Proračuni dizajna niza solarnih pretvarača
Sljedeći članak pomoći će vam izračunati maksimalni/minimalni broj modula po nizu serije prilikom projektiranja vašeg PV sustava. Dimenzioniranje pretvarača sastoji se od dva dijela, dimenzioniranja napona i struje. Tijekom dimenzioniranja pretvarača morate uzeti u obzir različita ograničenja konfiguracije, koja treba uzeti u obzir prilikom dimenzioniranja pretvarača solarne energije (Podaci iz listova s podacima o pretvaraču i solarnoj ploči). I tijekom dimenzioniranja, temperaturni koeficijent je važan faktor.
1. Temperaturni koeficijent solarne ploče Voc / Isc:
Napon/struja na kojoj solarni paneli rade ovisi o temperaturi ćelije, što je viša temperatura, niži će napon/struja biti solarna ploča i obrnuto. Napon/struja sustava uvijek će biti najviši u najhladnijim uvjetima i, na primjer, koeficijent temperature solarne ploče Voc potreban je da bi se to riješilo. S mono i polikristalnim solarnim panelima uvijek je negativan %/oC, kao što je -0,33%/oC na SUN 72P-35F. Te se informacije mogu pronaći na podatkovnoj tablici proizvođača solarnih ploča. Pogledajte sliku 2.
2. Broj solarnih panela u serijskom nizu:
Kada su solarni paneli spojeni u nizove nizova (to jest pozitivni pol jednog panela spojen je na negativni pol sljedećeg panela), napon svakog panela se zbraja kako bi se dobio ukupni napon niza. Stoga moramo znati koliko solarnih panela namjeravate spojiti u seriju.
Kada imate sve podatke, spremni ste ih unijeti u sljedeće izračune dimenzioniranja napona i struje solarnog panela kako biste vidjeli hoće li dizajn solarnog panela odgovarati vašim zahtjevima.
Dimenzioniranje napona:
1. Maks. napon ploče =Voc*(1+(Min.temp-25)*temperaturni koeficijent(Voc)
2. Maks. broj solarnih panela=Maks. ulazni napon / Maks. napon ploče
Trenutna veličina:
1. Min. struja panela =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperaturni koeficijent(Isc)
2. Maks. broj nizova=Maks. ulazna struja / min. struja ploče
3. Primjer:
Curitiba, grad u Brazilu, kupac je spreman instalirati jedan Renac Power 5KW trofazni pretvarač, model solarne ploče koji se koristi je modul od 330W, minimalna površinska temperatura grada je -3 ℃, a maksimalna temperatura 35 ℃, otvoreno napon kruga je 45,5 V, Vmpp je 37,8 V, raspon napona pretvarača MPPT je 160 V-950 V, a maksimalni napon može izdržati 1000V.
Pretvarač i podatkovna tablica:
Podatkovna tablica solarnog panela:
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) Izračun napona otvorenog kruga na -3 ℃:
VOC (-3 ℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volta
2) Izračun N maksimalnog broja modula u svakom nizu:
N = maksimalni ulazni napon (1000 V)/49,7 volta = 20,12 (uvijek zaokružite prema dolje)
Broj solarnih fotonaponskih panela u svakom nizu ne smije premašiti 20 modula. Osim toga, na najvišoj temperaturi (ovisno o lokaciji, ovdje 35 ℃), MPP napon VMPP svakog niza mora biti unutar MPP raspona pretvarača solarne energije (160 V– 950V):
3) Izračun maksimalnog napona snage VMPP na 35 ℃:
VMPP (35 ℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 volta
4) Izračun minimalnog broja modula M u svakom nizu:
M = min. MPP napon (160 V)/ 44 volta = 3,64 (uvijek zaokruženo)
Broj solarnih PV panela u svakom nizu mora biti najmanje 4 modula.
B) Trenutno dimenzioniranje
Struja kratkog spoja I SC PV polja ne smije premašiti dopuštenu maksimalnu ulaznu struju solarnog pretvarača:
1) Izračun maksimalne struje na 35 ℃:
ISC (35 ℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Izračun P maksimalnog broja nizova:
P = Maksimalna ulazna struja (12,5 A)/9,16 A = 1,36 žica (uvijek zaokruženo prema dolje)
PV polje ne smije premašiti jedan niz.
Napomena:
Ovaj korak nije potreban za pretvarač MPPT sa samo jednim nizom.
C) Zaključak:
1. PV generator (PV array) sastoji se odjedan niz, koji je spojen na trofazni pretvarač snage 5KW.
2. U svakom nizu trebaju biti povezani solarni paneliunutar 4-20 modula.
Napomena:
Budući da je najbolji MPPT napon trofaznog pretvarača oko 630 V (najbolji MPPT napon jednofaznog pretvarača je oko 360 V), radna učinkovitost pretvarača je najveća u ovom trenutku. Stoga se preporuča izračunati broj solarnih modula prema najboljem MPPT naponu:
N = Najbolji MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756 V/49,7 V=15,21
Panel s jednim kristalom Najbolji MPPT VOC =Najbolji MPPT napon x 1,2=630×1,2=756V
Polikristalna ploča Najbolji MPPT VOC =Najbolji MPPT napon x 1,2=630×1,3=819V
Dakle, za Renac trofazni pretvarač R3-5K-DT preporučeni ulazni solarni paneli su 16 modula, a potrebno je samo spojiti jedan niz 16x330W=5280W.
4. Zaključak
Broj ulaza pretvarača solarnih panela ovisi o temperaturi ćelije i temperaturnom koeficijentu. Najbolji učinak temelji se na najboljem MPPT naponu pretvarača.