Izračuni dizajna niza solarnih invertera
Sljedeći članak pomoći će vam da izračunate maksimalni/minimalni broj modula po serijskom nizu prilikom projektiranja vašeg fotonaponskog sustava. Dimenzioniranje pretvarača sastoji se od dva dijela, napona i struje. Tijekom dimenzioniranja pretvarača morate uzeti u obzir različita ograničenja konfiguracije, koja treba uzeti u obzir prilikom dimenzioniranja pretvarača solarne energije (podaci iz podatkovnih listova pretvarača i solarnih panela). Tijekom dimenzioniranja, temperaturni koeficijent je važan faktor.
1. Koeficijent temperature solarnog panela Voc / Isc:
Napon/struja na kojoj rade solarni paneli ovisi o temperaturi ćelije, što je viša temperatura, to je niži napon/struja koju će solarni panel proizvoditi i obrnuto. Napon/struja sustava uvijek će biti najviši u najhladnijim uvjetima, a na primjer, temperaturni koeficijent solarnog panela Voc potreban je za izračun toga. Kod mono i polikristalnih solarnih panela to je uvijek negativna vrijednost %/°C, kao što je -0,33%/°C na SUN 72P-35F. Ove informacije možete pronaći u podatkovnom listu proizvođača solarnih panela. Pogledajte sliku 2.
2. Broj solarnih panela u serijskom nizu:
Kada su solarni paneli spojeni u seriju (tj. pozitivni pol jednog panela spojen je na negativni pol sljedećeg panela), napon svakog panela zbraja se kako bi se dobio ukupni napon niza. Stoga moramo znati koliko solarnih panela namjeravate spojiti u seriju.
Kada imate sve informacije, spremni ste ih unijeti u sljedeće izračune veličine napona i struje solarnih panela kako biste vidjeli odgovara li dizajn solarnog panela vašim zahtjevima.
Dimenzioniranje napona:
1. Maks. napon panela = Voc * (1 + (Min.temp - 25) * temperaturni koeficijent (Voc)
2. Maksimalni broj solarnih panela = Maksimalni ulazni napon / Maksimalni napon panela
Trenutna veličina:
1. Minimalna struja panela = Isc * (1 + (Max.temp - 25) * temperaturni koeficijent (Isc)
2. Maks. broj nizova = Maks. ulazna struja / Min. struja panela
3. Primjer:
Curitiba, grad u Brazilu, spreman je instalirati jedan trofazni inverter Renac Power 5KW. Korišteni model solarnog panela je modul od 330 W, minimalna površinska temperatura grada je -3 ℃, a maksimalna temperatura 35 ℃, napon otvorenog kruga je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, raspon MPPT napona invertera je 160 V-950 V, a maksimalni napon može izdržati 1000 V.
Inverter i podatkovni list:
Tehnički list solarnih panela:
A) Dimenzioniranje napona
Na najnižoj temperaturi (ovisno o lokaciji, ovdje -3 ℃), napon otvorenog kruga V oc modula u svakom nizu ne smije prijeći maksimalni ulazni napon pretvarača (1000 V):
1) Izračun napona otvorenog kruga na -3℃:
VOC (-3 ℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volta
2) Izračun N maksimalnog broja modula u svakom nizu:
N = Maks. ulazni napon (1000 V)/49,7 V = 20,12 (uvijek zaokružiti prema dolje)
Broj solarnih PV panela u svakom nizu ne smije prelaziti 20 modula. Osim toga, na najvišoj temperaturi (ovisno o lokaciji, ovdje 35 ℃), MPP napon VMPP svakog niza mora biti unutar MPP raspona solarnog pretvarača (160 V – 950 V):
3) Izračun maksimalnog napona VMPP na 35℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 volta
4) Izračun minimalnog broja modula M u svakom nizu:
M = Min MPP napon (160 V) / 44 V = 3,64 (uvijek zaokružiti prema gore)
Broj solarnih PV panela u svakom nizu mora biti najmanje 4 modula.
B) Trenutna veličina
Struja kratkog spoja I SC fotonaponskog panela ne smije prelaziti dopuštenu maksimalnu ulaznu struju solarnog pretvarača:
1) Izračun maksimalne struje na 35℃:
ISC (35℃) = ((1 + (10 * (TCSC / 100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06%)) = 9,16 A
2) Izračun P maksimalnog broja nizova:
P = Maksimalna ulazna struja (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 nizova (uvijek zaokružiti prema dolje)
Fotonaponski niz ne smije prelaziti jedan niz.
Napomena:
Ovaj korak nije potreban za MPPT inverter sa samo jednim nizom.
C) Zaključak:
1. PV generator (PV niz) sastoji se odjedna žica, koji je spojen na trofazni pretvarač od 5 kW.
2. U svakom nizu spojeni solarni paneli trebaju bitiunutar 4-20 modula.
Napomena:
Budući da je najbolji MPPT napon trofaznog invertera oko 630 V (najbolji MPPT napon jednofaznog invertera je oko 360 V), radna učinkovitost invertera je u ovom trenutku najveća. Stoga se preporučuje izračunati broj solarnih modula prema najboljem MPPT naponu:
N = Najbolja MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Monokristalna ploča Najbolji MPPT VOC = Najbolji MPPT napon x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polikristalna ploča Najbolji MPPT VOC = Najbolji MPPT napon x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Dakle, za Renac trofazni pretvarač R3-5K-DT preporučeni ulazni solarni paneli su 16 modula, a potrebno je spojiti samo jedan niz 16x330W = 5280W.
4. Zaključak
Ulaz invertera Broj solarnih panela ovisi o temperaturi ćelije i temperaturnom koeficijentu. Najbolje performanse temelje se na najboljem MPPT naponu invertera.
