Berechnungen zur String-Auslegung von Solarwechselrichtern
Der folgende Artikel hilft Ihnen bei der Berechnung der maximalen/minimalen Modulanzahl pro Reihenstrang bei der Auslegung Ihrer PV-Anlage. Und die Wechselrichterdimensionierung besteht aus zwei Teilen: der Spannungs- und der Stromdimensionierung. Bei der Wechselrichterdimensionierung müssen Sie die unterschiedlichen Konfigurationsgrenzen berücksichtigen, die bei der Dimensionierung des Solarwechselrichters berücksichtigt werden sollten (Daten aus den Datenblättern des Wechselrichters und des Solarmoduls). Und bei der Dimensionierung ist der Temperaturkoeffizient ein wichtiger Faktor.
1. Temperaturkoeffizient des Solarmoduls von Voc / Isc:
Die Spannung/der Strom, mit dem Solarmodule arbeiten, hängt von der Zellentemperatur ab. Je höher die Temperatur, desto niedriger ist die Spannung/der Strom, die das Solarpanel erzeugt, und umgekehrt. Die Spannung/der Strom des Systems ist unter den kältesten Bedingungen immer am höchsten, und um dies zu ermitteln, ist beispielsweise der Temperaturkoeffizient des Solarpanels von Voc erforderlich. Bei mono- und polykristallinen Solarmodulen ist es immer ein negativer %/oC-Wert, z. B. -0,33 %/oC beim SUN 72P-35F. Diese Informationen finden Sie im Datenblatt des Solarmodulherstellers. Bitte beachten Sie Abbildung 2.
2. Anzahl der Solarmodule in Reihenschaltung:
Wenn Solarmodule in Reihe geschaltet sind (das heißt, der Pluspol eines Moduls wird mit dem Minuspol des nächsten Moduls verbunden), wird die Spannung jedes Moduls addiert, um die Gesamtspannung des Strings zu ergeben. Daher müssen wir wissen, wie viele Solarmodule Sie in Reihe schalten möchten.
Wenn Sie alle Informationen haben, können Sie diese in die folgenden Berechnungen zur Spannungs- und Stromdimensionierung von Solarmodulen eingeben, um zu sehen, ob das Design des Solarmoduls Ihren Anforderungen entspricht.
Spannungsdimensionierung:
1. Maximale Panelspannung =Voc*(1+(Min.temp-25)*Temperaturkoeffizient(Voc)
2. Maximale Anzahl von Solarmodulen = max. Eingangsspannung / Maximale Panelspannung
Aktuelle Größe:
1. Min. Panelstrom =Isc*(1+(Max.temp-25)*Temperaturkoeffizient(Isc)
2. Maximale Anzahl Strings=Max. Eingangsstrom / Min. Panelstrom
3. Beispiel:
Curitiba, die Stadt Brasiliens, der Kunde ist bereit, einen dreiphasigen Wechselrichter von Renac Power 5 kW zu installieren. Das verwendete Solarpanel-Modell ist ein 330-W-Modul, die minimale Oberflächentemperatur der Stadt beträgt -3 °C und die maximale Temperatur beträgt 35 °C, offen Die Schaltkreisspannung beträgt 45,5 V, Vmpp beträgt 37,8 V, der MPPT-Spannungsbereich des Wechselrichters beträgt 160 V bis 950 V und die maximale Spannung kann standhalten 1000V.
Wechselrichter und Datenblatt:
Datenblatt zum Solarmodul:
A) Spannungsdimensionierung
Bei der niedrigsten Temperatur (standortabhängig, hier -3℃) darf die Leerlaufspannung V oc der Module in jedem String die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters (1000 V) nicht überschreiten:
1) Berechnung der Leerlaufspannung bei -3℃:
VOC (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Berechnung von N, der maximalen Anzahl von Modulen in jedem String:
N = Max. Eingangsspannung (1000 V)/49,7 Volt = 20,12 (immer abrunden)
Die Anzahl der Solar-PV-Module in jedem String darf 20 Module nicht überschreiten. Außerdem muss bei der höchsten Temperatur (standortabhängig, hier 35 °C) die MPP-Spannung VMPP jedes Strings innerhalb des MPP-Bereichs des Solarwechselrichters liegen (160 V– 950V):
3) Berechnung der maximalen Leistungsspannung VMPP bei 35℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Berechnung der Mindestanzahl von Modulen M in jedem String:
M = Min. MPP-Spannung (160 V)/ 44 Volt = 3,64 (immer aufrunden)
Die Anzahl der Solar-PV-Module in jedem String muss mindestens 4 Module betragen.
B) Aktuelle Dimensionierung
Der Kurzschlussstrom I SC des PV-Generators darf den zulässigen maximalen Eingangsstrom des Solarwechselrichters nicht überschreiten:
1) Berechnung des maximalen Stroms bei 35℃:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Berechnung von P der maximalen Anzahl von Strings:
P = Maximaler Eingangsstrom (12,5 A)/9,16 A = 1,36 Saiten (immer abgerundet)
Der PV-Generator darf nicht mehr als einen String umfassen.
Bemerkung:
Für den Wechselrichter MPPT mit nur einem String ist dieser Schritt nicht erforderlich.
C) Fazit:
1. Der PV-Generator (PV-Array) besteht auseine Saite, der an den dreiphasigen 5KW-Wechselrichter angeschlossen ist.
2. In jedem Strang sollten die angeschlossenen Solarmodule vorhanden seininnerhalb von 4-20 Modulen.
Bemerkung:
Da die beste MPPT-Spannung eines dreiphasigen Wechselrichters etwa 630 V beträgt (die beste MPPT-Spannung eines einphasigen Wechselrichters liegt etwa 360 V), ist die Arbeitseffizienz des Wechselrichters zu diesem Zeitpunkt am höchsten. Daher empfiehlt es sich, die Anzahl der Solarmodule anhand der besten MPPT-Spannung zu berechnen:
N = Bester MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Einkristallpanel Beste MPPT-VOC = Beste MPPT-Spannung x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polykristall-Panel Beste MPPT-VOC = Beste MPPT-Spannung x 1,2 = 630 x 1,3 = 819 V
Für den dreiphasigen Wechselrichter R3-5K-DT von Renac beträgt die empfohlene Eingangsgröße für Solarmodule also 16 Module, und es muss lediglich ein String mit 16 x 330 W = 5280 W angeschlossen werden.
4. Fazit
Wechselrichtereingang Anzahl der Solarmodule, abhängig von der Zellentemperatur und dem Temperaturkoeffizienten. Die beste Leistung basiert auf der besten MPPT-Spannung des Wechselrichters.