Saulės keitiklio stygų projektavimo skaičiavimai
Šis straipsnis padės apskaičiuoti maksimalų / mažiausią modulių skaičių vienoje serijos eilutėje kuriant savo PV sistemą. Inverterio dydis susideda iš dviejų dalių: įtampos ir srovės dydžio. Nustatant keitiklio dydį reikia atsižvelgti į skirtingas konfigūracijos ribas, į kurias reikia atsižvelgti nustatant saulės energijos keitiklio dydį (Duomenys iš keitiklio ir saulės skydelio duomenų lapų). O dydžių nustatymo metu temperatūros koeficientas yra svarbus veiksnys.
1. Saulės baterijos temperatūros koeficientas Voc / Isc:
Įtampa/srovė, kuria veikia saulės kolektoriai, priklauso nuo elemento temperatūros, kuo aukštesnė temperatūra, tuo mažesnę įtampą/srovę gamins saulės baterijos ir atvirkščiai. Sistemos įtampa/srovė visada bus aukščiausia šalčiausiomis sąlygomis, o, pavyzdžiui, saulės kolektorių temperatūros koeficientas Voc reikalingas tam, kad tai būtų galima nustatyti. Naudojant mono ir polikristalines saulės baterijas, tai visada yra neigiamas %/oC skaičius, pvz., SUN 72P-35F –0,33 %/oC. Šią informaciją galite rasti saulės baterijų gamintojų duomenų lape. Žr. 2 pav.
2. Saulės kolektorių skaičius serijinėje eilutėje:
Kai saulės baterijos yra sujungtos nuosekliomis stygomis (ty vienos plokštės teigiamas yra prijungtas prie kito skydelio neigiamo), kiekvienos plokštės įtampa sumuojama, kad būtų gauta bendra eilutės įtampa. Todėl turime žinoti, kiek saulės kolektorių ketinate sujungti nuosekliai.
Kai turėsite visą informaciją, būsite pasiruošę ją įvesti į toliau pateiktus saulės baterijų skydo įtampos dydžio ir srovės dydžio skaičiavimus, kad pamatytumėte, ar saulės baterijos dizainas atitiks jūsų poreikius.
Įtampos dydis:
1. Maksimali skydelio įtampa =Voc*(1+(Min.temp-25)*temperatūros koeficientas(Voc)
2. Maksimalus saulės kolektorių skaičius=maks. įvesties įtampa / maksimali skydelio įtampa
Dabartinis dydis:
1. Minimali skydelio srovė =Isc*(1+(maks.temp-25)*temperatūros koeficientas(Isc)
2. Maksimalus eilučių skaičius = Maks. įvesties srovė / minimali skydelio srovė
3. Pavyzdys:
Kuritiboje, Brazilijos mieste, klientas pasiruošęs montuoti vieną Renac Power 5KW trifazį keitiklį, naudojamas saulės baterijos modelis yra 330W modulis, minimali miesto paviršiaus temperatūra –3 ℃, maksimali temperatūra – 35 ℃, atviras grandinės įtampa yra 45,5 V, Vmpp yra 37,8 V, keitiklio MPPT įtampos diapazonas yra 160 V–950 V, o didžiausia įtampa gali atlaikyti 1000V.
Inverteris ir duomenų lapas:
Saulės baterijos duomenų lapas:
A) Įtampos dydis
Esant žemiausiai temperatūrai (priklausomai nuo vietos, čia -3 ℃ ), kiekvienoje eilutėje esančių modulių atvirosios grandinės įtampa V oc neturi viršyti maksimalios keitiklio įėjimo įtampos (1000 V):
1) Atviros grandinės įtampos apskaičiavimas esant -3 ℃:
LOJ (-3 ℃) = 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 volto
2) N maksimalaus modulių skaičiaus kiekvienoje eilutėje apskaičiavimas:
N = maksimali įėjimo įtampa (1000 V) / 49,7 voltai = 20,12 (visada apvalinama žemyn)
Saulės PV plokščių skaičius kiekvienoje eilutėje neturi viršyti 20 modulių Be to, esant aukščiausiajai temperatūrai (priklausomai nuo vietos, čia 35 ℃), kiekvienos eilutės MPP įtampa VMPP turi būti saulės energijos keitiklio MPP diapazone (160 V– 950 V):
3) Maksimalios galios įtampos VMPP apskaičiavimas esant 35 ℃:
VMPP (35 ℃) = 45,5*(1+(35-25)*(-0,33%)) = 44 voltai
4) Mažiausio modulių skaičiaus M kiekvienoje eilutėje apskaičiavimas:
M = minimali MPP įtampa (160 V) / 44 voltai = 3,64 (visada apvalinama aukštyn)
Saulės PV plokščių skaičius kiekvienoje eilutėje turi būti bent 4 moduliai.
B) Dabartinis dydis
PV matricos trumpojo jungimo srovė I SC neturi viršyti leistinos didžiausios saulės energijos keitiklio įėjimo srovės:
1) Didžiausios srovės apskaičiavimas esant 35 ℃:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%)) = 9,16 A
2) Maksimalaus eilučių skaičiaus P apskaičiavimas:
P = didžiausia įvesties srovė (12,5 A) / 9,16 A = 1,36 eilutės (visada apvalinama žemyn)
PV masyvas neturi viršyti vienos eilutės.
Pastaba:
Šis veiksmas nereikalingas keitikliui MPPT su tik viena eilute.
C) Išvada:
1. PV generatorius (PV masyvas) susideda išviena styga, kuris yra prijungtas prie trifazio 5KW keitiklio.
2. Kiekvienoje eilutėje turi būti prijungtos saulės baterijosper 4-20 modulių.
Pastaba:
Kadangi geriausia trifazio keitiklio MPPT įtampa yra apie 630 V (geriausia vienfazio keitiklio MPPT įtampa yra apie 360 V), keitiklio darbo efektyvumas šiuo metu yra didžiausias. Taigi saulės modulių skaičių rekomenduojama skaičiuoti pagal geriausią MPPT įtampą:
N = geriausias MPPT LOJ / LOJ (-3 °C) = 756 V / 49,7 V = 15,21
Vieno kristalo plokštė Geriausia MPPT VOC = geriausia MPPT įtampa x 1,2 = 630 × 1,2 = 756 V
Polikristalinė plokštė Geriausia MPPT LOJ = geriausia MPPT įtampa x 1,2 = 630 × 1,3 = 819 V
Taigi Renac trijų fazių keitikliui R3-5K-DT rekomenduojamos įvesties saulės kolektorių plokštės yra 16 modulių ir tereikia prijungti vieną eilutę 16x330W=5280W.
4. Išvada
Inverterio įėjimas Saulės kolektorių skaičius priklauso nuo elementų temperatūros ir temperatūros koeficiento. Geriausias našumas pagrįstas geriausia keitiklio MPPT įtampa.