Berekeningen van het stringontwerp van zonne-omvormers
Het volgende artikel helpt u bij het berekenen van het maximale/minimale aantal modules per seriestring bij het ontwerpen van uw PV-systeem. En de dimensionering van de omvormer bestaat uit twee delen: spannings- en stroomgrootte. Tijdens het dimensioneren van de omvormer moet u rekening houden met de verschillende configuratielimieten, waarmee u rekening moet houden bij het dimensioneren van de omvormer voor zonne-energie (gegevens uit de gegevensbladen van de omvormer en de zonnepanelen). En bij het dimensioneren is de temperatuurcoëfficiënt een belangrijke factor.
1. Temperatuurcoëfficiënt van het zonnepaneel van Voc / Isc:
De spanning/stroom waarop zonnepanelen werken is afhankelijk van de celtemperatuur, hoe hoger de temperatuur hoe lager de spanning/stroom die het zonnepaneel zal produceren en omgekeerd. De spanning/stroom van het systeem zal altijd het hoogst zijn onder de koudste omstandigheden en om dit uit te werken is bijvoorbeeld de temperatuurcoëfficiënt van het zonnepaneel van Voc nodig. Bij mono- en polykristallijne zonnepanelen is dit altijd een negatief %/oC-cijfer, zoals -0,33%/oC op de SUN 72P-35F. Deze informatie vindt u op het gegevensblad van de fabrikant van de zonnepanelen. Zie figuur 2.
2. Aantal zonnepanelen in seriereeks:
Wanneer zonnepanelen in seriereeksen zijn aangesloten (dat wil zeggen dat de pluspool van het ene paneel is verbonden met de minpool van het volgende paneel), wordt de spanning van elk paneel bij elkaar opgeteld om de totale stringspanning te verkrijgen. Daarom moeten we weten hoeveel zonnepanelen u in serie wilt aansluiten.
Wanneer u alle informatie heeft, bent u klaar om deze in te voeren in de volgende berekeningen voor de spannings- en stroomgrootte van het zonnepaneel om te zien of het zonnepaneelontwerp aan uw eisen voldoet.
Spanningsafmeting:
1. Max. paneelspanning =Voc*(1+(Min.temp-25)*temperatuurcoëfficiënt(Voc)
2. Max. aantal zonnepanelen=Max. ingangsspanning / maximale paneelspanning
Huidige maatvoering:
1. Min. stroom paneel =Isc*(1+(Max.temp-25)*temperatuurcoëfficiënt(Isc)
2. Max. aantal strings=Max. ingangsstroom / Min paneelstroom
3. Voorbeeld:
Curitiba, de stad Brazilië, de klant is klaar om één Renac Power 5KW driefasige omvormer te installeren, het gebruikte zonnepaneelmodel is een module van 330 W, de minimale oppervlaktetemperatuur van de stad is -3 ℃ en de maximale temperatuur is 35 ℃, de open De circuitspanning is 45,5 V, Vmpp is 37,8 V, het MPPT-spanningsbereik van de omvormer is 160 V-950 V en de maximale spanning is bestand tegen 1000V.
Omvormer en gegevensblad:
Gegevensblad zonnepanelen:
A) Spanningsbepaling
Bij de laagste temperatuur (locatieafhankelijk, hier -3℃) mag de nullastspanning V oc van de modules in elke string de maximale ingangsspanning van de omvormer (1000 V) niet overschrijden:
1) Berekening van de nullastspanning bij -3℃:
VOS (-3℃)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Berekening van N het maximale aantal modules in elke string:
N = Max. ingangsspanning (1000 V)/49,7 Volt = 20,12 (altijd naar beneden afgerond)
Het aantal zonnepanelen in elke string mag niet groter zijn dan 20 modules. Bovendien moet bij de hoogste temperatuur (locatieafhankelijk, hier 35℃) de MPP-spanning VMPP van elke string binnen het MPP-bereik van de omvormer voor zonne-energie liggen (160V– 950V):
3) Berekening van de maximale voedingsspanning VMPP bij 35℃:
VMPP (35℃)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 volt
4) Berekening van het minimumaantal modules M in elke string:
M = Min MPP-spanning (160 V)/ 44 Volt = 3,64 (altijd naar boven afronden)
Het aantal zonnepanelen in elke string moet minimaal 4 modules bedragen.
B) Huidige maatvoering
De kortsluitstroom I SC van de PV-generator mag de toegestane maximale ingangsstroom van de omvormer voor zonne-energie niet overschrijden:
1) Berekening van de maximale stroom bij 35℃:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) Berekening van P het maximale aantal snaren:
P = Maximale ingangsstroom (12,5 A)/9,16 A = 1,36 strings (altijd naar beneden afgerond)
De PV-generator mag niet groter zijn dan één string.
Opmerking:
Deze stap is niet vereist voor de MPPT-omvormer met slechts één string.
C) Conclusie:
1. De PV-generator (PV-array) bestaat uitéén snaar, die is aangesloten op de driefasige 5KW-omvormer.
2. In elke string moeten de aangesloten zonnepanelen zittenbinnen 4-20 modules.
Opmerking:
Omdat de beste MPPT-spanning van een driefasige omvormer ongeveer 630V bedraagt (de beste MPPT-spanning van een enkelfasige omvormer is ongeveer 360V), is de werkefficiëntie van de omvormer op dit moment het hoogst. Het wordt dus aanbevolen om het aantal zonnepanelen te berekenen op basis van de beste MPPT-spanning:
N = Beste MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Eénkristalpaneel Beste MPPT VOC = Beste MPPT-spanning x 1,2=630×1,2=756V
Polykristalpaneel Beste MPPT VOC = Beste MPPT-spanning x 1,2=630×1,3=819V
Dus voor de Renac driefasige omvormer R3-5K-DT zijn de aanbevolen zonnepanelen met 16 modules en hoeven slechts één string 16x330W=5280W te worden aangesloten.
4. Conclusie
Omvormeringang Aantal zonnepanelen afhankelijk van celtemperatuur en temperatuurcoëfficiënt. De beste prestaties zijn gebaseerd op de beste MPPT-spanning van de omvormer.