Solar İnvertör Dizisi Tasarım Hesaplamaları
Aşağıdaki makale, PV sisteminizi tasarlarken seri dizisi başına maksimum / minimum modül sayısını hesaplamanıza yardımcı olacaktır. Ve invertör boyutlandırması gerilim ve akım boyutlandırması olmak üzere iki parçadan oluşur. İnverterin boyutlandırılması sırasında, güneş enerjisi invertörünün boyutlandırılmasında dikkate alınması gereken farklı konfigürasyon sınırlarını dikkate almanız gerekir (İnvertör ve güneş paneli veri sayfalarından alınan veriler). Boyutlandırma sırasında ise sıcaklık katsayısı önemli bir faktördür.
1. Voc / Isc'nin güneş paneli sıcaklık katsayısı:
Güneş panellerinin çalıştığı voltaj/akım hücre sıcaklığına bağlıdır, sıcaklık ne kadar yüksek olursa güneş panelinin üreteceği voltaj/akım o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir. Sistemin voltajı/akımı en soğuk koşullarda her zaman en yüksek seviyede olacaktır ve örneğin bunu çözmek için güneş paneli sıcaklık katsayısı Voc gereklidir. Mono ve poli kristal güneş panellerinde bu her zaman negatif bir %/oC rakamıdır, örneğin SUN 72P-35F'deki -%0,33/oC. Bu bilgiyi güneş paneli üreticilerinin veri sayfasında bulabilirsiniz. Lütfen şekil 2'ye bakın.
2. Seri dizideki güneş paneli sayısı:
Güneş panelleri seri diziler halinde bağlandığında (yani bir panelin pozitifi sonraki panelin negatifine bağlandığında), her panelin voltajı toplam dizi voltajını verecek şekilde birbirine eklenir. Bu nedenle kaç tane güneş panelini seri olarak bağlamayı planladığınızı bilmemiz gerekiyor.
Tüm bilgilere sahip olduğunuzda, güneş paneli tasarımının gereksinimlerinize uygun olup olmadığını görmek için bunları aşağıdaki güneş paneli voltaj boyutlandırma ve akım boyutlandırma hesaplamalarına girmeye hazırsınız.
Gerilim Boyutlandırması:
1. Maksimum panel voltajı =Voc*(1+(Min.temp-25)*sıcaklık katsayısı(Voc)
2. Maksimum Güneş paneli sayısı=Maks. giriş voltajı / Maksimum panel voltajı
Mevcut Boyutlandırma:
1. Min panel akımı =Isc*(1+(Max.temp-25)*sıcaklık katsayısı(Isc)
2. Maksimum dizi sayısı=Maks. giriş akımı / Min panel akımı
3. Örnek:
Curitiba, Brezilya şehri, müşteri bir adet Renac Power 5KW üç fazlı invertörü kurmaya hazır, kullanılan güneş paneli modeli 330W modül, şehrin minimum yüzey sıcaklığı -3°C ve maksimum sıcaklık 35°C, açık devre voltajı 45,5V, Vmpp 37,8V, invertör MPPT voltaj aralığı 160V-950V ve maksimum voltaj 1000V'a dayanabilir.
İnvertör ve veri sayfası:
Güneş paneli veri sayfası:
A) Gerilim Boyutlandırması
En düşük sıcaklıkta (konuma bağlı, burada -3°C), her dizideki modüllerin açık devre voltajı Voc, sürücünün maksimum giriş voltajını (1000 V) aşmamalıdır:
1) -3°C'de Açık Devre Geriliminin Hesaplanması:
VOC (-3°C)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Her dizideki N maksimum modül sayısının hesaplanması:
N = Maksimum giriş voltajı (1000 V)/49,7 Volt = 20,12 (her zaman aşağı yuvarlanır)
Her dizideki güneş PV paneli sayısı 20 modülü geçmemelidir. Ayrıca, en yüksek sıcaklıkta (konuma bağlı, burada 35°C), her dizinin MPP voltajı VMPP, güneş enerjisi invertörünün MPP aralığı içinde olmalıdır (160V– 950V):
3) 35°C'de maksimum Güç Gerilimi VMPP'nin hesaplanması:
VMPP (35°C)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Her dizideki minimum M modülü sayısının hesaplanması:
M = Min. MPP gerilimi (160 V)/ 44 Volt = 3,64(her zaman yukarıya yuvarlanır)
Her dizideki güneş PV paneli sayısı en az 4 modül olmalıdır.
B) Mevcut Boyutlandırma
PV dizisinin kısa devre akımı I SC, güneş enerjisi invertörünün izin verilen maksimum Giriş akımını aşmamalıdır:
1) 35°C'de maksimum Akımın hesaplanması:
ISC (35°C)= ((1+ (10 * (TCSC /100)))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) P'nin maksimum dizi sayısının hesaplanması:
P = Maksimum giriş akımı (12,5A)/9,16 A = 1,36 dizi (her zaman aşağı yuvarlanır)
PV dizisi bir diziyi aşmamalıdır.
Açıklama:
Bu adım, yalnızca tek dizili MPPT çevirici için gerekli değildir.
C) Sonuç:
1. PV jeneratörü (PV dizisi) aşağıdakilerden oluşur:bir dizeÜç fazlı 5KW invertöre bağlı.
2. Her dizide bağlı güneş panelleri bulunmalıdır.4-20 modül dahilinde.
Açıklama:
Üç fazlı invertörün en iyi MPPT voltajı 630V civarında olduğundan (tek fazlı invertörün en iyi MPPT voltajı 360V civarındadır), invertörün çalışma verimliliği bu anda en yüksektir. Bu nedenle güneş modülü sayısının en iyi MPPT voltajına göre hesaplanması önerilir:
N = En iyi MPPT VOC / VOC (-3°C) = 756V/49,7V=15,21
Tek kristal panel En iyi MPPT VOC =En iyi MPPT voltajı x 1,2=630×1,2=756V
Polikristal panel En iyi MPPT VOC =En iyi MPPT voltajı x 1,2=630×1,3=819V
Yani Renac üç fazlı invertör R3-5K-DT için önerilen giriş güneş panelleri 16 modüldür ve sadece 16x330W=5280W'lik bir diziye bağlanmaları yeterlidir.
4. Sonuç
İnvertör girişi Güneş paneli sayısı hücre sıcaklığına ve sıcaklık katsayısına bağlıdır. En iyi performans, invertörün en iyi MPPT voltajına bağlıdır.