Saulės keitiklio stygų projektavimo skaičiavimai
Šis straipsnis padės jums apskaičiuoti maksimalų / minimalų modulių skaičių vienoje nuoseklioje grandinėje projektuojant savo PV sistemą. Inverterio dydžio nustatymas susideda iš dviejų dalių: įtampos ir srovės. Parenkant inverterio dydį reikia atsižvelgti į skirtingus konfigūracijos apribojimus, į kuriuos reikėtų atsižvelgti parenkant saulės energijos inverterio dydį (duomenys iš inverterio ir saulės baterijų duomenų lapų). Parenkant dydį, svarbus veiksnys yra temperatūros koeficientas.
1. Saulės baterijų temperatūros koeficientas Voc / Isc:
Saulės baterijų įtampa / srovė priklauso nuo elemento temperatūros: kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnę įtampą / srovę generuos saulės baterija ir atvirkščiai. Sistemos įtampa / srovė visada bus didžiausia šalčiausiomis sąlygomis, ir, pavyzdžiui, norint tai apskaičiuoti, reikalingas saulės baterijos temperatūros koeficientas Voc. Monokristalinių ir polikristalinių saulės baterijų atveju šis skaičius visada yra neigiamas %/°C, pvz., -0,33 %/°C SUN 72P-35F modelyje. Šią informaciją galite rasti saulės baterijų gamintojo duomenų lape. Žr. 2 paveikslą.
2. Saulės baterijų skaičius nuosekliai sujungtose grandinėse:
Kai saulės baterijos sujungiamos nuosekliai (t. y. vienos plokštės teigiamas polius prijungiamas prie kitos plokštės neigiamo poliaus), kiekvienos plokštės įtampa sumuojama, kad būtų gauta bendra jungties įtampa. Todėl turime žinoti, kiek saulės baterijų ketinate sujungti nuosekliai.
Kai turėsite visą informaciją, galėsite ją įvesti į toliau nurodytus saulės baterijų įtampos ir srovės dydžio skaičiavimus, kad pamatytumėte, ar saulės baterijos konstrukcija atitiks jūsų reikalavimus.
Įtampos dydis:
1. Maksimali skydelio įtampa =Voc*(1+(Min.temp.-25)*temperatūros koeficientas (Voc)
2. Maksimalus saulės baterijų skaičius = maksimali įėjimo įtampa / maksimali baterijos įtampa
Dabartinis dydis:
1. Min. skydelio srovė =Isc*(1+(maks.temp.-25)*temperatūros koeficientas (Isc)
2. Maksimalus stygų skaičius = maksimali įėjimo srovė / minimali skydelio srovė
3. Pavyzdys:
Kuritibos mieste, Brazilijoje, klientas yra pasiruošęs įdiegti vieną „Renac Power“ 5 kW trifazį keitiklį. Naudojamas saulės baterijos modelis yra 330 W modulis, minimali miesto paviršiaus temperatūra yra -3 ℃, o maksimali temperatūra yra 35 ℃, atviros grandinės įtampa yra 45,5 V, Vmpp yra 37,8 V, keitiklio MPPT įtampos diapazonas yra 160 V–950 V, o maksimali įtampa gali atlaikyti 1000 V.
Inverteris ir duomenų lapas:
Saulės baterijų duomenų lapas:
A) Įtampos dydžio nustatymas
Esant žemiausioms temperatūroms (priklausomai nuo vietos, čia -3 ℃), kiekvienos grandinės modulių atvirosios grandinės įtampa V oc neturi viršyti maksimalios keitiklio įėjimo įtampos (1000 V):
1) Atvirosios grandinės įtampos apskaičiavimas esant -3 ℃:
LOJ (-3 ℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 volto
2) N, maksimalaus modulių skaičiaus kiekvienoje eilutėje, apskaičiavimas:
N = Maksimali įėjimo įtampa (1000 V) / 49,7 volto = 20,12 (visada apvalinkite į mažesnę pusę)
Saulės fotovoltinių plokščių skaičius kiekvienoje grandinėje neturi viršyti 20 modulių. Be to, esant aukščiausiai temperatūrai (priklausomai nuo vietos, šiuo atveju 35 ℃), kiekvienos grandinės MPP įtampa VMPP turi būti saulės energijos keitiklio MPP diapazone (160 V–950 V):
3) Maksimalios galios įtampos VMPP apskaičiavimas esant 35 ℃ temperatūrai:
VMPP (35 ℃) = 45,5*(1+(35-25)*(-0,33%)) = 44 voltai
4) Minimalaus modulių skaičiaus M kiekvienoje eilutėje apskaičiavimas:
M = Min. MPP įtampa (160 V) / 44 voltai = 3,64 (visada suapvalinkite)
Saulės PV plokščių skaičius kiekvienoje girliandoje turi būti bent 4 moduliai.
B) Srovės dydžio nustatymas
FV masyvo trumpojo jungimo srovė I SC neturi viršyti leistinos maksimalios saulės energijos keitiklio įėjimo srovės:
1) Maksimalios srovės apskaičiavimas esant 35 ℃ temperatūrai:
ISC (35 ℃) = ((1 + (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06 %)) = 9,16 A
2) P, maksimalaus stygų skaičiaus, apskaičiavimas:
P = Maksimali įėjimo srovė (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 eilutės (visada apvalinkite į mažesnę pusę)
PV masyvas negali viršyti vienos grandinės.
Pastaba:
Šis žingsnis nereikalingas keitiklio MPPT, turinčiam tik vieną grandinę.
C) Išvada:
1. Fotovoltinis generatorius (fotovoltinių elementų masyvas) susideda išviena styga, kuris prijungtas prie trifazio 5 kW keitiklio.
2. Kiekvienoje girliandoje prijungtos saulės baterijos turėtų būtiper 4–20 modulių.
Pastaba:
Kadangi geriausia trifazio keitiklio MPPT įtampa yra apie 630 V (geriausia vienfazio keitiklio MPPT įtampa yra apie 360 V), keitiklio darbo efektyvumas šiuo metu yra didžiausias. Todėl rekomenduojama apskaičiuoti saulės modulių skaičių pagal geriausią MPPT įtampą:
N = Geriausias MPPT LOJ / LOJ (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Monokristalinė plokštė Geriausias MPPT LOJ = Geriausia MPPT įtampa x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polikristalinė plokštė Geriausias MPPT LOJ = Geriausia MPPT įtampa x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Taigi, „Renac“ trifaziam inverteriui R3-5K-DT rekomenduojami 16 saulės baterijų moduliai, kuriuos tereikia prijungti prie vienos 16x330W = 5280W grandinės.
4. Išvada
Inverterio įvestis Saulės baterijų skaičius priklauso nuo elemento temperatūros ir temperatūros koeficiento. Geriausias našumas priklauso nuo geriausios inverterio MPPT įtampos.
