太陽光発電インバータストリング設計計算
以下の記事は、太陽光発電システムを設計する際に、直列ストリングあたりのモジュールの最大数と最小数を計算するのに役立ちます。インバーターのサイズ決定は、電圧と電流の2つの部分で構成されます。インバーターのサイズ決定では、太陽光発電インバーターのサイズ決定時に考慮すべき様々な構成制限を考慮する必要があります（インバーターとソーラーパネルのデータシートからのデータ）。また、サイズ決定においては、温度係数が重要な要素となります。
1. 太陽電池パネルのVoc / Iscの温度係数：
ソーラーパネルの動作電圧／電流はセル温度に依存します。温度が高いほどソーラーパネルが生成する電圧／電流は低くなり、逆もまた同様です。システムの電圧／電流は、最も寒い条件で常に最大になります。例えば、これを計算するには、ソーラーパネルの温度係数Vocが必要です。単結晶および多結晶ソーラーパネルでは、Vocは常にマイナスの%/℃で表されます。例えば、SUN 72P-35Fでは-0.33%/℃です。この情報は、ソーラーパネルメーカーのデータシートに記載されています。図2を参照してください。
2. 直列接続された太陽光パネルの数：
太陽光パネルを直列接続（つまり、1枚のパネルのプラス端子を次のパネルのマイナス端子に接続）する場合、各パネルの電圧が加算されて全体のストリング電圧となります。そのため、直列接続する太陽光パネルの枚数を把握しておく必要があります。
すべての情報が揃ったら、次のソーラー パネルの電圧サイズと電流サイズの計算に入力して、ソーラー パネルの設計が要件に合っているかどうかを確認します。
電圧サイズ:
1. パネルの最大電圧 = Voc*(1+(最低温度-25)*温度係数(Voc)
2. 太陽光パネルの最大数 = 最大入力電圧 / パネルの最大電圧
現在のサイズ:
1. 最小パネル電流 = Isc*(1+(最大温度-25)*温度係数(Isc)
2. 最大ストリング数 = 最大入力電流 / 最小パネル電流
3. 例:
ブラジルの都市クリチバの顧客は、Renac Power 5KW 3相インバータ1台を設置する準備ができています。使用されているソーラーパネルモデルは330Wモジュールです。市内の最低表面温度は-3℃、最高温度は35℃、開回路電圧は45.5V、Vmppは37.8V、インバーターMPPT電圧範囲は160V〜950V、最大電圧は1000Vに耐えることができます。
インバータとデータシート:
ソーラーパネルのデータシート:
A) 電圧サイジング
最低気温（場所によって異なりますが、ここでは-3℃）では、各ストリングのモジュールの開回路電圧V oc がインバーターの最大入力電圧（1000 V）を超えてはなりません。
1) -3℃における開回路電圧の計算:
VOC (-3℃)= 45.5*(1+(-3-25)*(-0.33%)) = 49.7 ボルト
2) 各ストリング内のモジュールの最大数Nの計算:
N = 最大入力電圧 (1000 V)/49.7 ボルト = 20.12 (常に切り捨て)
各ストリングの太陽光発電パネルの数は 20 モジュールを超えてはなりません。また、最高温度 (場所によって異なりますが、ここでは 35℃) では、各ストリングの MPP 電圧 VMPP は、太陽光発電インバータの MPP 範囲 (160V～950V) 内に収まらなければなりません。
3) 35℃での最大電力電圧VMPPの計算：
VMPP (35℃)=45.5*(1+(35-25)*(-0.33%))= 44 ボルト
4) 各ストリングの最小モジュール数Mの計算:
M = 最小 MPP 電圧 (160 V) / 44 ボルト = 3.64 (常に切り上げ)
各ストリング内の太陽光発電パネルの数は少なくとも 4 モジュールである必要があります。
B) 現在のサイズ
PVアレイの短絡電流I SCは、太陽光発電インバータの許容最大入力電流を超えてはなりません。
1) 35℃での最大電流の計算:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9.22*(1+(35-25)*(-0.06%))= 9.16 A
2) 最大文字列数Pの計算:
P = 最大入力電流 (12.5A)/9.16 A = 1.36 ストリング (常に切り捨て)
PV アレイは 1 つのストリングを超えてはなりません。
述べる：
1 つのストリングのみを持つインバーター MPPT の場合、この手順は必要ありません。
C) 結論:
1. 太陽光発電装置（PVアレイ）は、1本の弦、三相5KWインバータに接続されています。
2. 各ストリングでは、接続されたソーラーパネルは4～20モジュール以内.
述べる：
三相インバータの最適なMPPT電圧は約630V（単相インバータの最適なMPPT電圧は約360V）であるため、この時のインバータの動作効率は最も高くなります。そのため、最適なMPPT電圧に応じて太陽光モジュールの枚数を計算することをお勧めします。
N = 最良のMPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49.7V=15.21
単結晶パネル 最良MPPT VOC =最良MPPT電圧 x 1.2=630×1.2=756V
多結晶パネル 最適MPPT VOC =最適MPPT電圧 x 1.2=630×1.3=819V
したがって、Renac 3 相インバーター R3-5K-DT の場合、推奨入力ソーラーパネルは 16 モジュールであり、1 つのストリング (16x330W = 5280W) を接続するだけで済みます。
4. 結論
インバータの入力枚数は、セル温度と温度係数に依存します。最適な性能は、インバータの最適なMPPT電圧によって決まります。
