de datos do fabricante do panel solar. Consulta a figura 2.
2. Número de paneis solares en serie:
Cando os paneis solares se conectan en serie (é dicir, o positivo dun panel está conectado ao negativo do seguinte panel), a tensión de cada panel súmase para obter a tensión total da cadea. Polo tanto, necesitamos saber cantos paneis solares se pretende conectar en serie.
Cando teñas toda a información, estarás listo para introducila nos seguintes cálculos de dimensionamento de tensión e corrente do panel solar para ver se o deseño do panel solar se axusta ás túas necesidades.
Dimensionamento da tensión:
1. Tensión máxima do panel = Voc*(1+(Temp. mín.-25)*coeficiente de temperatura (Voc)
2. Número máximo de paneis solares = Tensión de entrada máxima / Tensión máxima do panel
Tamaño actual:
1. Corrente mínima do panel = Isc*(1+(Temp. máx. -25)*coeficiente de temperatura (Isc)
2. Número máximo de cadeas = Corrente de entrada máxima / Corrente mínima do panel
3. Exemplo:
Un cliente da cidade de Curitiba, no Brasil, está listo para instalar un inversor trifásico Renac Power de 5 kW. O modelo de panel solar que utiliza é un módulo de 330 W, a temperatura mínima da superficie da cidade é de -3 ℃ e a temperatura máxima de 35 ℃, a tensión de circuíto aberto é de 45,5 V, o Vmpp é de 37,8 V, o rango de tensión MPPT do inversor é de 160 V a 950 V e a tensión máxima pode soportar 1000 V.
Inversor e folla de datos:
Ficha técnica do panel solar:
A) Dimensionamento da tensión
Á temperatura máis baixa (dependendo da localización, aquí -3 ℃), a tensión de circuíto aberto V oc dos módulos de cada cadea non debe superar a tensión de entrada máxima do inversor (1000 V):
1) Cálculo da tensión en circuíto aberto a -3 ℃:
VOC (-3℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 voltios
2) Cálculo de N, o número máximo de módulos en cada cadea:
N = Tensión de entrada máxima (1000 V)/49,7 voltios = 20,12 (arredondamento sempre cara abaixo)
O número de paneis solares fotovoltaicos en cada cadea non debe superar os 20 módulos. Ademais, á temperatura máis alta (dependendo da localización, aquí 35 ℃), a tensión MPP VMPP de cada cadea debe estar dentro do rango MPP do inversor de enerxía solar (160 V–950 V):
3) Cálculo da tensión de potencia máxima VMPP a 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 voltios
4) Cálculo do número mínimo de módulos M en cada cadea:
M = Tensión MPP mínima (160 V)/ 44 voltios = 3,64 (arredondamento sempre cara arriba)
O número de paneis solares fotovoltaicos en cada cadea debe ser de polo menos 4 módulos.
B) Dimensionamento actual
A corrente de curtocircuíto ISC do conxunto fotovoltaico non debe superar a corrente de entrada máxima permitida do inversor de enerxía solar:
1) Cálculo da corrente máxima a 35 ℃:
ISC (35 ℃) = ((1 + (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06 %)) = 9,16 A
2) Cálculo de P, o número máximo de cadeas:
P = Corrente de entrada máxima (12,5 A)/9,16 A = 1,36 cadeas (arrodonar sempre cara abaixo)
O conxunto fotovoltaico non debe exceder unha cadea.
Observación:
Este paso non é necesario para o inversor MPPT cunha soa cadea.
C) Conclusión:
1. O xerador fotovoltaico (matriz fotovoltaica) consta deunha corda, que está conectado ao inversor trifásico de 5 kW.
2. En cada cadea, os paneis solares conectados deben estardentro de 4-20 módulos.
Observación:
Dado que a mellor tensión MPPT dun inversor trifásico é duns 630 V (a mellor tensión MPPT dun inversor monofásico é duns 360 V), a eficiencia de funcionamento do inversor é a máis alta neste momento. Polo tanto, recoméndase calcular o número de módulos solares segundo a mellor tensión MPPT:
N = Mellor MPPT COV / COV (-3 °C) = 756 V/49,7 V=15,21
Panel monocristal Mellor MPPT VOC = Mellor tensión MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Panel policristalino Mellor MPPT VOC = Mellor tensión MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Entón, para o inversor trifásico Renac R3-5K-DT, os paneis solares de entrada recomendados son 16 módulos e só precisan conectar unha cadea de 16x330W = 5280W.
4. Conclusión
Entrada do inversor Número de paneis solares depende da temperatura da célula e do coeficiente de temperatura. O mellor rendemento baséase na mellor tensión MPPT do inversor.
