Izračuni zasnove niza sončnih pretvornikov
Naslednji članek vam bo pomagal izračunati največje/najmanjše število modulov na serijski niz pri načrtovanju vašega PV sistema.Dimenzioniranje pretvornika je sestavljeno iz dveh delov, dimenzioniranja napetosti in toka.Med dimenzioniranjem razsmernika morate upoštevati različne omejitve konfiguracije, ki jih je treba upoštevati pri dimenzioniranju razsmernika za sončno energijo (Podatki iz listov s podatki o razsmerniku in solarnem panelu).Med dimenzioniranjem je pomemben dejavnik temperaturni koeficient.
1. Temperaturni koeficient sončne plošče Voc / Isc:
Napetost/tok, pri katerem delujejo solarni paneli, je odvisen od temperature celice, višja kot je temperatura, nižjo napetost/tok bo proizvedel solarni panel in obratno.Napetost/tok sistema bo vedno najvišja v najhladnejših razmerah in na primer, za izračun tega je potreben temperaturni koeficient sončne celice Voc.Pri mono- in polikristalnih solarnih panelih je vedno negativen %/oC, na primer -0,33 %/oC pri SUN 72P-35F.Te informacije lahko najdete na podatkovnem listu proizvajalca solarnih panelov.Glejte sliko 2.
2. Število sončnih kolektorjev v nizu serije:
Ko so solarni paneli povezani v zaporednih nizih (to pomeni, da je pozitivni pol ene plošče povezan z negativnim polom naslednjega panela), se napetost vsakega panela sešteje, da dobimo skupno napetost niza.Zato moramo vedeti, koliko sončnih kolektorjev nameravate povezati v seriji.
Ko imate vse informacije, ste pripravljeni, da jih vnesete v naslednje izračune velikosti napetosti solarnega panela in dimenzioniranja toka, da vidite, ali bo zasnova solarnega panela ustrezala vašim zahtevam.
Dimenzioniranje napetosti:
1. Največja napetost plošče =Voc*(1+(Min.temp-25)*temperaturni koeficient(Voc)
2. Največje število sončnih kolektorjev = Maks.vhodna napetost / največja napetost plošče
Trenutna velikost:
1. Najmanjši tok plošče =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperaturni koeficient (Isc)
2. Največje število nizov = Maks.vhodni tok / Min. tok plošče
3. Primer:
Curitiba, mesto v Braziliji, stranka je pripravljena namestiti en trifazni pretvornik Renac Power 5KW, uporabljeni model solarne plošče je 330W modul, najnižja površinska temperatura mesta je -3 ℃ in najvišja temperatura 35 ℃, odprt napetost vezja je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, razpon napetosti pretvornika MPPT je 160 V-950 V, največja napetost pa lahko prenese 1000 V.
Pretvornik in podatkovni list:
Podatkovni list sončne plošče:
A) Dimenzioniranje napetosti
Pri najnižji temperaturi (odvisno od lokacije, tukaj -3℃) napetost odprtega tokokroga V oc modulov v vsakem nizu ne sme preseči največje vhodne napetosti pretvornika (1000 V):
1) Izračun napetosti odprtega tokokroga pri -3 ℃:
VOC (-3 ℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 V
2) Izračun N največjega števila modulov v vsakem nizu:
N = največja vhodna napetost (1000 V)/49,7 volta = 20,12 (vedno zaokroženo navzdol)
Število sončnih fotonapetostnih plošč v vsakem nizu ne sme presegati 20 modulov. Poleg tega mora biti pri najvišji temperaturi (odvisno od lokacije, tukaj 35 ℃) napetost MPP VMPP vsakega niza znotraj območja MPP pretvornika sončne energije (160 V– 950V):
3) Izračun največje napetosti moči VMPP pri 35 ℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 voltov
4) Izračun najmanjšega števila modulov M v vsakem nizu:
M = najmanjša MPP napetost (160 V)/44 voltov = 3,64 (vedno zaokroženo navzgor)
Število solarnih PV panelov v vsakem nizu mora biti vsaj 4 moduli.
B) Trenutno dimenzioniranje
Tok kratkega stika I SC PV polja ne sme preseči največjega dovoljenega vhodnega toka solarnega pretvornika:
1) Izračun največjega toka pri 35 ℃:
ISC (35 ℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Izračun P največjega števila nizov:
P = največji vhodni tok (12,5 A)/9,16 A = 1,36 nizov (vedno zaokroženo navzdol)
PV polje ne sme presegati enega niza.
Opomba:
Ta korak ni potreben za pretvornik MPPT s samo enim nizom.
C) Zaključek:
1. PV generator (PV polje) je sestavljen izena vrvica, ki je priključen na trifazni 5KW razsmernik.
2. V vsakem nizu morajo biti povezani sončni kolektorjiznotraj 4-20 modulov.
Opomba:
Ker je najboljša MPPT napetost trifaznega pretvornika okoli 630 V (najboljša MPPT napetost enofaznega pretvornika je okoli 360 V), je delovna učinkovitost pretvornika trenutno najvišja.Zato je priporočljivo izračunati število solarnih modulov glede na najboljšo napetost MPPT:
N = najboljši MPPT VOC / VOC (-3 °C) = 756 V/49,7 V=15,21
Enokristalna plošča Best MPPT VOC =Najboljša MPPT napetost x 1,2=630×1,2=756V
Polikristalna plošča Best MPPT VOC =Najboljša MPPT napetost x 1,2=630×1,3=819V
Torej za trifazni pretvornik Renac R3-5K-DT so priporočeni vhodni solarni kolektorji 16 modulov, priklopiti pa jih je treba le en niz 16x330W=5280W.
4. Zaključek
Vhod pretvornika Število solarnih kolektorjev je odvisno od temperature celice in temperaturnega koeficienta.Najboljše delovanje temelji na najboljši MPPT napetosti pretvornika.