太阳能逆变器组串设计计算
本文将帮助您在设计光伏系统时计算每串组件的最大/最小数量。逆变器容量计算包括电压容量计算和电流容量计算两部分。在进行逆变器容量计算时,您需要考虑不同的配置限制,这些限制在确定太阳能逆变器容量时应予以考虑(数据来自逆变器和太阳能电池板的数据手册)。此外,温度系数也是容量计算中的一个重要因素。
1. 太阳能电池板开路电压/短路电流的温度系数:
太阳能电池板的工作电压/电流取决于电池温度,温度越高,太阳能电池板产生的电压/电流越低,反之亦然。在最冷的条件下,系统的电压/电流始终最高。例如,需要用到太阳能电池板的开路电压 (Voc) 温度系数来计算这一点。对于单晶硅和多晶硅太阳能电池板,该值始终为负值(以每摄氏度为单位),例如 SUN 72P-35F 的开路电压温度系数为 -0.33%。此信息可在太阳能电池板制造商的数据表中找到。请参阅图 2。
2. 串联太阳能电池板数量:
当太阳能电池板串联连接时(即一个电池板的正极连接到下一个电池板的负极),每个电池板的电压相加得到总电压。因此,我们需要知道您打算串联多少个太阳能电池板。
当您掌握了所有信息后,就可以将其输入到以下太阳能电池板电压和电流计算中,以查看太阳能电池板设计是否符合您的要求。
电压尺寸:
1. 面板最大电压 = Voc*(1+(最低温度-25)*温度系数(Voc)
2. 太阳能电池板最大数量 = 最大输入电压 / 最大电池板电压
当前尺寸:
1. 最小面板电流 = Isc*(1+(最高温度-25)*温度系数(Isc)
2. 最大串数 = 最大输入电流 / 面板最小电流
3. 例如:
巴西库里蒂巴市的客户准备安装一台 Renac Power 5KW 三相逆变器,使用的太阳能电池板型号为 330W 组件,该市最低地表温度为 -3℃,最高温度为 35℃,开路电压为 45.5V,最大功率点电压为 37.8V,逆变器最大功率点跟踪电压范围为 160V-950V,最大可承受电压为 1000V。
逆变器及数据手册:


太阳能电池板数据表:

A) 电压尺寸
在最低温度下(取决于地点,此处为-3℃),每串组件的开路电压Voc不得超过逆变器的最大输入电压(1000V):
1)-3℃时开路电压的计算:
挥发性有机化合物(-3℃)= 45.5*(1+(-3-25)*(-0.33%)) = 49.7伏
2)计算每串中模块的最大数量 N:
N = 最大输入电压 (1000 V)/49.7 伏 = 20.12(始终向下取整)
每串太阳能光伏组件的数量不得超过 20 个。此外,在最高温度(取决于地点,此处为 35℃)下,每串的最大功率点电压 VMPP 必须在太阳能逆变器的最大功率点电压范围(160V–950V)内:
3)计算35℃时的最大功率电压VMPP:
VMPP(35℃)=45.5*(1+(35-25)*(-0.33%))= 44伏
4)计算每串中模块的最小数量 M:
M = 最小最大功率点电压 (160 V) / 44 伏 = 3.64(始终向上取整)
每串太阳能光伏板的数量必须至少为 4 个组件。
B) 当前尺寸
光伏阵列的短路电流 I SC 不得超过太阳能逆变器允许的最大输入电流:
1)计算35℃时的最大电流:
ISC (35℃) = ((1 + (10 * (TCSC / 100))) * ISC ) = 9.22 * (1 + (35 - 25) * (-0.06%)) = 9.16 A
2)计算字符串的最大数量 P:
P = 最大输入电流 (12.5A)/9.16 A = 1.36 串(始终向下取整)
光伏阵列不得超过一串。
评论:
对于只有一串的逆变器MPPT,不需要此步骤。
C) 结论:
1. 光伏发电机(光伏阵列)由以下部分组成:一根弦,它与三相 5KW 逆变器相连。
2. 每串连接的太阳能电池板应为4-20 个模块.
评论:
由于三相逆变器的最佳MPPT电压约为630V(单相逆变器的最佳MPPT电压约为360V),此时逆变器的工作效率最高。因此,建议根据最佳MPPT电压计算太阳能组件的数量:
N = 最佳 MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49.7V=15.21
单晶面板最佳MPPT开路电压 = 最佳MPPT电压 × 1.2 = 630 × 1.2 = 756V
多晶硅面板最佳MPPT VOC = 最佳MPPT电压 × 1.2 = 630 × 1.3 = 819V
因此,对于 Renac 三相逆变器 R3-5K-DT,推荐的输入太阳能电池板为 16 个组件,只需连接一串 16x330W=5280W 即可。
4. 结论
逆变器的输入功率取决于太阳能电池板的数量、电池温度和温度系数。最佳性能取决于逆变器的最佳最大功率点跟踪(MPPT)电压。

