Výpočty návrhu solárnych invertorových reťazcov
Nasledujúci článok vám pomôže vypočítať maximálny/minimálny počet modulov na sériový reťazec pri navrhovaní vášho FV systému. Dimenzovanie meniča pozostáva z dvoch častí, napäťového a prúdového. Počas dimenzovania meniča je potrebné zohľadniť rôzne konfiguračné limity, ktoré by sa mali zohľadniť pri dimenzovaní solárneho meniča (údaje z technických listov meniča a solárneho panela). Dôležitým faktorom pri dimenzovaní je aj teplotný koeficient.
1. Teplotný koeficient solárneho panela Voc / Isc:
Napätie/prúd, s ktorým solárne panely pracujú, závisí od teploty článku, čím vyššia je teplota, tým nižšie napätie/prúd bude solárny panel produkovať a naopak. Napätie/prúd systému bude vždy najvyššie v najchladnejších podmienkach a napríklad na jeho výpočet je potrebný teplotný koeficient solárneho panela Voc. Pri monokryštalických a polykryštalických solárnych paneloch je to vždy záporná hodnota %/°C, napríklad -0,33 %/°C na SUN 72P-35F. Tieto informácie nájdete v technickom liste výrobcu solárneho panela. Pozrite si obrázok 2.
2. Počet solárnych panelov v sériovom zapojení:
Keď sú solárne panely zapojené do série (to znamená, že kladný pól jedného panela je pripojený k zápornému pólu ďalšieho panela), napätie každého panela sa sčíta, čím sa získa celkové napätie reťazca. Preto potrebujeme vedieť, koľko solárnych panelov chcete zapojiť do série.
Keď budete mať všetky informácie, môžete ich zadať do nasledujúcich výpočtov napätia a prúdu solárneho panela, aby ste zistili, či návrh solárneho panela bude vyhovovať vašim požiadavkám.
Dimenzovanie napätia:
1. Maximálne napätie panela = Voc * (1 + (Min.temp - 25) * teplotný koeficient (Voc)
2. Maximálny počet solárnych panelov = maximálne vstupné napätie / maximálne napätie panela
Aktuálne dimenzovanie:
1. Minimálny prúd panela = Isc * (1 + (Max.temp - 25) * teplotný koeficient (Isc)
2. Maximálny počet reťazcov = maximálny vstupný prúd / minimálny prúd panela
3. Príklad:
Zákazník v brazílskom meste Curitiba je pripravený nainštalovať jeden trojfázový menič Renac Power 5KW. Používaný model solárneho panela je 330W, minimálna povrchová teplota v meste je -3 ℃ a maximálna teplota je 35 ℃, napätie naprázdno je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, rozsah napätia MPPT meniča je 160 V – 950 V a maximálne napätie je 1 000 V.
Menič a technický list:
Technický list solárneho panela:
A) Dimenzovanie napätia
Pri najnižšej teplote (v závislosti od lokality, tu -3 ℃) nesmie napätie naprázdno V oc modulov v každom reťazci prekročiť maximálne vstupné napätie meniča (1 000 V):
1) Výpočet napätia naprázdno pri -3℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 voltov
2) Výpočet N, maximálneho počtu modulov v každom reťazci:
N = Max. vstupné napätie (1000 V)/49,7 V = 20,12 (vždy zaokrúhliť nadol)
Počet solárnych FV panelov v každom reťazci nesmie presiahnuť 20 modulov. Okrem toho, pri najvyššej teplote (v závislosti od lokality, tu 35 ℃) musí byť napätie MPP VMPP každého reťazca v rozsahu MPP solárneho meniča (160 V – 950 V):
3) Výpočet maximálneho napätia VMPP pri 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 voltov
4) Výpočet minimálneho počtu modulov M v každom reťazci:
M = Min MPP napätie (160 V) / 44 V = 3,64 (vždy zaokrúhliť nahor)
Počet solárnych FV panelov v každom reťazci musí byť aspoň 4 moduly.
B) Dimenzovanie prúdu
Skratový prúd I SC FV panela nesmie prekročiť povolený maximálny vstupný prúd solárneho invertora:
1) Výpočet maximálneho prúdu pri 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1 + (10 * (TCSC / 100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06%)) = 9,16 A
2) Výpočet maximálneho počtu reťazcov P:
P = Maximálny vstupný prúd (12,5 A)/9,16 A = 1,36 reťazca (vždy zaokrúhliť nadol)
FV panel nesmie presiahnuť jeden reťazec.
Poznámka:
Tento krok nie je potrebný pre MPPT menič s iba jedným reťazcom.
C) Záver:
1. FV generátor (FV pole) sa skladá zjeden reťazec, ktorý je pripojený k trojfázovému 5KW meniču.
2. V každom reťazci by mali byť pripojené solárne panelyv rámci 4 – 20 modulov.
Poznámka:
Keďže najlepšie MPPT napätie trojfázového meniča je okolo 630 V (najlepšie MPPT napätie jednofázového meniča je okolo 360 V), pracovná účinnosť meniča je v tomto čase najvyššia. Preto sa odporúča vypočítať počet solárnych modulov podľa najlepšieho MPPT napätia:
N = Najlepšia MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Monokryštálový panel Najlepšie MPPT VOC = Najlepšie MPPT napätie x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykryštalický panel Najlepšie MPPT VOC = Najlepšie MPPT napätie x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Takže pre trojfázový menič Renac R3-5K-DT sa odporúča vstupný počet solárnych panelov 16 modulov a stačí pripojiť jeden reťazec 16x330W = 5280W.
4. Záver
Vstup meniča Počet solárnych panelov závisí od teploty článkov a teplotného koeficientu. Najlepší výkon je založený na najlepšom MPPT napätí meniča.
