Comience con dos límites separados.

Un controlador MPPT tiene dos límites eléctricos que pueden confundirse fácilmente. La entrada fotovoltaica debe mantenerse por debajo de su voltaje máximo, mientras que la salida de la batería debe mantenerse por debajo de su corriente de carga continua nominal. La etiqueta de potencia del panel no puede demostrar ninguna de estas condiciones.

La primera tarea de diseño consiste en recopilar los valores de Voc, Vmp, coeficiente de temperatura, corriente de cortocircuito y potencia nominal del módulo. Añada el número de módulos en serie y en paralelo, el rango de voltaje de la batería y el intervalo de operación del controlador. Estos valores deben incluirse en una hoja de cálculo antes de comparar los modelos en función de su precio.

• El voltaje fotovoltaico es un problema que depende de la disposición de los paneles en cadena y de la temperatura.

Verificación práctica 1

• La corriente de carga es un problema de conversión, de batería y de cableado.
• Los índices de protección deben comprobarse en ambos lados del controlador.

Calcular el límite de tensión en frío

Por qué Voc importa más que el voltaje nominal

El voltaje en circuito abierto aumenta a medida que disminuye la temperatura de la celda. Un módulo de “12 V” puede tener un Voc muy superior a 12 V, y una conexión en serie multiplica ese valor. Utilice la temperatura de diseño más baja para el sitio, no la temperatura promedio de invierno. Las mañanas frías y despejadas pueden generar el voltaje más alto incluso cuando el conjunto produce poca energía.

Una estimación práctica es Voc,cold = Voc,STC x [1 + coeficiente de temperatura absoluto x (25 – Tmin)]. Utilice el coeficiente y el signo tal como se indican en la hoja de datos del módulo. Deje un margen por debajo de la tensión fotovoltaica máxima del controlador para la tolerancia de medición, las variaciones de instalación y la posible sustitución futura del módulo.

El Panel fotovoltaico Soonest Mono A Se especifica mediante sus límites de Voc, Vmp, coeficiente de temperatura y corriente. Estos valores deben incluirse en el cálculo de la cadena antes de que se apruebe el recuento de la serie.

Confirme la VMP caliente y la ventana de seguimiento.

Las altas temperaturas generan el riesgo opuesto. El voltaje de la celda disminuye a medida que aumenta la temperatura, por lo que una cadena puede permanecer por debajo del voltaje máximo del sistema fotovoltaico, pero caer por debajo del voltaje mínimo de arranque o MPPT del controlador. Verifique Vmp a la temperatura máxima prevista de la celda, incluyendo el calor del techo y condiciones de poco viento.

Las pérdidas en el cableado pueden reducir la tensión de funcionamiento. Los tendidos largos en azoteas, los conductores de calibre insuficiente y los conectores calientes disminuyen la tensión que llega al controlador. Incluya la caída de tensión prevista en la comprobación del lado caliente, especialmente cuando el diseño utiliza pocos módulos en serie.

Un controlador con un amplio rango de operación MPPT ofrece mayor flexibilidad de diseño, pero no elimina la necesidad de calcular la Voc en frío y la Vmp en caliente.

Convertir la potencia fotovoltaica en corriente de batería.

La batería recibe la potencia convertida, no la corriente impresa en el módulo fotovoltaico. Calcule la corriente de carga máxima como la potencia fotovoltaica multiplicada por la eficiencia del controlador y dividida por la tensión mínima de carga de la batería. Añada las cargas de CC simultáneas y tenga en cuenta la tensión de la batería en el momento en que la corriente de carga sea máxima.

Compare el resultado con la potencia nominal de salida del controlador, el límite de carga del fabricante de la batería, el límite del BMS, la barra colectora, el fusible, el interruptor de desconexión y la capacidad de corriente continua del cable. Un banco de baterías de 48 V puede requerir varias veces la corriente de una cadena fotovoltaica de alto voltaje para la misma potencia. El aumento de temperatura y la caída de voltaje deben calcularse en lugar de estimarse.

• Compruebe la aceptación de la batería con un nivel de carga bajo y alto.

Verificación práctica 2

• Coordine la capacidad de interrupción del fusible con la corriente de falla de la batería.
• Registre la longitud del conductor, el trazado, la temperatura ambiente y el método de terminación.

Determinar si el sobredimensionamiento de los paneles fotovoltaicos es intencional.

La instalación de paneles fotovoltaicos adicionales puede mejorar la captación de energía durante periodos de baja radiación solar y entre estaciones. Sin embargo, también puede provocar recortes de voltaje, una mayor corriente de cortocircuito o una sobrecarga térmica. El sobredimensionamiento solo es aceptable dentro de los límites de voltaje, corriente, recorte de voltaje y condiciones ambientales específicos del modelo.

Escriba el rango de recorte esperado en la especificación. Si la batería está llena al mediodía, la energía fotovoltaica adicional puede aportar poca energía; si el problema es la energía en invierno, un conjunto más grande puede ser conveniente. Si la corriente de carga de la batería es el cuello de botella, añadir paneles no lo soluciona. Un controlador diferente o una coordinación solución de inversor solar híbrido Puede que sea la arquitectura correcta.

Encargar el diseño en función del cálculo

La puesta en marcha debe reproducir las premisas que justificaron la compra. Mida la tensión de la cadena antes de la conexión, la tensión de funcionamiento de los paneles fotovoltaicos, la corriente de la batería durante una irradiancia intensa, la temperatura del controlador, la caída de tensión del cable y cualquier saturación o evento de alarma.

Fotografie las etiquetas de los cables, las clasificaciones de los fusibles y las terminaciones de los cables. Confirme que el número de conexiones en serie y en paralelo instaladas coincida con el plano aprobado. Conserve el registro completo para los equipos de servicio; reemplazar un panel o cambiar el voltaje de la batería puede invalidar los márgenes originales.

Para proyectos repetitivos, utilice valores objetivo y límites de aceptación. Esto proporciona a los equipos de compras, instalación y servicio la misma definición de un controlador que cumple con los requisitos.

Coordinar la protección en ambos lados de DC.

La protección del lado fotovoltaico se basa en la corriente de la cadena, la exposición a corriente inversa, el calibre del conductor y el número de cadenas en paralelo. La protección del lado de la batería se enfrenta a una corriente de falla disponible mucho mayor. Un fusible adecuado para una cadena fotovoltaica puede ser totalmente inadecuado junto a un banco de baterías de litio.

Especifique los aisladores con clasificación de CC, la capacidad de interrupción del fusible, la capacidad de corriente del conductor, los límites de temperatura de los terminales y las condiciones de la carcasa. La protección debe aislar una falla sin exceder las especificaciones del controlador ni del cable que lo conecta.

Adapta el perfil de carga a la batería.

La corriente de salida del controlador solo es útil cuando la batería puede aceptarla. Los sistemas de litio pueden reducir la corriente de carga a través del BMS cerca de los límites de temperatura o estado de carga. Los bancos de plomo-ácido pueden requerir una etapa de absorción prolongada, lo que modifica la carga térmica incluso cuando la corriente máxima es menor.

Confirme con el fabricante de la batería los ajustes de carga rápida, absorción, flotación, ecualización, desconexión por baja temperatura y reinicio. Una etiqueta de voltaje compatible no garantiza un perfil de carga compatible.

Tenga en cuenta la falta de coincidencia, la sombra y la pérdida de cable.

La sombra parcial puede activar los diodos de derivación y reducir la tensión efectiva de la cadena. La incompatibilidad de módulos, la suciedad, la resistencia de los conectores y los cables largos también modifican el punto de operación. Una cadena que, en teoría, se encuentra dentro del rango de MPPT, puede operar cerca del límite inferior en condiciones de calor y sombra.

Revise la disposición del techo y el recorrido del cableado antes de fijar el número de conexiones en serie. Mida la tensión de funcionamiento bajo una sombra representativa durante la puesta en marcha cuando el emplazamiento tenga parapetos, árboles, antenas o varias orientaciones del techo.

Convierta el cálculo en un registro de aceptación.

El documento de compra debe incluir las hojas de datos de origen, las temperaturas de diseño, las fórmulas, los márgenes, las suposiciones sobre el cableado y las clasificaciones de protección. Registre la revisión exacta del módulo, ya que un panel posterior con la misma potencia puede tener diferentes valores de Voc, Vmp o coeficientes de temperatura.

Utilice valores de destino y de rechazo por separado. El valor de destino describe el funcionamiento preferido; el valor de rechazo define cuándo se deben corregir el cableado, el número de cadenas, la selección del controlador o la configuración de la batería antes de la entrega.

Diagnosticar la baja cosecha sin adivinar

Un consumo de energía inferior al esperado no indica automáticamente un fallo en el controlador. La batería puede alcanzar su límite de carga prematuramente, el sistema puede estar limitado por diseño o la tensión máxima de alimentación (Vmp) puede estar cerca del límite de seguimiento. La pérdida de cables y la sombra pueden generar síntomas similares.

Compare la tensión fotovoltaica medida, la corriente de la batería, la temperatura del controlador, el tiempo de recorte y el estado de carga con el cálculo original. Una línea base de puesta en marcha permite tomar decisiones de mantenimiento posteriores basadas en datos.

Preguntas frecuentes

¿Por qué puede fallar un controlador en una mañana fría y soleada?

Las celdas frías aumentan la tensión de circuito abierto (Voc) del conjunto. Si la tensión de la cadena en serie supera el límite de entrada del controlador, este puede dispararse o sufrir daños, aunque la tensión de funcionamiento normal parezca aceptable.

¿Debe calcularse la corriente de la batería a la tensión nominal?

Utilice la tensión de carga realista más baja para la estimación de la corriente máxima y, a continuación, verifique el resultado comparándolo con el controlador, el sistema de gestión de baterías (BMS), los cables, las barras colectoras y los dispositivos de protección.

¿Puede un conjunto fotovoltaico más grande compensar un controlador pequeño?

Solo dentro de los límites de sobredimensionamiento y recorte documentados. La energía fotovoltaica adicional no puede aumentar la corriente de salida del controlador ni el límite de carga de la batería.

Sobre lo antes

Soonest suministra controladores solares, inversores, baterías y soporte de sistemas a través de su Cartera de productos de energía solarLos compradores pueden revisar los antecedentes de la empresa en el Página Acerca de nosotros y evaluar un controlador solo después de que se hayan documentado los requisitos de tensión en frío, corriente de carga, protección y puesta en marcha.