Beregninger av solinverter-strengdesign
Følgende artikkel vil hjelpe deg med å beregne maksimalt/minimum antall moduler per seriestreng når du designer PV-systemet ditt. Omformerdimensjoneringen består av to deler: spennings- og strømdimensjonering. Under omformerdimensjoneringen må du ta hensyn til de ulike konfigurasjonsgrensene, som bør vurderes når du dimensjonerer solcelleomformeren (data fra omformerens og solcellepanelets datablader). Og under dimensjoneringen er temperaturkoeffisienten en viktig faktor.
1. Solpaneltemperaturkoeffisient for Voc / Isc:
Spenningen/strømmen som solcellepaneler opererer med er avhengig av celletemperaturen. Jo høyere temperatur, desto lavere er spenningen/strømmen solcellepanelet produserer, og omvendt. Systemets spenning/strøm vil alltid være på sitt høyeste under de kaldeste forholdene, og for eksempel kreves solcellepanelets temperaturkoeffisient Voc for å beregne dette. Med mono- og polykrystallinske solcellepaneler er det alltid et negativt %/oC-tall, for eksempel -0,33 %/oC på SUN 72P-35F. Denne informasjonen finner du i databladet til produsenten av solcellepanelet. Se figur 2.
2. Antall solcellepaneler i seriekoblingen:
Når solcellepaneler kobles i serie (det vil si at den positive polen på ett panel er koblet til den negative polen på det neste panelet), legges spenningen til hvert panel sammen for å få den totale strengspenningen. Derfor må vi vite hvor mange solcellepaneler du har tenkt å seriekoble.
Når du har all informasjonen, er du klar til å legge den inn i følgende beregninger av spennings- og strømstørrelse for solcellepaneler for å se om solcellepaneldesignet passer dine behov.
Spenningsstørrelse:
1. Maks. panelspenning = Voc*(1+(Min.temp-25)*temperaturkoeffisient(Voc)
2. Maks antall solcellepaneler = Maks. inngangsspenning / Maks. panelspenning
Nåværende størrelse:
1. Min. panelstrøm =Isc*(1+(Maks.temp.-25)*temperaturkoeffisient(Isc)
2. Maks. antall strenger = Maks. inngangsstrøm / Min. panelstrøm
3. Eksempel:
En kunde fra byen Curitiba i Brasil er klar til å installere en Renac Power 5KW trefaseomformer. Solcellepanelmodellen som brukes er en 330W-modul. Minimum overflatetemperatur i byen er -3℃ og maksimumstemperaturen er 35℃. Tomgangsspenningen er 45,5V, Vmpp er 37,8V. Omformerens MPPT-spenningsområde er 160V–950V, og maksimumsspenningen tåler 1000V.
Omformer og datablad:
Datablad for solcellepanel:
A) Spenningsdimensjonering
Ved den laveste temperaturen (stedsavhengig, her -3 ℃), må ikke tomgangsspenningen V oc for modulene i hver streng overstige omformerens maksimale inngangsspenning (1000 V):
1) Beregning av åpen kretsspenning ved -3 ℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Beregning av N, det maksimale antallet moduler i hver streng:
N = Maks. inngangsspenning (1000 V) / 49,7 Volt = 20,12 (alltid rund ned)
Antall solcellepaneler i hver streng må ikke overstige 20 moduler. Dessuten må MPP-spenningen VMPP for hver streng ved den høyeste temperaturen (stedsavhengig, her 35 ℃) være innenfor MPP-området til solcelleomformeren (160 V–950 V):
3) Beregning av maksimal effektspenning VMPP ved 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Beregning av minimum antall moduler M i hver streng:
M = Min. MPP-spenning (160 V) / 44 Volt = 3,64 (alltid rund opp)
Antall solcellepaneler i hver streng må være minst 4 moduler.
B) Nåværende størrelse
Kortslutningsstrømmen ISC til PV-panelet må ikke overstige den tillatte maksimale inngangsstrømmen til solcelleomformeren:
1) Beregning av maksimal strøm ved 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%)) = 9,16 A
2) Beregning av P, det maksimale antallet strenger:
P = Maksimal inngangsstrøm (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 strenger (alltid rund nedover)
PV-panelet må ikke overstige én streng.
Bemerke:
Dette trinnet er ikke nødvendig for omformerens MPPT med bare én streng.
C) Konklusjon:
1. PV-generatoren (PV-panelet) består avén streng, som er koblet til en trefase 5 kW inverter.
2. I hver streng skal de tilkoblede solcellepanelene væreinnen 4–20 moduler.
Bemerke:
Siden den beste MPPT-spenningen til en trefaseomformer er rundt 630 V (beste MPPT-spenning til enfaseomformer er rundt 360 V), er omformerens arbeidseffektivitet høyest på dette tidspunktet. Det anbefales derfor å beregne antall solcellemoduler i henhold til den beste MPPT-spenningen:
N = Beste MPPT VOC / VOC (-3 °C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Enkeltkrystallpanel Beste MPPT VOC = Beste MPPT-spenning x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykrystallpanel Beste MPPT VOC = Beste MPPT-spenning x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Så for Renac trefaseomformer R3-5K-DT er de anbefalte solcellepanelene 16 moduler, og de trenger bare å kobles til én streng 16 x 330 W = 5280 W.
4. Konklusjon
Inverterinngang Antall solcellepaneler avhenger av celletemperatur og temperaturkoeffisient. Den beste ytelsen er basert på inverterens beste MPPT-spenning.
