Güneş Enerjisi İnvertörü Dizge Tasarım Hesaplamaları
Aşağıdaki makale, PV sisteminizi tasarlarken seri başına maksimum/minimum modül sayısını hesaplamanıza yardımcı olacaktır. İnverter boyutlandırması, voltaj ve akım boyutlandırması olmak üzere iki bölümden oluşur. İnverter boyutlandırması sırasında, güneş enerjisi invertörünün boyutlandırılmasında dikkate alınması gereken farklı yapılandırma sınırlarını hesaba katmanız gerekir (Veriler invertör ve güneş paneli veri sayfalarından alınmıştır). Boyutlandırma sırasında sıcaklık katsayısı önemli bir faktördür.
1. Voc / Isc güneş paneli sıcaklık katsayısı:
Güneş panellerinin çalıştığı voltaj/akım, hücre sıcaklığına bağlıdır; sıcaklık ne kadar yüksekse, güneş panelinin ürettiği 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 hesaplamak için güneş paneli sıcaklık katsayısı olan Voc'ye ihtiyaç vardır. Mono ve polikristal güneş panellerinde bu değer her zaman negatif bir %/oC değeridir; örneğin SUN 72P-35F'de -%0,33/oC gibi. Bu bilgi, güneş paneli üreticilerinin veri sayfasında bulunabilir. Lütfen Şekil 2'ye bakın.
2. Seri bağlı güneş paneli sayısı:
Güneş panelleri seri olarak bağlandığında (yani bir panelin pozitif ucu diğer panelin negatif ucuna bağlandığında), her panelin voltajı toplanarak toplam dizi voltajı elde edilir. Bu nedenle, seri olarak kaç güneş paneli bağlamayı planladığınızı bilmemiz gerekir.
Tüm bilgilere sahip olduğunuzda, güneş paneli tasarımının ihtiyaçlarınıza uygun olup olmadığını görmek için aşağıdaki güneş paneli voltaj boyutlandırma ve akım boyutlandırma hesaplamalarına girmeye hazırsınız.
Gerilim Boyutlandırma:
1. Maksimum panel voltajı =Voc*(1+(Min.sıcaklık-25)*sıcaklık katsayısı(Voc)
2. Maksimum Güneş paneli sayısı = Maksimum giriş voltajı / Maksimum panel voltajı
Mevcut Boyutlandırma:
1. Min panel akımı =Isc*(1+(Max.temp-25)*sıcaklık katsayısı(Isc)
2. Maksimum dize sayısı = Maksimum giriş akımı / Minimum panel akımı
3. Örnek:
Brezilya'nın Curitiba şehrinde, müşteri bir adet Renac Power 5KW üç fazlı invertör kurmaya hazır, kullanılan güneş paneli modeli 330W modül, şehrin minimum yüzey sıcaklığı -3℃ ve maksimum sıcaklık 35℃, açık devre voltajı 45,5V, Vmpp 37,8V, invertör MPPT voltaj aralığı 160V-950V ve maksimum voltaj 1000V'a dayanabilir.
İnverter ve veri sayfası:
Güneş paneli veri sayfası:
A) Gerilim Boyutlandırma
En düşük sıcaklıkta (konuma bağlı, burada -3℃), her dizideki modüllerin açık devre gerilimi Voc, invertörün maksimum giriş gerilimini (1000 V) aşmamalıdır:
1) -3℃'de Açık Devre Voltajının Hesaplanması:
VOC (-3°C)= 45,5*(1+(-3-25)*(-0,33%)) = 49,7 Volt
2) Her dizideki maksimum modül sayısının N'sinin 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℃), her dizinin MPP voltajı VMPP, güneş enerjisi invertörünün MPP aralığında (160V–950V) olmalıdır:
3) 35℃'de Maksimum Güç Voltajı VMPP'nin hesaplanması:
VMPP (35°C)=45,5*(1+(35-25)*(-0,33%))= 44 Volt
4) Her dizideki minimum modül sayısının (M) hesaplanması:
M = Min MPP voltajı (160 V)/ 44 Volt = 3,64 (her zaman yukarı yuvarlayın)
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℃'de maksimum akımın hesaplanması:
ISC (35℃)= ((1+ (10 * (TCSC /100))) * ISC ) = 9,22*(1+(35-25)*(-0,06%))= 9,16 A
2) P'nin maksimum dize sayısının hesaplanması:
P = Maksimum giriş akımı (12,5A)/9,16 A = 1,36 tel (her zaman aşağı yuvarlanır)
PV dizisi bir diziyi geçmemelidir.
Açıklama:
Bu adım, yalnızca tek dizili invertör MPPT için gerekli değildir.
C) Sonuç:
1. PV jeneratörü (PV dizisi) şunlardan oluşur:bir dize, üç fazlı 5KW invertöre bağlıdır.
2. Her dizide bağlı güneş panelleri olmalıdır4-20 modül içinde.
Açıklama:
Üç fazlı invertörün en iyi MPPT voltajı yaklaşık 630 V (tek fazlı invertörün en iyi MPPT voltajı yaklaşık 360 V) olduğundan, invertörün çalışma verimliliği bu noktada en yüksektir. Bu nedenle, güneş paneli sayısının en iyi MPPT voltajına göre hesaplanması önerilir:
N = En İyi 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'lık bir dizenin bağlanması gerekir.
4. Sonuç
İnverter giriş Güneş paneli sayısı, hücre sıcaklığına ve sıcaklık katsayısına bağlıdır. En iyi performans, invertörün en iyi MPPT voltajına dayanır.
