Розрахунки проектування сонячних інверторних стрінгів
Наступна стаття допоможе вам розрахувати максимальну/мінімальну кількість модулів на послідовний ланцюг під час проектування вашої фотоелектричної системи. Розмір інвертора складається з двох частин: напруги та струму. Під час визначення розміру інвертора необхідно враховувати різні обмеження конфігурації, які слід враховувати під час визначення розміру сонячного інвертора (дані з технічних паспортів інвертора та сонячних панелей). Також важливим фактором є температурний коефіцієнт.
1. Температурний коефіцієнт сонячної панелі Voc / Isc:
Напруга/струм, з яким працюють сонячні панелі, залежить від температури елемента. Чим вища температура, тим нижча напруга/струм, який вироблятиме сонячна панель, і навпаки. Напруга/струм системи завжди буде найвищим у найхолодніших умовах, і, наприклад, для його розрахунку потрібен температурний коефіцієнт сонячної панелі Voc. Для моно- та полікристалічних сонячних панелей це завжди від'ємне значення %/°C, наприклад, -0,33%/°C для SUN 72P-35F. Цю інформацію можна знайти в технічному паспорті виробника сонячних панелей. Будь ласка, зверніться до рисунка 2.
2. Кількість сонячних панелей у послідовному з'єднанні:
Коли сонячні панелі з'єднані послідовно (тобто позитивний полюс однієї панелі з'єднаний з негативним полюсом наступної панелі), напруга кожної панелі додається, щоб отримати загальну напругу ланцюга. Тому нам потрібно знати, скільки сонячних панелей ви плануєте з'єднати послідовно.
Коли у вас є вся інформація, ви готові ввести її в наступні розрахунки напруги та струму сонячної панелі, щоб перевірити, чи відповідає конструкція сонячної панелі вашим вимогам.
Вибір розміру напруги:
1. Максимальна напруга панелі = Voc * (1 + (Мін.темп.-25) * температурний коефіцієнт (Voc)
2. Максимальна кількість сонячних панелей = Максимальна вхідна напруга / Максимальна напруга панелі
Поточний розмір:
1. Мінімальний струм панелі = Isc * (1 + (Макс.темп.-25) * температурний коефіцієнт (Isc)
2. Максимальна кількість рядків = Макс. вхідний струм / Мінімальний струм панелі
3. Приклад:
У місті Куритиба, Бразилія, клієнт готовий встановити один трифазний інвертор Renac Power потужністю 5 кВт. Використовується сонячна панель потужністю 330 Вт, мінімальна температура поверхні становить -3 ℃, а максимальна - 35 ℃, напруга холостого ходу - 45,5 В, Vmpp - 37,8 В, діапазон напруги MPPT інвертора - 160-950 В, а максимальна напруга - 1000 В.
Інвертор та технічні характеристики:
Технічний паспорт сонячної панелі:
A) Вибір розміру напруги
За найнижчої температури (залежно від місцезнаходження, тут -3℃) напруга холостого ходу V oc модулів у кожному ланцюзі не повинна перевищувати максимальну вхідну напругу інвертора (1000 В):
1) Розрахунок напруги холостого ходу при -3℃:
VOC (-3 ℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Вольт
2) Розрахунок N максимальної кількості модулів у кожному рядку:
N = Максимальна вхідна напруга (1000 В) / 49,7 В = 20,12 (завжди округляти вниз)
Кількість сонячних фотоелектричних панелей у кожному рядку не повинна перевищувати 20 модулів. Крім того, за найвищої температури (залежно від місця розташування, тут 35℃), напруга MPP VMPP кожного рядка повинна бути в межах діапазону MPP сонячного інвертора (160 В–950 В):
3) Розрахунок максимальної напруги живлення VMPP при 35℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Вольт
4) Розрахунок мінімальної кількості модулів M у кожному рядку:
M = Мін. напруга MPP (160 В) / 44 В = 3,64 (завжди округляти в більшу сторону)
Кількість сонячних фотоелектричних панелей у кожному ланцюзі повинна бути щонайменше 4 модулі.
B) Визначення поточного розміру
Струм короткого замикання I SC фотоелектричного масиву не повинен перевищувати допустимий максимальний вхідний струм сонячного інвертора:
1) Розрахунок максимального струму при 35℃:
ISC (35℃) = ((1 + (10 * (TCSC / 100))) * ISC) = 9,22 * (1 + (35-25) * (-0,06%)) = 9,16 А
2) Обчислення P – максимальної кількості рядків:
P = Максимальний вхідний струм (12,5 А)/9,16 А = 1,36 рядка (завжди округляти у меншу сторону)
Фотоелектричний масив не повинен перевищувати одну ланцюжок.
Примітка:
Цей крок не потрібен для інвертора MPPT лише з одним ланцюгом.
В) Висновок:
1. Фотоелектричний генератор (фотоелектрична батарея) складається зодна струна, який підключений до трифазного інвертора потужністю 5 кВт.
2. У кожному ланцюжку підключені сонячні панелі повинні бутив межах 4-20 модулів.
Примітка:
Оскільки найкраща напруга MPPT для трифазного інвертора становить близько 630 В (найкраща напруга MPPT для однофазного інвертора становить близько 360 В), ефективність роботи інвертора в цей час найвища. Тому рекомендується розрахувати кількість сонячних модулів відповідно до найкращої напруги MPPT:
N = Найкраща MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756 В / 49,7 В = 15,21
Монокристалічна панель Найкращий MPPT VOC = Найкраща напруга MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 В
Полікристалічна панель Найкращий MPPT VOC = Найкраща напруга MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 В
Отже, для трифазного інвертора Renac R3-5K-DT рекомендована кількість сонячних панелей становить 16 модулів, і потрібно підключити лише один ланцюг 16x330 Вт = 5280 Вт.
4. Висновок
Вхід інвертора. Кількість сонячних панелей залежить від температури елемента та температурного коефіцієнта. Найкраща продуктивність базується на найкращій напрузі MPPT інвертора.
