太阳能电池板系统指南

可再生和可持续能源与太阳能电池板系统

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第六章

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太阳能电池板系统指南

太阳能电池板串尺寸

独自设计一个太阳能电池板系统是一项艰巨的任务。

虽然大多数人更喜欢直接购买系统,但也有少数人喜欢更多地亲自操作他们的设备。他们根据他们的规格进行修改。

如果您更喜欢亲自动手,字符串大小是适合您的。我们将首先讨论什么是字符串大小,然后给你一个详细的指南,为您的面板找出最佳的字符串大小。

什么是字符串大小?

字符串指的是通过接口插入单个输入的一组面板太阳能逆变器

字符串大小是您需要进行的计算,以确保您的逆变器接收到最佳性能所需的确切数量的功率。由于逆变器有一个特定的电压范围,它可以处理,你的字符串大小计算必须是正确的。

如果逆变器接收到的电压过小,它就没有足够的功率来启动。另一方面,如果它得到太多的电压,你的风险损坏你的逆变器。
仅仅确保所提供的电压落在逆变器的输入范围内也是不够的。它只在那种情况下为你的电器供电。

串大小的目的是确保电压落在称为最大功率点范围的较窄范围内。在此范围内,您的逆变器将以最佳效率运行。

如何计算太阳能电池板系统串尺寸

自行设计太阳能系统是一项艰巨的任务。虽然大多数人只是喜欢直接购买系统,但也有少数人喜欢更多地亲自操作他们的设备。他们根据他们的规格进行修改。如果你更喜欢亲自动手,你的太阳能设备,字符串大小只是为你。我们将首先讨论什么是字符串大小,然后给你一个详细的指南,为您的面板找出最佳的字符串大小。什么是字符串大小和它如何帮助我?串指的是通过电源逆变器插入单一输入的一组面板。字符串大小是您需要进行的计算,以确保您的逆变器接收到最佳性能所需的确切数量的功率。由于逆变器有一个特定的电压范围,它可以处理,你的字符串大小计算必须是正确的。如果逆变器接收到的电压过小,它就没有足够的功率来启动。 On the other hand, if it gets too much voltage, you risk damaging your inverter. Simply ensuring that the provided voltage falls within your inverter’s input range is also not enough. It only gives power to your appliances in that situation. The purpose of string sizing is to ensure that the voltage falls within a narrower margin called the maximum power point range. At this range, your inverter will operate at its peak efficiency. How To Calculate String Size

计算字符串大小是一个稍微复杂的过程,需要分析许多因素。为了简单起见,我们将逐步进行。让我们从电压开始。

每一个太阳能电池板有一个输出电压,如前所述,它直接到逆变器。关于输出电压,你应该知道2件事:

1.开路电压(VOC):这种情况发生时,没有电通过您的电气系统,即,电路是开放的。这段时间逆变器是打开的。

2.最大功率电压(VMP):这是在你打开电路后流过电路的电压的测量。

你应该找出VMP和VOC的值。它们通常在你的面板规格表上。

您应该知道的下一个值是最大功率点范围。前面已解释为逆变器具有最高性能的最佳点。

你应该知道的一件事是最大直流输入电压。记住,你的逆变器的电路将过热和损坏,如果它超过了指定的值。

你应该注意的另一件事是启动逆变器所需的最低电压。然而,这并不重要,因为你的逆变器的功能远远高于最低水平。
好的。你已经得到了你想要的数字。下一个什么?

案例研究

让我们应用这个公式来看看它是如何工作的。我们将以9千瓦并网系统为例。

假设我们假想的面板VOC值为48.08,VMP值为39.28。我们设备的最高电压是360伏。
让我们进一步假设我们假想的逆变器的MPP范围为270到480伏。我们假想的逆变器的工作范围应为100 ~ 600伏,功率容量为7700千瓦。

我们有我们需要的所有信息。让我们从一步一步的计算开始。

1.找到最小字符串大小

您将通过查找最小字符串大小来确定字符串中所需的面板数量。

用MPP范围的最小值除以面板的VMP就可以得到这个值。

得到的结果是6.87。四舍五入到下一个整数。你不能只有部分太阳能电池板。对吧?

2.找出工作电压以下的最高字符串尺寸

太阳能电池板系统

我们找到最高的字符串大小,不会超过工作电压,以确保我们不会过载逆变器。

将最大直流电输入除以面板的VOC就可以得到这个值。我们在上面的步骤中计算了VOC。
答案是12.48。记住,你必须四舍五入这个值,因为我们试图保持在工作电压限制。

3.检查字符串大小是否在MPP范围内

我们需要确保我们获得的字符串大小的值在逆变器的MPP范围内,以实现最佳功能。
将最大字符串大小除以面板的VMP以获得该值。

结果是471.36伏。

如我们所见,这个值在MPP范围内。如果它超过你的MPP,你应该怎么做?将面板数量减少一个,并再次进行计算,以查看新值是否在所需范围内。

4.温度

找出最佳面板数量是不够的。太阳能电池板系统安装区域的温度对MPP条件有重要影响。

查找你所在地区的平均气温可靠网站。打开那个网站,找到那个地区有记录以来的最低温度。
假设我们想象的陆地温度最低,是零下33.3摄氏度。

然后,再打开你的太阳能电池板说明书,看看VOC的温度系数是多少。这个数字告诉我们电压的变化量远离正常工作电池温度(NOTC)的每一个单位变化的程度。

我们取的温度系数是0.28%

我们也假设NOTC是44摄氏度。
在此之后,取NOTC和有史以来最冷温度之间的差值。我们的数值比标准条件低77.3摄氏度。

回想一下,温度系数是0.28。这意味着,对于来自NOTC的每一次漂移,我们的太阳能电池板系统将产生0.28%的更高电压。

首先,我们将面板的VOC与VOC的温度系数相乘。

结果是0.134624。

这个答案是每单位温度下降时电压的变化。然后,用这个值乘以我们之前得到的温度差。(77.3)
答案是10.46伏。

如果你能跟上,你就知道这是我们的面板在有记录以来最冷的一天产生的高于VOC电压的电压。之后,将这两个值相加,得到太阳能电池板系统将产生的完整电压。

58.486伏是你会得到的答案。
然后,将其乘以我们之前获得的最大串数(12),以得到我们在寒冷的日子里可以得到的最大电压。

答案是701.83伏。

这是非常高的电压!正如我们所看到的,它远远高于600伏的最大工作电压,这意味着非常寒冷的日子可能会损坏您的逆变器。
为了解决这个问题,我们需要调整最大字符串大小。每个面板的真实电压为58.486。因此,减去两个面板将导致我们的值下降到600伏的范围内。
因此,你应该拥有的太阳能电池板的最大数量是10块。再多就有损坏逆变器的危险。

高温怎么办?

沙漠中的太阳能电池板

上述信息与极冷的温度有关。但反过来呢?当气温很高的时候,你应该做什么?

这没什么好担心的。在测量过程中,NOCT落在44-47摄氏度的范围内,约为112-115华氏度。由于大多数地方都没有超出这个范围,所以无需担心。

然而,即使他们这样做,你的逆变器也不会有损坏的风险,因为温暖的温度只会降低电压。在高温期间电压下降只会使您的逆变器远离危险区。

但是,高温会影响字符串的大小,因此您应该重新检查以确保字符串的大小仍然在所需的最佳MPP范围内最高的效率。确定这个的计算和我们之前做的是一样的,只是值不同。

  1. 使用VMP值代替VOC
  2. 使用Pmax的温度系数值代替VOC的温度系数值
  3. 面板VMP不加电压补偿,求出真实电压;减去它。
举个例子,假设最高温度为56.7摄氏度。这比我们的NOCT高12度。我们的VMP和Pmax温度系数值分别为39.28伏特和-0.377。现在让我们来算算:

1.(VMP)*(PMax温度系数)=每摄氏度电压变化

39.28 * 0.00377 = 0.148

2.由于NOCT以上12.7摄氏度的总电压差

0.148 * 12.7 = 1.8796

3.从VMP中减去这个值就得到了真实的面板电压

39.28- 1.8796= 37.4004

4.最后,将此值与最小字符串大小相乘,以获得可用作输入的总电压。

37.4004 * 7 = 261.8028

回想一下,在第1步中,我们提到MPP的低端为270伏。由于我们得到的261.8值低于该值,理想的解决方案是将串面板的数量增加到8个。

然而,这一计算只适用于我们假设地区的最高记录温度,即134华氏度。尽管温度如此之高,但这里唯一的问题是系统的运行略低于最佳标准。
正如您所看到的,这个问题无关紧要,不应该引起您的任何担心。虽然8个面板是理想的字符串大小,你也可以使用7个。

开始调整你的太阳能电池板系统

恭喜你!您终于成功地完成了这篇详尽的关于连接面板的指南。

在我们结束之前,我们想通过告诉你太阳能电池板系统是在建造时记住这些复杂的计算来减轻你的担忧,所以你不需要自己做任何工作。

如果您仍然需要帮助来优化您的太阳能系统,以满足您的需求,您可以要求与我们经验丰富的团队进行免费咨询。

有了这些关于太阳能的知识,我敢打赌你一定在想太阳能能给你带来什么好处。
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