光伏逆變器、組件參數(shù)解讀與配比要點分析
溫度系數(shù):
溫度系數(shù)分電壓溫度系數(shù),電流溫度系數(shù)和功率溫度系數(shù)。通常組件溫度降低時,電池片的輸出電流會隨之降低,而電壓隨之升高,因而,在進行串并聯(lián)方案設計時,要用開路電壓、工作電壓、溫度系數(shù)、當?shù)貢冮g極端低溫進行最大開路電壓和MPPT電壓范圍的計算,防止組串電壓超出逆變器的標稱范圍。
工作參數(shù):
1.工作溫度
組件的工作溫度,通常指組件可以工作的外部環(huán)境溫度范圍,一般光伏組件的工作溫度是可以滿足環(huán)境溫度的。
2.功率公差
0~+5 W代表是正公差。如300W的組件,功率范圍在300W到305W之間為合格品
3.最大系統(tǒng)電壓
系統(tǒng)電壓是指若干太陽能板組成一個太陽能發(fā)電系統(tǒng),這個發(fā)電系統(tǒng)的最大直流電壓;最大可以是1000V. (假設光伏組件開路電壓Voc的電壓溫度系數(shù)為-0.32%,STC下的Voc=44.7V,在極端工作低溫-40℃下的Voc=44.7*(1+0.32%*(25+40))=54V,一般要求每個組串中設計串聯(lián)組件數(shù)≤1000/54=18)。目前流行太陽能板的標準系統(tǒng)電壓是600V(美國標準)和1000V(歐洲標準)。
三、光伏逆變器和組件的配比
通過前面對逆變器和組件的參數(shù)的介紹, 我們可以知道,在對組件和逆變器進行配比時, 需要從功率,開路電壓,最佳工作點電壓等方面綜合考慮,以盡可能提升系統(tǒng)效率。考慮到現(xiàn)場實際情況,需要特別注意以下幾點:
1.考慮溫度系數(shù)的組串開路電壓必須小于逆變器最大輸入電壓;
2.考慮溫度系數(shù)的組串MPPT電壓要在逆變器MPPT跟蹤范圍之內(nèi);
3.三相機的最佳工作電壓在620V左右,單相機的最佳工作電壓為360V左右, 此時逆變器的轉化效率最高。 所以在組串配置時建議每串組件的MPPT電壓盡量接近620V/360V,組串MPPT電壓和逆變器最佳工作電壓的差距越大(不管是偏低還是偏高),效率就會越低,
4.單路MPPT下接的每串組件,要保證接入的組件數(shù)量一致 。
這里,我們不妨以納通逆變器參與的幾個現(xiàn)場實際應用為例, 來說明組件和逆變器的配置方法。
實例1:
下面,我們來看下“組件+逆變器配置”的兩種配置方案。
配置方案1:
MPPT1:15塊一串接入
MPPT2:15塊一串接入
常溫下每串組件的開路電壓=15X38.1=571.5V,小于逆變器的最大輸入電壓600V;
常溫下每串組件MPPT電壓=15X31.3=466.5V, 在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi)。
這樣的方案看似可行,但如果我們考慮組件的溫度系數(shù):
極端低溫(-19度)下每串組件的開路電壓=15X38.1X(1+0.32%X(25+19))=651.9V,超過了逆變器最大輸入電壓600V.
經(jīng)過計算,當氣溫在低于10度的時候,每串的開路電壓就會超過600V.所以此方案不可行。
配置方案2:
MPPT1:10塊一串,2串接入
MPPT2:10塊一串,1串接入
常溫下每串組件的開路電壓=10X38.1=381V,小于逆變器的最大輸入電壓600V;
常溫下每串組件MPPT電壓=10X31.1=311V,在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi);
極端低溫(-19度)下每串組件的開路電壓=10X38.3X(1+0.34%X(25+19))=440.2V,小于逆變器的最大輸入電壓600V;
極端低溫(-19度)下每串組件的MPPT電壓=10X31.1X(1+0.32%X(25+19))=354.8V,在逆變器的MPPT電壓范圍100-550V以內(nèi),且接近逆變器最佳工作電壓360V,效率較高。
對比方案1與方案2,我們不難發(fā)現(xiàn):雖然方案1通過減少一路組件串接,節(jié)省了一定的施工工作量,但開路電壓較高所帶來的故障隱患將進一步增加,特別是在一些寒冷地區(qū)更是如此;而方案2,則不僅保證了電壓的安全性,同時也使最佳工作點電壓落在了滿載MPPT電壓范圍內(nèi),盡可能地提高了逆變器的轉換效率。
實例2
配置方案1:
MPPT1:14塊一串,2串接入;
MPPT1:14塊一串,2串接入.
2常溫下每串組件的開路電壓=14X39.85=557.9V,小于逆變器的最大輸入電壓1000V;
2常溫下每串組件MPPT電壓=14X32.26=469.5V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)。
2極端低溫(-21度)下每串組件的開路電壓=14X39.85X(1+0.30%X(25+21))=634.89V,小于逆變器的最大輸入電壓1000V,
2極端低溫(-21度)下每串組件的MPPT電壓=14X32.26X(1+0.30%X(25+21))=440.2V=513.97V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi)。
按此方案配置,組件的開路電壓和MPPT電壓都在可接受的范圍內(nèi)。但是, MPPT電壓偏低,遠低于逆變器的最佳工作電壓620V , 逆變器的效率會降低。所以此方案不可行。
配置方案2:
MPPT1:18塊一串,2串接入;
MPPT2:20塊一串,1串接入.
2常溫下MPPT1下每串組件的開路電壓=18X39.85=717.3V,小于逆變器的最大輸入電壓1000V;
2常溫下MPPT2下每串組件的開路電壓=20X39.85=797V,小于逆變器的最大輸入電壓1000V;
2常溫下MPPT1下每串組件MPPT電壓=18X32.26=580.68V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi),且接近逆變器最佳工作電壓620V,效率較高。
2常溫下MPPT2下每串組件MPPT電壓=20X32.26=645.20V,在逆變器的MPPT電壓范圍250-950V以內(nèi),且接近逆變器最佳工作電壓620V,效率較高。
套用實例1中的計算公式,可以計算出在極端低溫-21度時, 組串的開路電壓和MPPT電壓也在范圍之內(nèi)。此方案可行。
對比方案1與方案2,我們可以看出,雖然兩種接法都可以讓逆變器工作在MPPT電壓范圍內(nèi),但方案2的工作電壓更接近逆變器的最佳工作電壓,效率最高,且方案減少了一路組串連接,節(jié)約了成本。
實例3
該用戶有一批300W單晶的組件,想配置一個33KW左右的系統(tǒng),給客戶選用了納通NAC33K-DT三相逆變器,關鍵參數(shù)如下:
極端低溫情況下單塊組件開路電壓Voc=40.1*(1+0.286%*(25+9.2))=44.02
極端低溫情況下單塊組件MPPT電壓Vmp=32.8*(1+0.286%*(25+9.2)=36.01V
根據(jù)上面提到的前三點注意事項,可以算出,最佳組件的串聯(lián)個數(shù)應為18-22塊。
根據(jù)單路MPPT下接的每串組件,要保證接入的組件數(shù)量一致的原則,可以得出下面四種可行的配置方案:
通過以上的實際案例給大家介紹了組件和逆變器的配置方法,在實際應用中,還應該綜合考慮現(xiàn)場施工及組件和逆變器性能參數(shù)(比如,當逆變器PV輸入有且只有兩路時,需考慮以功率段較低的組件產(chǎn)品匹配逆變器參數(shù))來做靈活調(diào)整。只有這樣,我們的配置方案,才會是安全與高效的。
結論
本文詳細介紹了逆變器和組件的關鍵技術參數(shù),并通過實例介紹了組件和逆變器的匹配的幾大要點,希望能給大家?guī)韼椭?/p>
責任編輯:蔣桂云
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