太陽光発電インバータストリングの設計計算
次の記事は、太陽光発電システムを設計する際に、シリーズ ストリングごとのモジュールの最大/最小数を計算するのに役立ちます。インバータのサイジングは、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を決定する際には、さまざまな構成制限を考慮する必要があります。これは、太陽光発電インバーターのサイズを決定するときに考慮する必要があります (インバーターおよびソーラー パネルのデータシートからのデータ)。サイジングの際には、温度係数が重要な要素となります。
1. ソーラーパネルの Voc / Isc の温度係数:
ソーラーパネルが動作する電圧/電流はセル温度に依存し、温度が高くなるとソーラーパネルが生成する電圧/電流は低くなり、その逆も同様です。システムの電圧/電流は、最も寒い条件では常に最高になります。これを計算するには、たとえば、Voc のソーラー パネルの温度係数が必要です。単結晶および多結晶ソーラー パネルでは、SUN 72P-35F の -0.33%/oC など、常にマイナスの %/oC の数値になります。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. 直列ストリング内のソーラーパネルの数:
ソーラーパネルが直列ストリングで配線されている場合（つまり、あるパネルのプラスが次のパネルのマイナスに接続されている）、各パネルの電圧が加算されてストリングの合計電圧が得られます。したがって、直列に配線する予定のソーラーパネルの数を知る必要があります。
すべての情報が揃ったら、それを次のソーラー パネルの電圧サイジングと電流サイジングの計算に入力して、ソーラー パネルの設計が要件を満たすかどうかを確認する準備が整いました。
電圧サイジング:
1. パネルの最大電圧 = Voc*(1+(Min.temp-25)*温度係数(Voc)
2. ソーラーパネルの最大数=最大。入力電圧 / 最大パネル電圧
現在のサイズ設定:
1. パネルの最小電流 =Isc*(1+(最大温度-25)*温度係数(Isc)
2. 文字列の最大数 = 最大。入力電流 / 最小パネル電流
3. 例:
ブラジルのクリチバ市、お客様は Renac Power 5KW 三相インバーター 1 台を設置する準備ができています。使用するソーラー パネル モデルは 330 W モジュールです。都市の最低表面温度は -3℃、最高温度は 35℃、オープンです。回路電圧は45.5V、Vmppは37.8V、インバータ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。
インバーターとデータシート:
ソーラーパネルのデータシート:
A) 電圧サイジング
最低温度 (場所に応じて、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℃における開放電圧の計算:
VOC (-3℃)= 45.5*(1+(-3-25)*(-0.33%)) = 49.7 ボルト
2) 各文字列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。さらに、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):
3) 35℃における最大電源電圧 VMPP の計算:
VMPP (35℃)=45.5*(1+(35-25)*(-0.33%))= 44 ボルト
4) 各文字列内のモジュールの最小数 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) 現在のサイジング
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℃における最大電流の計算:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9.22*(1+(35-25)*(-0.06%))= 9.16 A
2) 文字列の最大数 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 配列は 1 つの文字列を超えてはなりません。
述べる：
この手順は、ストリングが 1 つだけのインバータ MPPT には必要ありません。
C) 結論:
1. PV 発電機 (PV アレイ) は次のもので構成されます。1つの文字列、三相 5KW インバーター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が次のように配置されている必要があります。4～20モジュール以内.
述べる：
三相インバータの最良の MPPT 電圧は約 630V であるため (単相インバータの最良の MPPT 電圧は約 360V)、現時点ではインバータの動作効率が最も高くなります。したがって、最適な MPPT 電圧に従ってソーラー モジュールの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 Best MPPT VOC =Best MPPT 電圧 x 1.2=630×1.2=756V
多結晶パネル Best MPPT VOC =Best MPPT 電圧 x 1.2=630×1.3=819V
したがって、Renac 三相インバーター R3-5K-DT の場合、推奨される入力ソーラー パネルは 16 モジュールで、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
インバーター入力 ソーラーパネルの枚数はセル温度と温度係数に依存します。最高のパフォーマンスは、インバーターの最高の MPPT 電圧に基づいています。