Izračuni zasnove niza sončnih razsmernikov
Naslednji članek vam bo pomagal izračunati največje/najmanjše število modulov na serijo pri načrtovanju vašega PV sistema. Dimenzioniranje razsmernika je sestavljeno iz dveh delov, napetosti in toka. Med dimenzioniranjem razsmernika morate upoštevati različne konfiguracijske omejitve, ki jih je treba upoštevati pri dimenzioniranju sončnega razsmernika (podatki iz podatkovnih listov razsmernika in sončnih panelov). Pomemben dejavnik pri dimenzioniranju je tudi temperaturni koeficient.
1. Temperaturni koeficient sončnih kolektorjev Voc / Isc:
Napetost/tok, pri katerem delujejo sončne celice, je odvisen od temperature celice. Višja kot je temperatura, nižja je napetost/tok, ki ga proizvaja sončna celica, in obratno. Napetost/tok sistema bo vedno najvišji v najhladnejših pogojih, za izračun tega pa je na primer potreben temperaturni koeficient sončne celice Voc. Pri mono- in polikristalnih sončnih celicah je ta vrednost vedno negativna v %/°C, na primer -0,33 %/°C pri SUN 72P-35F. Te informacije najdete na podatkovnem listu proizvajalca sončne celice. Glejte sliko 2.
2. Število sončnih panelov v serijskem nizu:
Ko so sončni paneli zaporedno povezani v nize (torej je pozitivni pol enega panela povezan z negativnim polom naslednjega panela), se napetost vsakega panela sešteje, da se dobi skupna napetost niza. Zato moramo vedeti, koliko sončnih panelov nameravate povezati zaporedno.
Ko imate vse podatke, jih lahko vnesete v naslednje izračune napetosti in toka sončnih panelov, da preverite, ali bo zasnova sončnega panela ustrezala vašim zahtevam.
Velikost napetosti:
1. Najvišja napetost panela = Voc * (1 + (min. temperatura - 25) * temperaturni koeficient (Voc)
2. Največje število sončnih panelov = največja vhodna napetost / največja napetost panela
Trenutna velikost:
1. Min. tok panela = Isc * (1 + (maks. temperatura - 25) * temperaturni koeficient (Isc)
2. Največje število nizov = največji vhodni tok / najmanjši tok plošče
3. Primer:
V Curitibi v Braziliji je stranka pripravljena namestiti en trifazni razsmernik Renac Power 5KW. Uporabljeni model sončne celice je modul z močjo 330 W, minimalna temperatura površine v mestu je -3 ℃ in maksimalna temperatura 35 ℃, napetost odprtega tokokroga je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, razpon napetosti MPPT razsmernika je 160 V–950 V, maksimalna napetost pa lahko prenese 1000 V.
Inverter in podatkovni list:
Podatkovni list sončnih panelov:
A) Določanje napetosti
Pri najnižji temperaturi (odvisno od lokacije, tukaj -3 ℃) napetost odprtega tokokroga V oc modulov v vsakem nizu ne sme preseči največje vhodne napetosti razsmernika (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 V = 20,12 (vedno zaokrožiti navzdol)
Število sončnih panelov 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 sončnega razsmernika (160 V–950 V):
3) Izračun največje napetosti VMPP pri 35 ℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 voltov
4) Izračun minimalnega števila modulov M v vsakem nizu:
M = Min MPP napetost (160 V) / 44 V = 3,64 (vedno zaokrožiti navzgor)
Število sončnih panelov v vsakem nizu mora biti vsaj 4 moduli.
B) Določanje trenutne velikosti
Kratkostični tok I SC PV-generatorja ne sme presegati dovoljenega največjega vhodnega toka sončnega razsmernika:
1) Izračun maksimalnega 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 niza (vedno zaokrožiti navzdol)
PV-niz ne sme presegati enega niza.
Opomba:
Ta korak ni potreben za MPPT pretvornik z samo enim nizom.
C) Zaključek:
1. PV generator (PV niz) je sestavljen izena struna, ki je priključen na trifazni 5KW razsmernik.
2. V vsakem nizu morajo biti priključeni sončni paneliznotraj 4–20 modulov.
Opomba:
Ker je najboljša MPPT napetost trifaznega razsmernika okoli 630 V (najboljša MPPT napetost enofaznega razsmernika je okoli 360 V), je delovna učinkovitost razsmernika v tem času najvišja. Zato je priporočljivo izračunati število sončnih modulov glede na najboljšo MPPT napetost:
N = Najboljša MPPT VOC / VOC (-3 °C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Monokristalna plošča Best MPPT VOC = Najboljša MPPT napetost x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polikristalna plošča Najboljša MPPT VOC = Najboljša MPPT napetost x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Torej, za trifazni razsmernik Renac R3-5K-DT je priporočeno število vhodnih sončnih panelov 16 modulov, ki jih je treba priključiti le na en niz 16x330W=5280W.
4. Zaključek
Vhod inverterja Število sončnih panelov je odvisno od temperature celice in temperaturnega koeficienta. Najboljša zmogljivost temelji na najboljši MPPT napetosti inverterja.
