Расчет размеров солнечной фотоэлектрической цепочки на крыше с разной ориентацией панелей должен начинаться с оценки электрических характеристик, а не количества панелей. Модули, обращенные под разными азимутами, получают разные профили солнечного излучения, поэтому размещение их на одном MPPT-контроллере может сместить более мощный участок крыши от его полезной рабочей точки. Практическое решение заключается в разделении плоскостей крыши по MPPT-контроллерам, когда это позволяет инвертор, а затем в проверке напряжения холостого хода в холодную погоду, рабочего напряжения и предельных токов в жаркую погоду перед окончательным определением количества панелей в последовательной цепочке.

Основные выводы

Рассматривайте ориентацию каждой крыши как отдельный профиль генерации; восточная и западная стринговые трубы редко достигают максимальной мощности одновременно.

Используйте диапазон напряжения MPPT инвертора и максимальный ток фотоэлектрических панелей в качестве жестких ограничений, затем рассчитайте размер цепочки модулей, исходя из самых низких и самых высоких ожидаемых температур модулей.

Мощный модуль, например, Скоро появятся фотоэлектрические солнечные панели мощностью 550–720 Вт. Необходимо по-прежнему обеспечивать согласование электрических параметров; одной лишь мощности недостаточно для определения безопасного количества последовательно соединенных атомов.

Почему направление кровли влияет на поведение струн.

Ориентация крыши изменяет время и форму кривой освещенности. Плоскость, обращенная на восток, обычно начинает вырабатывать энергию раньше, в то время как плоскость, обращенная на запад, производит больше энергии во второй половине дня. В последовательной цепочке рабочий ток распределяется между всеми модулями, поэтому затененный или плохо освещенный модуль ограничивает ток, доступный от остальных модулей цепочки. Когда две плоскости крыши размещены на одном трекере, инвертор видит компромиссную рабочую точку, а не два независимых максимума.

Напряжение, ток и окно MPPT

Количество последовательно соединенных цепей контролируется напряжением, тогда как количество параллельно соединенных цепей контролируется в основном током. Конструкция должна удовлетворять трем отдельным проверкам: напряжение холостого хода в холодную погоду должно оставаться ниже максимального постоянного напряжения инвертора; рабочее напряжение в жаркую погоду должно оставаться в пределах диапазона MPPT; и суммарный ток короткого замыкания или рабочий ток должны оставаться в пределах входного предела. Эти проверки различны и не должны заменяться одним расчетом номинального напряжения.

Для модуля с рабочим напряжением 40 В предварительное напряжение в цепочке из 10 модулей составит около 400 В в номинальной рабочей точке. Эта цифра является лишь отправной точкой для проектирования. Напряжение модуля повышается в холодных условиях и падает по мере повышения температуры ячейки, поэтому для окончательного расчета необходимы температурный коэффициент, указанный в технической документации модуля, и расчетные температуры на объекте. Тот же принцип применим и к току: две параллельные цепочки могут удвоить входной ток, даже если их напряжение остается близким к напряжению одной цепочки.

Обеспечьте электрическую сопоставимость параллельных струн.

Параллельно подключенные к одному MPPT-трекеру цепочки должны использовать модули одной и той же модели, с одинаковым количеством модулей в серии, ориентацией и схожим профилем затенения. Их напряжения должны быть достаточно близки, чтобы работать при одном и том же напряжении трекера. Если в одной ветви меньше модулей, ее предпочтительное рабочее напряжение будет отличаться; трекер не может независимо поддерживать обе ветви на их собственных максимальных точках мощности. Более слабая ветвь также может получать обратный ток в нештатных ситуациях, поэтому защиту цепочки и номинальный обратный ток модулей следует проверять, а не предполагать.

При вводе в эксплуатацию необходимо зафиксировать напряжение холостого хода и рабочий ток каждой цепочки модулей при сопоставимой интенсивности излучения. Значительная разница является поводом для проверки полярности, обжима разъемов, затенения, количества модулей или повреждения цепи обходного диода. Сравнение более полезно, когда регистрируются интенсивность излучения и температура модулей, поскольку два измерения, проведенные в разных условиях облачности, не позволят установить, действительно ли цепочки модулей не соответствуют друг другу.

Практическая планировка крыш, ориентированных с востока на запад и с юга.

Наиболее рациональная схема предполагает назначение каждому участку крыши собственного MPPT-трекера при условии, что инвертор имеет достаточное количество независимых трекеров и совместимый диапазон напряжений. Если один трекер должен обслуживать более одного участка крыши, следует обеспечить электрическую идентичность цепочек и смириться с тем, что несоответствие снизит выработку электроэнергии в течение части дня. Не следует смешивать разные типы модулей, использовать неравное количество модулей в последовательном соединении или подключать к одному и тому же трекеру сильно затененные и незатененные участки просто для заполнения неиспользуемой площади крыши.

В Рекомендации по выбору оптимального размера MPPT-контроллера для солнечных батарей Это также полезно, когда массив питает систему на основе батарей, поскольку напряжение фотоэлектрических панелей и зарядный ток необходимо проверять одновременно, а не рассматривать как независимые параметры.

Две проверки на месте, предотвращающие дорогостоящую переделку.

Проверка 1: Низкое напряжение на разъединителе

Измерьте или рассчитайте максимальное напряжение холостого хода при самой низкой расчетной температуре, включая напряжение всей цепи. Цепь, допустимая при 25°C, может превышать предел инвертора ясным холодным утром. Запишите значение напряжения холостого хода модуля, температурный коэффициент, рассчитанное напряжение в холодном состоянии и максимальное постоянное напряжение инвертора в файл ввода в эксплуатацию.

Проверка 2: Прокладка кабелей между плоскостями крыши.

Различные участки крыши часто приводят к неравномерной прокладке кабелей. Длинные участки с положительными и отрицательными полюсами могут увеличить падение напряжения и усложнить проверку полярности, а параллельные гирлянды, проложенные по разным путям, могут сделать распределение тока менее предсказуемым. Необходимо указывать полярность на обоих концах, использовать проводники одинакового сечения и проверять каждую гирлянду отдельно перед объединением входных сигналов.

Когда простого правила отдельного MPPT недостаточно

Раздельные трекеры не решают все проблемы несоответствия. Если плоскость крыши не может обеспечить минимальное напряжение инвертора в условиях высоких температур, назначение её отдельному MPPT-трекеру всё равно оставит входное напряжение за пределами его полезного диапазона. Аналогично, цепочка может соответствовать диапазону напряжения, но превышать ток трекера при добавлении дополнительных параллельных цепочек. В таких случаях варианты решения проблемы включают изменение длины цепочки, изменение схемы входного напряжения инвертора или изменение конструкции, исключающее слабый участок крыши из массива.

Для системных интеграторов и установщиков, Скорее всего Компания предоставляет фотоэлектрические модули, гибридные инверторы, батареи и сопутствующую системную поддержку. Полезный вопрос при выборе поставщика заключается не просто в наличии модуля, а в том, можно ли обеспечить единый согласованный график электроснабжения для выбранного модуля, диапазона MPPT инвертора, метода мониторинга и предположений о температуре на площадке. Технические детали можно уточнить через... канал обслуживания и поддержки до утверждения спецификации материалов.

Часто задаваемые вопросы

Могут ли солнечные панели, расположенные на востоке и западе, использовать один MPPT-контроллер?

В некоторых конструкциях их можно электрически соединить, но такое расположение обычно менее эффективно, чем использование независимого трекера для каждой ориентации. Две плоскости имеют разные кривые освещенности, поэтому один трекер должен быть оптимальным решением. Используйте один MPPT на каждую ориентацию, если это позволяют архитектура инвертора и ограничения по напряжению.

Сколько солнечных панелей должно быть в одной цепочке?

Универсального безопасного значения не существует. Рассчитайте последовательное напряжение в самом холодном состоянии, убедитесь, что оно ниже максимального значения инвертора, и проверьте, что рабочее напряжение в горячем состоянии остается выше минимального значения MPPT. Затем проверьте ток для любых параллельно соединенных цепочек.

Всегда ли панель большей мощности уменьшает количество гирлянд.

Не автоматически. Более высокая мощность может изменить рабочий ток и напряжение, а размеры модулей могут изменить доступную конфигурацию крыши. Количество стрингов должно основываться на электрических характеристиках и геометрии крыши, а не только на указанной мощности.

Вывод

Надежная многонаправленная конструкция фотоэлектрической системы достигается за счет согласования поведения крыши с поведением точки отслеживания точки максимальной мощности (MPPT). По возможности следует разделять ориентации, проверять напряжение при экстремальных температурах, измерять ток после параллельного подключения и фиксировать результаты в виде графика монтажа. Этот процесс позволяет создать систему, которую проще вводить в эксплуатацию и которую легче объяснить, когда измеренная выходная мощность различается между участками крыши.