Cálculos de projeto de string de inversor solar
O artigo a seguir irá ajudá-lo a calcular o número máximo/mínimo de módulos por string em série ao projetar seu sistema fotovoltaico. E o dimensionamento do inversor compreende duas partes: dimensionamento de tensão e corrente. Durante o dimensionamento do inversor é necessário levar em consideração os diferentes limites de configuração, que devem ser considerados no dimensionamento do inversor de energia solar (Dados das fichas técnicas do inversor e do painel solar). E durante o dimensionamento, o coeficiente de temperatura é um fator importante.
1. Coeficiente de temperatura do painel solar de Voc / Isc:
A tensão/corrente em que os painéis solares funcionam depende da temperatura da célula; quanto maior a temperatura, menor a tensão/corrente que o painel solar irá produzir e vice-versa. A tensão/corrente do sistema estará sempre mais alta nas condições mais frias e, por exemplo, o coeficiente de temperatura do painel solar Voc é necessário para resolver isso. Com painéis solares mono e policristalinos é sempre um valor %/oC negativo, como -0,33%/oC no SUN 72P-35F. Essas informações podem ser encontradas na ficha técnica dos fabricantes de painéis solares. Consulte a figura 2.
2. Nº de painéis solares em série:
Quando os painéis solares são conectados em série (ou seja, o positivo de um painel é conectado ao negativo do próximo painel), a tensão de cada painel é somada para fornecer a tensão total da cadeia. Portanto, precisamos saber quantos painéis solares você pretende conectar em série.
Quando você tiver todas as informações, estará pronto para inseri-las nos seguintes cálculos de dimensionamento de tensão e corrente do painel solar para ver se o design do painel solar atenderá às suas necessidades.
Dimensionamento de tensão:
1. Tensão máxima do painel =Voc*(1+(Min.temp-25)*coeficiente de temperatura(Voc)
2. Número máximo de painéis solares = Máx. tensão de entrada / tensão máxima do painel
Dimensionamento atual:
1. Corrente mínima do painel =Isc*(1+(Max.temp-25)*coeficiente de temperatura(Isc)
2. Número máximo de strings = Máx. corrente de entrada / corrente mínima do painel
3. Exemplo:
Curitiba, cidade do Brasil, o cliente está pronto para instalar um inversor trifásico Renac Power 5KW, o modelo de painel solar utilizado é o módulo de 330W, a temperatura mínima da superfície da cidade é -3 ℃ e a temperatura máxima é 35 ℃, o ambiente aberto a tensão do circuito é 45,5 V, Vmpp é 37,8 V, a faixa de tensão MPPT do inversor é 160 V-950 V e a tensão máxima pode suportar 1000 V.
Inversor e folha de dados:
Folha de dados do painel solar:
A) Dimensionamento de Tensão
Na temperatura mais baixa (dependendo da localização, aqui -3°C), a tensão de circuito aberto V oc dos módulos em cada string não deve exceder a tensão máxima de entrada do inversor (1000 V):
1) Cálculo da Tensão de Circuito Aberto a -3℃:
COV (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volts
2) Cálculo de N o número máximo de módulos em cada string:
N = Tensão máxima de entrada (1000 V)/49,7 Volts = 20,12 (sempre arredondado para baixo)
O número de painéis solares fotovoltaicos em cada string não deve exceder 20 módulos. Além disso, na temperatura mais alta (dependendo da localização, aqui 35°C), a tensão MPP VMPP de cada string deve estar dentro da faixa MPP do inversor de energia solar (160V– 950 V):
3) Cálculo da Tensão de Potência máxima VMPP a 35℃:
VMPP (35°C)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volts
4) Cálculo do número mínimo de módulos M em cada string:
M = Tensão mínima MPP (160 V)/ 44 Volts = 3,64 (sempre arredondado para cima)
O número de painéis solares fotovoltaicos em cada string deve ser de pelo menos 4 módulos.
B) Dimensionamento Atual
A corrente de curto-circuito I SC do gerador fotovoltaico não deve exceder a corrente de entrada máxima permitida do inversor de energia solar:
1) Cálculo da Corrente máxima a 35℃:
ISC (35 ℃) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Cálculo de P o número máximo de strings:
P = Corrente máxima de entrada (12,5A)/9,16 A = 1,36 strings (sempre arredondado para baixo)
O conjunto fotovoltaico não deve exceder uma string.
Observação:
Esta etapa não é necessária para o inversor MPPT com apenas um string.
C) Conclusão:
1. O gerador fotovoltaico (arranjo fotovoltaico) consiste emuma corda, que está conectado ao inversor trifásico de 5KW.
2. Em cada string os painéis solares conectados deverão serdentro de 4-20 módulos.
Observação:
Como a melhor tensão MPPT do inversor trifásico é em torno de 630V (a melhor tensão MPPT do inversor monofásico é em torno de 360V), a eficiência de trabalho do inversor é a mais alta neste momento. Portanto é recomendado calcular o número de módulos solares de acordo com a melhor tensão MPPT:
N = Melhor MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Painel de cristal único Melhor MPPT VOC = Melhor tensão MPPT x 1,2 = 630 × 1,2 = 756V
Painel de policristal Melhor MPPT VOC = Melhor tensão MPPT x 1,2 = 630 × 1,3 = 819V
Portanto, para o inversor trifásico Renac R3-5K-DT os painéis solares de entrada recomendados são de 16 módulos, e só precisam ser conectados um string 16x330W=5280W.
4. Conclusão
Número de entrada do inversor de painéis solares depende da temperatura da célula e do coeficiente de temperatura. O melhor desempenho é baseado na melhor tensão MPPT do inversor.