Расчеты конструкции солнечного инвертора
Данная статья поможет вам рассчитать максимальное/минимальное количество модулей в последовательном соединении при проектировании вашей фотоэлектрической системы. Выбор инвертора состоит из двух частей: напряжения и тока. При выборе инвертора необходимо учитывать различные ограничения конфигурации, которые следует учитывать при выборе инвертора для солнечной энергии (данные из технических паспортов инвертора и солнечной панели). Кроме того, при выборе инвертора важным фактором является температурный коэффициент.
1. Температурный коэффициент солнечной панели Voc/Isc:
Напряжение/ток, при которых работают солнечные панели, зависят от температуры ячеек: чем выше температура, тем ниже напряжение/ток, вырабатываемые солнечной панелью, и наоборот. Напряжение/ток системы всегда будут максимальными в самых холодных условиях, и, например, для их расчёта необходим температурный коэффициент солнечной панели Voc. Для моно- и поликристаллических солнечных панелей этот показатель всегда отрицательный (%)/°C, например, -0,33%/°C для SUN 72P-35F. Эту информацию можно найти в техническом описании производителя солнечной панели. См. рисунок 2.
2. Количество солнечных панелей в последовательном соединении:
При последовательном соединении солнечных панелей (то есть, когда положительный полюс одной панели подключается к отрицательному полюсу следующей) напряжение каждой панели суммируется, давая общее напряжение всей панели. Поэтому нам нужно знать, сколько солнечных панелей вы планируете соединить последовательно.
Когда у вас будет вся информация, вы будете готовы ввести ее в последующие расчеты напряжения и тока солнечной панели, чтобы увидеть, будет ли конструкция солнечной панели соответствовать вашим требованиям.
Определение напряжения:
1. Максимальное напряжение панели = Voc*(1+(Мин.темп.-25)*температурный коэффициент(Voc)
2. Максимальное количество солнечных панелей = Максимальное входное напряжение / Максимальное напряжение панели
Текущий размер:
1. Мин. ток панели =Isc*(1+(Макс.темп.-25)*температурный коэффициент(Isc)
2. Максимальное количество строк = Максимальный входной ток / Минимальный ток панели
3. Пример:
Клиент из города Куритиба (Бразилия) готов установить один трехфазный инвертор Renac Power мощностью 5 кВт, в качестве модели солнечной панели используется модуль мощностью 330 Вт, минимальная температура поверхности города составляет -3 ℃, а максимальная температура составляет 35 ℃, напряжение холостого хода составляет 45,5 В, Vmpp составляет 37,8 В, диапазон напряжения MPPT инвертора составляет 160–950 В, а максимальное выдерживаемое напряжение составляет 1000 В.
Инвертор и техническое описание:
Техническое описание солнечной панели:
А) Определение напряжения
При самой низкой температуре (зависит от местоположения, в данном случае -3℃) напряжение холостого хода V oc модулей в каждой цепочке не должно превышать максимального входного напряжения инвертора (1000 В):
1) Расчет напряжения холостого хода при -3℃:
ЛОС (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Вольт
2) Расчет N — максимального количества модулей в каждой строке:
N = Максимальное входное напряжение (1000 В)/49,7 Вольт = 20,12 (всегда округлять в меньшую сторону)
Количество солнечных фотоэлектрических панелей в каждой строке не должно превышать 20 модулей. Кроме того, при самой высокой температуре (зависит от местоположения, в данном случае 35 ℃) напряжение максимальной мощности (MPP) VMPP каждой строки должно находиться в диапазоне MPP инвертора солнечной энергии (160–950 В):
3) Расчет максимального напряжения питания VMPP при 35℃:
ВМПП (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Вольт
4) Расчет минимального количества модулей M в каждой строке:
M = минимальное напряжение MPP (160 В)/44 В = 3,64 (всегда округлять в большую сторону)
Количество солнечных фотоэлектрических панелей в каждой строке должно быть не менее 4 модулей.
Б) Текущий размер
Ток короткого замыкания I SC фотоэлектрической батареи не должен превышать максимально допустимый входной ток солнечного инвертора:
1) Расчет максимального тока при 35℃:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 А
2) Расчет P — максимального количества строк:
P = Максимальный входной ток (12,5 А)/9,16 А = 1,36 строки (всегда округлять в меньшую сторону)
Массив фотоэлектрических систем не должен превышать одну строку.
Замечание:
Этот шаг не требуется для инвертора MPPT только с одной цепочкой.
В) Заключение:
1. Фотоэлектрический генератор (фотоэлектрическая батарея) состоит изодна струна, который подключен к трехфазному инвертору мощностью 5 кВт.
2. В каждой строке должны быть подключены солнечные панели.в течение 4-20 модулей.
Замечание:
Поскольку оптимальное напряжение MPPT для трёхфазного инвертора составляет около 630 В (для однофазного инвертора оптимальное напряжение MPPT составляет около 360 В), эффективность работы инвертора в этот момент максимальна. Поэтому рекомендуется рассчитывать количество солнечных модулей в соответствии с оптимальным напряжением MPPT:
N = Лучший MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756 В/49,7 В=15,21
Монокристаллическая панель Лучший MPPT VOC = Лучшее напряжение MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 В
Поликристаллическая панель Лучший MPPT VOC = Лучшее напряжение MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 В
Таким образом, для трехфазного инвертора Renac R3-5K-DT рекомендуемые входные солнечные панели составляют 16 модулей, и их нужно всего лишь подключить в одну цепочку 16x330 Вт=5280 Вт.
4. Заключение
Входное напряжение инвертора: количество солнечных панелей зависит от температуры ячеек и температурного коэффициента. Оптимальная производительность достигается при оптимальном напряжении MPPT инвертора.
