Proračuni dizajna strune solarnog invertera
Sljedeći članak će vam pomoći da izračunate maksimalni/minimalni broj modula po nizu serije prilikom dizajniranja vašeg fotonaponskog sistema. Dimenzioniranje pretvarača se sastoji od dva dijela, veličine napona i struje. Prilikom dimenzioniranja pretvarača morate uzeti u obzir različita ograničenja konfiguracije, koja treba uzeti u obzir pri dimenzioniranju pretvarača solarne energije (podaci iz listova podataka o pretvaraču i solarnim panelima). A tokom dimenzioniranja, temperaturni koeficijent je važan faktor.
1. Temperaturni koeficijent solarne ploče od Voc / Isc:
Napon/struja na kojoj rade solarni paneli zavise od temperature ćelije, što je viša temperatura to će solarni panel proizvoditi manji napon/struja i obrnuto. Napon/struja sistema će uvek biti najviši u najhladnijim uslovima i na primer, temperaturni koeficijent solarnog panela Voc je potreban da bi se ovo rešilo. Kod mono i polikristalnih solarnih panela to je uvijek negativan %/oC, kao što je -0,33%/oC na SUN 72P-35F. Ove informacije se mogu naći u tehničkom listu proizvođača solarnih panela. Molimo pogledajte sliku 2.
2. Broj solarnih panela u nizu:
Kada su solarni paneli povezani u nizove (to jest, pozitiv jednog panela je spojen na negativ sljedećeg panela), napon svakog panela se zbraja kako bi se dobio ukupni napon žice. Stoga moramo znati koliko solarnih panela namjeravate spojiti u seriju.
Kada imate sve informacije, spremni ste da ih unesete u sljedeće proračune veličine napona solarnog panela i trenutne veličine kako biste vidjeli da li će dizajn solarnog panela odgovarati vašim zahtjevima.
Veličina napona:
1. Maksimalni napon panela =Voc*(1+(Min.temp-25)*temperaturni koeficijent(Voc)
2. Maks. broj solarnih panela=Maks. ulazni napon / maksimalni napon panela
Trenutna veličina:
1. Min. struja panela =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperaturni koeficijent(Isc)
2. Maks. broj stringova=Maks. ulazna struja / Min. struja panela
3. Primjer:
Curitiba, grad Brazil, kupac je spreman da instalira jedan Renac Power 5KW trofazni inverter, model solarne ploče je modul od 330W, minimalna temperatura površine grada je -3℃, a maksimalna temperatura je 35℃, otvorena napon kola je 45,5V, Vmpp je 37,8V, opseg napona invertera MPPT je 160V-950V, a maksimalni napon može izdržati 1000V.
Inverter i datasheet:
Tehnički list solarne ploče:
A) Dimenzioniranje napona
Na najnižoj temperaturi (ovisno o lokaciji, ovdje -3℃), napon otvorenog kruga V oc modula u svakom nizu ne smije premašiti maksimalni ulazni napon pretvarača (1000 V):
1) Proračun napona otvorenog kruga na -3℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7V
2) Izračunavanje N maksimalnog broja modula u svakom nizu:
N = Maks. ulazni napon (1000 V)/49,7 V = 20,12 (uvijek zaokružiti naniže)
Broj solarnih PV panela u svakom nizu ne smije biti veći od 20 modula. Osim toga, na najvišoj temperaturi (ovisno o lokaciji, ovdje 35℃), MPP napon VMPP svakog niza mora biti unutar MPP opsega pretvarača solarne energije (160V– 950V):
3) Proračun maksimalnog napona snage VMPP na 35℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 volti
4) Proračun minimalnog broja modula M u svakom nizu:
M = Min MPP napon (160 V)/ 44 V = 3,64 (uvijek zaokružiti)
Broj solarnih PV panela u svakom nizu mora biti najmanje 4 modula.
B) Trenutna veličina
Struja kratkog spoja I SC PV niza ne smije premašiti dozvoljenu maksimalnu ulaznu struju pretvarača solarne energije:
1) Proračun maksimalne struje na 35℃:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Izračunavanje P maksimalnog broja nizova:
P = Maksimalna ulazna struja (12,5A)/9,16 A = 1,36 nizova (uvijek zaokružiti naniže)
PV niz ne smije prelaziti jedan niz.
Napomena:
Ovaj korak nije potreban za pretvarač MPPT sa samo jednim nizom.
C) Zaključak:
1. PV generator (PV niz) se sastoji odjedan niz, koji je spojen na trofazni inverter od 5KW.
2. U svakom nizu trebaju biti povezani solarni paneliu okviru 4-20 modula.
Napomena:
Budući da je najbolji MPPT napon trofaznog pretvarača oko 630V (najbolji MPPT napon jednofaznog pretvarača je oko 360V), radna efikasnost pretvarača je najveća u ovom trenutku. Stoga se preporučuje izračunavanje broja solarnih modula prema najboljem MPPT naponu:
N = Najbolji MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49.7V=15.21
Monokristalni panel Najbolji MPPT VOC =Najbolji MPPT napon x 1.2=630×1.2=756V
Polikristalni panel Najbolji MPPT VOC =Najbolji MPPT napon x 1.2=630×1.3=819V
Dakle, za Renac trofazni inverter R3-5K-DT preporučeni ulazni solarni paneli su 16 modula, a potrebno je samo spojiti jedan niz 16x330W=5280W.
4. Zaključak
Inverterski ulaz Broj solarnih panela zavisi od temperature ćelije i temperaturnog koeficijenta. Najbolje performanse se zasnivaju na najboljem MPPT naponu pretvarača.