En un sistema fotovoltaico (PV), a medida que la tecnología madura, la relación de capacidad entre los módulos e inversores cambia. La relación 1: 1 ya no es aplicable debido a factores como condiciones de luz solar, ángulos de instalación y pérdidas de energía, que evitan que los módulos logren una eficiencia de salida del 100%. Esto da como resultado una parte de la capacidad de potencia del inversor que se subutiliza y desperdicia.
¿Cómo diseñar la cadena PV?
¿Cuántos módulos fotovoltaicos debe contener cada cadena?
¿Cuál es el número óptimo de cadenas fotovoltaicas para conectarse a un inversor?
Parámetros del módulo
Condiciones de prueba estándar (STC)
Al diseñar cadenas fotovoltaicas, los parámetros eléctricos de los módulos en condiciones de STC se eligen típicamente. Las condiciones de prueba estándar para células o módulos montados en tierra son: calidad del aire AM1.5, irradiancia solar 1000W/m² y temperatura celular 25 ℃.
Coeficiente de temperatura del módulo de voltaje de circuito abierto (kV)
El coeficiente de temperatura KV del voltaje de circuito abierto del módulo es un valor negativo. Esta característica significa que el voltaje de circuito abierto disminuye a medida que la temperatura aumenta y aumenta a medida que disminuye la temperatura.
Efectos de la temperatura en el módulo de voltaje de circuito abierto
Efectos de la irradiancia sobre el voltaje del módulo y la corriente
Parámetros del inversor
Max. Voltaje de CC: el valor máximo de voltaje de entrada del inversor, que debe considerar el efecto de la temperatura real en el voltaje de circuito abierto del módulo.
Número de MPPT: las cadenas conectadas a la misma MPPT deben tener una cantidad, orientación y ángulo consistentes.
Rango de voltaje MPPT: el rango de voltaje de VMPPT dentro del cual funciona el inversor.
Voltaje nominal: cuanto más cerca opera el inversor a su voltaje nominal, mayor es la eficiencia y mejor será el rendimiento de la generación de energía.
Curva de eficiencia del inversor
El diseño de la cadena PV debe cumplir con dos condiciones simultáneamente:
A. El voltaje máximo de circuito abierto de los módulos PV conectados a la serie debe ser más bajo que el voltaje de entrada máximo del inversor.
B. El voltaje de los módulos fotovoltaicos conectados a la serie debe caer dentro del rango de voltaje MPPT del inversor.
Fórmula (1) Significado del parámetro:
VDCMAX: voltaje de entrada máximo del inversor.
Fórmula (2) Significado del parámetro:
VMPPTmin: Voltaje de entrada mínimo del MPPT del inversor.
VMPPTMAX: Voltaje de entrada máximo del MPPT del inversor.
T ': temperatura extrema alta en el sitio de instalación.
T: temperatura baja extrema en el sitio de instalación.
VPM: voltaje de potencia máxima del módulo.
KV ': coeficiente de temperatura del voltaje de potencia máxima del módulo.
Cálculo del rango de cadenas fotovoltaicas que se pueden conectar al inversor
Tomar el inversor LV máximo 80ktl3 y los módulos de 420W como ejemplo, suponiendo que la temperatura baja local baja es -25 ℃ y la temperatura alta extrema es de 50 ℃; El voltaje máximo de circuito abierto del inversor es de 1100 V, y el rango de voltaje MPPT es de 200 ~ 1000V.
Fórmula (1): N ≤19.44
Fórmula (2): 5.29≤ n ≤21.31
Por lo tanto, el valor de N (redondeado) varía de 6 a 19, lo que significa que, considerando las temperaturas ambientales locales, el inversor puede conectar de 6 a 19 módulos en serie.
Determinar la conexión óptima del inversor
Principio: cuanto más cerca sea el voltaje VMPPT del inversor para el voltaje operativo nominal, mayor es la eficiencia y mejor el rendimiento de la generación de energía, lo que hace que la cantidad de conexión de la serie sea óptima.
Diseño: el voltaje operativo nominal del LV MAX 80KTL3-X es de 600V. En condiciones STC, el voltaje VMP del módulo 420W es de 40.8V. El cálculo preliminar para la cantidad de conexión de serie óptima es de 600/40.8≈15 módulos.
Por lo tanto, el valor del esquema de conexión recomendado es:
No. de MPPT * No. de cadenas fotovoltaicas por MPPT * Cantidad de conexión de la serie óptima
Cómo calcular la configuración del inversor con un número fijo de módulos
Ejemplo: para los módulos de 94 400W frente al norte, y un total de 30 módulos de 425W y módulos 96 420W frente al sur, ¿cómo conectarlos al inversor LV máximo 80ktl3 para la mejor eficiencia?
Análisis:
El inversor tiene 7 MPPT, lo que permite 7 cantidades diferentes de series de módulos, con cantidades de cadena consistentes en cada MPPT.
El principio de diseño es que cada grupo debe tener una cantidad de serie cercana a la cantidad óptima de la serie de 15 módulos.
Diseño óptimo:
Resumen
Mediante el uso de los parámetros de voltaje nominal proporcionados por el fabricante del inversor, la cantidad óptima de la cadena se puede calcular rápidamente. Las cadenas aumentan el voltaje cuando se conectan en serie y aumentan la corriente cuando se conectan en paralelo. Para los módulos de silicio cristalino conectados a un inversor, generalmente se consideran cadenas individuales, centrándose en el voltaje. Para los módulos bifaciales y de alta potencia, la corriente de cadena también necesita consideración. Cuando el inversor tiene una capacidad de sobrecarga de 1.1x, la relación de capacidad puede considerarse aumentando adecuadamente el número de módulos para que coincidan 1.1 veces la salida nominal del inversor, considerando el recuento de cadenas conectable del inversor.
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