Beräkningar av solväxelriktarens strängdesign
Följande artikel hjälper dig att beräkna det maximala/minsta antalet moduler per seriesträng när du utformar ditt PV-system. Växelriktardimensioneringen består av två delar, spännings- och strömdimensionering. Vid växelriktardimensioneringen måste du ta hänsyn till de olika konfigurationsgränserna, vilka bör beaktas vid dimensionering av solväxelriktaren (data från växelriktarens och solpanelens datablad). Vid dimensioneringen är temperaturkoefficienten en viktig faktor.
1. Solpanelens temperaturkoefficient för Voc / Isc:
Spänningen/strömmen som solpaneler arbetar med beror på celltemperaturen, ju högre temperatur desto lägre spänning/ström kommer solpanelen att producera och vice versa. Systemets spänning/ström kommer alltid att vara som högst under de kallaste förhållandena och till exempel krävs solpanelens temperaturkoefficient Voc för att beräkna detta. Med mono- och polykristallina solpaneler är det alltid en negativ %/oC-siffra, till exempel -0,33 %/oC på SUN 72P-35F. Denna information finns i solpaneltillverkarens datablad. Se figur 2.
2. Antal solpaneler i seriekoppling:
När solpaneler är seriekopplade (det vill säga pluspolen på en panel är ansluten till minuspolen på nästa panel), summeras spänningen för varje panel för att få den totala strängspänningen. Därför behöver vi veta hur många solpaneler du tänker seriekoppla.
När du har all information är du redo att mata in den i följande beräkningar av solpanelernas spänningsdimensionering och strömdimensionering för att se om solpanelens design passar dina behov.
Spänningsdimensionering:
1. Max panelspänning =Voc*(1+(Min.temp - 25)*temperaturkoefficient(Voc)
2. Max antal solpaneler = Max ingångsspänning / Max panelspänning
Nuvarande storlek:
1. Min panelström =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperaturkoefficient(Isc)
2. Max antal strängar = Max. ingångsström / Min panelström
3. Exempel:
En kund i Curitiba i Brasilien är redo att installera en Renac Power 5KW trefasväxelriktare. Solpanelmodellen som används är en 330W-modul, stadens lägsta yttemperatur är -3℃ och den högsta temperaturen är 35℃, tomgångsspänningen är 45,5V, Vmpp är 37,8V, växelriktarens MPPT-spänningsområde är 160V-950V, och den maximala spänningen tål 1000V.
Växelriktare och datablad:
Datablad för solpaneler:
A) Spänningsdimensionering
Vid den lägsta temperaturen (platsberoende, här -3 ℃) får tomgångsspänningen V oc för modulerna i varje sträng inte överstiga växelriktarens maximala ingångsspänning (1000 V):
1) Beräkning av tomgångsspänningen vid -3 ℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Beräkning av N, det maximala antalet moduler i varje sträng:
N = Max ingångsspänning (1000 V)/49,7 Volt = 20,12 (alltid avrunda nedåt)
Antalet solpaneler i varje sträng får inte överstiga 20 moduler. Dessutom måste MPP-spänningen VMPP för varje sträng, vid den högsta temperaturen (platsberoende, här 35 ℃), ligga inom solväxelriktarens MPP-område (160 V–950 V):
3) Beräkning av maximal effektspänning VMPP vid 35 ℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Beräkning av det minsta antalet moduler M i varje sträng:
M = Min MPP-spänning (160 V)/ 44 Volt = 3,64 (avrunda alltid uppåt)
Antalet solpaneler i varje sträng måste vara minst 4 moduler.
B) Nuvarande storlek
Kortslutningsströmmen ISC för PV-anläggningen får inte överstiga den maximalt tillåtna ingångsströmmen för solcellsväxelriktaren:
1) Beräkning av maximal ström vid 35 ℃:
ISC (35℃) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%)) = 9,16 A
2) Beräkning av P, det maximala antalet strängar:
P = Maximal ingångsström (12,5 A)/9,16 A = 1,36 strängar (alltid avrunda nedåt)
PV-anläggningen får inte överstiga en sträng.
Anmärkning:
Detta steg krävs inte för växelriktaren MPPT med endast en sträng.
C) Slutsats:
1. PV-generatorn (PV-panelen) består aven sträng, som är ansluten till trefas 5 kW-växelriktaren.
2. I varje sträng ska de anslutna solpanelerna varainom 4–20 moduler.
Anmärkning:
Eftersom den bästa MPPT-spänningen för en trefasomvandlare är runt 630 V (bästa MPPT-spänningen för en enfasomvandlare är runt 360 V), är omvandlarens arbetseffektivitet högst vid denna tidpunkt. Därför rekommenderas det att beräkna antalet solmoduler enligt den bästa MPPT-spänningen:
N = Bästa MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Enkristallpanel Bästa MPPT VOC = Bästa MPPT-spänning x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykristallpanel Bästa MPPT VOC = Bästa MPPT-spänning x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Så för Renac trefasomriktare R3-5K-DT är de rekommenderade solpanelernas ingång 16 moduler, och behöver bara anslutas en sträng 16x330W=5280W.
4. Slutsats
Växelriktarens ingång Antal solpaneler beror på celltemperatur och temperaturkoefficient. Bästa prestanda baseras på växelriktarens bästa MPPT-spänning.
