Útreikningar á hönnun sólarspennubreytistrengja
Eftirfarandi grein mun hjálpa þér að reikna út hámarks-/lágmarksfjölda eininga í hverri röð þegar þú hannar sólarorkukerfið þitt. Og stærðarval invertersins samanstendur af tveimur hlutum, spennu- og straumstærð. Við stærðarval invertersins þarftu að taka tillit til mismunandi stillingarmarka, sem ætti að hafa í huga við stærðarval sólarorkuinvertersins (gögn úr gagnablöðum invertersins og sólarsella). Og við stærðarvalið er hitastuðullinn mikilvægur þáttur.
1. Hitastuðull sólarsella fyrir Voc / Isc:
Spennan/straumurinn sem sólarsellur virka við er háður hitastigi frumunnar, því hærra sem hitastigið er, því lægri er spennan/straumurinn sem sólarsellan framleiðir og öfugt. Spennan/straumurinn í kerfinu verður alltaf hæstur við köldustu aðstæður og til dæmis þarf hitastigsstuðull sólarsellunnar, Voc, til að reikna þetta út. Með ein- og fjölkristalla sólarsellum er það alltaf neikvætt %/oC tala, eins og -0,33%/oC á SUN 72P-35F. Þessar upplýsingar er að finna á gagnablaði framleiðanda sólarsellunnar. Sjá mynd 2.
2. Fjöldi sólarrafhlöður í raðtengingu:
Þegar sólarsellur eru tengdar í raðtengingu (þ.e. plús pól einnar sellu er tengdur við mínus pól næstu sellu), er spennan í hverri sellu lögð saman til að fá heildarspennuna í strengnum. Þess vegna þurfum við að vita hversu margar sólarsellur á að raðtengingu.
Þegar þú hefur allar upplýsingarnar ertu tilbúinn að færa þær inn í eftirfarandi útreikninga á spennu- og straumstærð sólarsella til að sjá hvort hönnun sólarsellunnar henti þínum þörfum.
Spennustærð:
1. Hámarksspenna spjaldsins = Voc*(1+(Min.temp-25)*hitastuðull(Voc)
2. Hámarksfjöldi sólarplata = Hámarksinntaksspenna / Hámarksspenna sólarplata
Núverandi stærð:
1. Lágmarksstraumur spjaldsins = Isc*(1+(Hámarkshitastig - 25)*hitastuðull (Isc)
2. Hámarksfjöldi strengja = Hámarksinntaksstraumur / Lágmarksstraumur spjaldsins
3. Dæmi:
Viðskiptavinur í Curitiba í Brasilíu er tilbúinn að setja upp einn Renac Power 5KW þriggja fasa inverter. Sólarsellan sem notuð er er 330W, lágmarks yfirborðshitastig borgarinnar er -3℃ og hámarkshitastig er 35℃, opin spenna er 45,5V, Vmpp er 37,8V, MPPT spennusvið invertersins er 160V-950V og hámarksspennan þolir 1000V.
Inverter og gagnablað:
Gagnablað fyrir sólarplötur:
A) Spennustærð
Við lægsta hitastig (staðsetningarháð, hér -3℃) má opin spenna Voc eininganna í hverri streng ekki fara yfir hámarksinntaksspennu invertersins (1000 V):
1) Útreikningur á opnu spennu við -3°C:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Útreikningur á N hámarksfjölda eininga í hverri streng:
N = Hámarksinntaksspenna (1000 V) / 49,7 Volt = 20,12 (alltaf námundað niður)
Fjöldi sólarsella í hverri streng má ekki fara yfir 20 einingar. Auk þess, við hæsta hitastig (staðsetningarháð, hér 35℃), verður MPP spennan VMPP hverrar strengs að vera innan MPP sviðs sólarorkubreytisins (160V–950V):
3) Útreikningur á hámarksaflspennu VMPP við 35℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Útreikningur á lágmarksfjölda eininga M í hverri streng:
M = Lágmarks MPP spenna (160 V) / 44 Volt = 3,64 (alltaf námundað upp)
Fjöldi sólarsella í hverri röð verður að vera að minnsta kosti fjórar einingar.
B) Núverandi stærð
Skammhlaupsstraumurinn ISC í sólarorkuverinu má ekki fara yfir leyfilegan hámarksinntaksstraum sólarorkubreytisins:
1) Útreikningur á hámarksstraumi við 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%)) = 9,16 A
2) Útreikningur á P hámarksfjölda strengja:
P = Hámarksinntaksstraumur (12,5A)/9,16 A = 1,36 strengir (alltaf námundað niður)
Sólarorkuverið má ekki vera lengra en ein strengur.
Athugasemd:
Þetta skref er ekki nauðsynlegt fyrir inverterinn MPPT með aðeins einni streng.
C) Niðurstaða:
1. Sólarrafallinn (PV-fylkingin) samanstendur afeinn strengur, sem er tengdur við þriggja fasa 5KW inverter.
2. Í hverri streng ættu tengdu sólarrafhlöðurnar að verainnan 4-20 eininga.
Athugasemd:
Þar sem besta MPPT spennan fyrir þriggja fasa inverter er um 630V (besta MPPT spennan fyrir einfasa inverter er um 360V), er rekstrarhagkvæmni invertersins mest á þessum tíma. Þess vegna er mælt með því að reikna út fjölda sólareininga í samræmi við bestu MPPT spennuna:
N = Besta MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Einkristallsplata Besta MPPT VOC = Besta MPPT spenna x 1,2 = 630 × 1,2 = 756V
Polycrystal spjald Besta MPPT VOC = Besta MPPT spenna x 1,2 = 630 × 1,3 = 819V
Fyrir Renac þriggja fasa inverter R3-5K-DT eru ráðlagðar sólarplötur með inntaki 16 einingar og þarf aðeins að tengja eina streng 16x330W = 5280W.
4. Niðurstaða
Inntak invertera Fjöldi sólarrafhlöður fer eftir hitastigi frumunnar og hitastuðli. Besta afköstin byggjast á bestu MPPT spennu invertersins.
