حسابات تصميم سلسلة العاكس الشمسي

حسابات تصميم سلسلة العاكس الشمسي

ستساعدك المقالة التالية في حساب الحد الأقصى / الحد الأدنى لعدد الوحدات لكل سلسلة عند تصميم النظام الكهروضوئي الخاص بك. ويتألف تحجيم العاكس من جزأين، تحجيم الجهد والتيار. أثناء تحديد حجم العاكس، يجب أن تأخذ في الاعتبار حدود التكوين المختلفة، والتي يجب أخذها في الاعتبار عند تحديد حجم عاكس الطاقة الشمسية (البيانات من أوراق بيانات العاكس واللوحة الشمسية). وأثناء التحجيم، يعد معامل درجة الحرارة عاملاً مهمًا.

1. معامل درجة حرارة الألواح الشمسية Voc / Isc:

يعتمد الجهد/التيار الذي تعمل به الألواح الشمسية على درجة حرارة الخلية، فكلما ارتفعت درجة الحرارة انخفض الجهد/التيار الذي ستنتجه اللوحة الشمسية والعكس صحيح. سيكون الجهد الكهربي/التيار للنظام دائمًا في أعلى مستوياته في أبرد الظروف، وعلى سبيل المثال، يلزم وجود معامل درجة حرارة اللوحة الشمسية لـ Voc لحل هذه المشكلة. مع الألواح الشمسية أحادية ومتعددة البلورية، يكون الرقم دائمًا سالبًا بنسبة %/oC، مثل -0.33%/oC في SUN 72P-35F. يمكن العثور على هذه المعلومات في ورقة بيانات الشركات المصنعة للألواح الشمسية. يرجى الرجوع إلى الشكل 2.

2. عدد الألواح الشمسية في سلسلة السلسلة:

عندما يتم توصيل الألواح الشمسية بسلاسل متسلسلة (أي أن الموجب من لوحة واحدة متصل بالسالب من اللوحة التالية)، تتم إضافة جهد كل لوحة معًا لإعطاء جهد السلسلة الإجمالي. لذلك نحن بحاجة إلى معرفة عدد الألواح الشمسية التي تنوي توصيلها بالسلسلة.

عندما يكون لديك جميع المعلومات، تكون جاهزًا لإدخالها في حسابات حجم جهد اللوحة الشمسية وحسابات الحجم الحالي لمعرفة ما إذا كان تصميم اللوحة الشمسية سيناسب متطلباتك.

تحجيم الجهد:

1. أقصى جهد للوحة =Voc*(1+(Min.temp-25)*معامل درجة الحرارة(Voc)
2. الحد الأقصى لعدد الألواح الشمسية = الحد الأقصى. جهد الإدخال/جهد اللوحة الأقصى

الحجم الحالي:

1. تيار اللوحة الدقيقة =Isc*(1+(Max.temp-25)*معامل درجة الحرارة(Isc)
2. الحد الأقصى لعدد السلاسل = الحد الأقصى. الإدخال الحالي/لوحة دقيقة

3. مثال:

كوريتيبا، مدينة البرازيل، العميل جاهز لتركيب عاكس Renac Power 5KW ثلاثي الطور، نموذج الألواح الشمسية المستخدم هو وحدة 330 وات، الحد الأدنى لدرجة حرارة سطح المدينة هو -3 درجة مئوية والحد الأقصى لدرجة الحرارة 35 درجة مئوية، مفتوحة جهد الدائرة هو 45.5 فولت، Vmpp هو 37.8 فولت، نطاق جهد MPPT العاكس هو 160 فولت - 950 فولت، والحد الأقصى للجهد يمكن أن يتحمل 1000 فولت.

العاكس وورقة البيانات:

image_20200909130522_491

image_20200909130619_572

ورقة بيانات الألواح الشمسية:

image_20200909130723_421

أ) تحجيم الجهد

عند أدنى درجة حرارة (يعتمد على الموقع، هنا -3 درجة مئوية)، يجب ألا يتجاوز جهد الدائرة المفتوحة V oc للوحدات في كل سلسلة الحد الأقصى لجهد الإدخال للعاكس (1000 فولت):

1) حساب جهد الدائرة المفتوحة عند -3 درجة مئوية:

المركبات العضوية المتطايرة (-3 درجة مئوية)= 45.5*(1+(-3-25)*(-0.33%)) = 49.7 فولت

2) حساب N الحد الأقصى لعدد الوحدات في كل سلسلة:

N = الحد الأقصى لجهد الإدخال (1000 فولت)/49.7 فولت = 20.12 (دائما تقريب للأسفل)

يجب ألا يتجاوز عدد الألواح الشمسية الكهروضوئية في كل سلسلة 20 وحدة. بالإضافة إلى ذلك، عند أعلى درجة حرارة (تعتمد على الموقع، هنا 35 درجة مئوية)، يجب أن يكون جهد MPP VMPP لكل سلسلة ضمن نطاق MPP لعاكس الطاقة الشمسية (160 فولت - 950 فولت):

3) حساب الحد الأقصى لجهد الطاقة VMPP عند 35 درجة مئوية:

VMPP (35°C)=45.5*(1+(35-25)*(-0.33%))= 44 فولت

4) حساب الحد الأدنى لعدد الوحدات M في كل سلسلة:

M = الحد الأدنى لجهد MPP (160 فولت)/ 44 فولت = 3.64 (دائما تقريب لأعلى)

يجب أن لا يقل عدد الألواح الشمسية الكهروضوئية في كل سلسلة عن 4 وحدات.

ب) التحجيم الحالي

يجب ألا يتجاوز تيار الدائرة القصيرة I SC للمصفوفة الكهروضوئية الحد الأقصى المسموح به لتيار الإدخال لعاكس الطاقة الشمسية:

1) حساب الحد الأقصى للتيار عند 35 درجة مئوية:

تكاليف الدعم غير المباشر (35 درجة مئوية) = ((1+ (10 * (TCSC /100))) * تكاليف الدعم غير المباشر ) = 9.22*(1+(35-25)*(-0.06%))= 9.16 أ

2) حساب P الحد الأقصى لعدد السلاسل:

P = الحد الأقصى لتيار الإدخال (12.5 أمبير)/9.16 A = 1.36 سلسلة (دائما تقريب لأسفل)

يجب ألا يتجاوز المصفوفة الكهروضوئية سلسلة واحدة.

ملاحظة:

هذه الخطوة غير مطلوبة للعاكس MPPT بسلسلة واحدة فقط.

ج) الاستنتاج:

1. يتكون المولد الكهروضوئي (مصفوفة PV) منسلسلة واحدة، وهو متصل بعاكس ثلاثي الطور بقدرة 5 كيلو وات.

2. يجب أن تكون الألواح الشمسية المتصلة في كل سلسلةضمن 4-20 وحدات.

ملاحظة:

نظرًا لأن أفضل جهد MPPT لعاكس ثلاثي الطور يبلغ حوالي 630 فولت (أفضل جهد MPPT لعاكس أحادي الطور حوالي 360 فولت)، فإن كفاءة عمل العاكس هي الأعلى في هذا الوقت. لذا يوصى بحساب عدد وحدات الطاقة الشمسية حسب أفضل جهد MPPT:

N = أفضل MPPT VOC / VOC (-3 درجة مئوية) = 756 فولت/49.7 فولت = 15.21

لوحة بلورية واحدة أفضل MPPT VOC = أفضل جهد MPPT x 1.2=630×1.2=756V

لوحة متعددة البلورات أفضل MPPT VOC = أفضل جهد MPPT × 1.2 = 630 × 1.3 = 819 فولت

لذلك بالنسبة لمحول Renac ثلاثي الطور R3-5K-DT، فإن الألواح الشمسية المدخلة الموصى بها هي 16 وحدة، وتحتاج فقط إلى توصيلها بسلسلة واحدة 16x330 واط = 5280 واط.

4. الاستنتاج

مدخلات العاكس عدد الألواح الشمسية يعتمد على درجة حرارة الخلية ومعامل درجة الحرارة. يعتمد الأداء الأفضل على أفضل جهد MPPT للعاكس.