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光伏組件的串聯數量如何選擇?
星之球科技 來源:中企網 2018-04-24 我要評論(0 )
不同的光伏電站對組件規格數量的要求也不同,光伏組串設計的一般原則是什么?光伏組件的串聯數量如何選擇?逆變器又該如何選擇呢?
不同的光伏電站對組件規格數量的要求也不同,光伏組串設計的一般原則是什么?光伏組件的串聯數量如何選擇?逆變器又該如何選擇呢?具體情況如何?下面跟小編一起來了解吧。
光伏組件的串聯數量如何選擇?
組件串聯后,只要開壓低于逆變器的最大接入電壓,工作電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內,這就夠了嗎?
注意!最有方案已定是滿足上述兩條件后,以盡可能最大的數量進行串聯。
一、光伏組串設計的一般原則
在光伏項目中,光伏組件的串聯數量如何選擇?
一般情況下,我們參考《光伏發電站設計規范(GB 50797-2012)》中的規定,要同時滿足兩個條件:
條件1:光伏組件串聯后的最大開路電壓低于逆變器的最大接入電壓
如果光伏組件串聯后的最大開路電壓超過逆變器的最大接入電壓,則逆變器會燒毀。
條件2:光伏組件串聯后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內。
如果光伏組件串聯后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之外,則影響項目的發電量。
那是不是同時滿足上述兩個條件,就是最優方案了呢?
不是!
二、某戶用項目設計案例
某戶用項目,由于戶用場地原因,選擇了12片300Wp光伏組件、3.6kW逆變器。
1)光伏組件參數
組件的關鍵參數如下:
Voc=39.85V Vmpp=32.26V
Imp=9.30A Isc=9.75A
Voc溫度系數:-0.3%/ ℃
2)逆變器參數
逆變器的關鍵參數如下:
最大直流輸入電壓600V
MPPT電壓范圍80~500V
3)當地的環境參數
極端高溫35.4℃
極端低溫-19.8℃
通過環境參數計算獲得
最大開路電壓:
39.85V*[1+((-19.8)-25)*(-0.3%)]=45.21V
根據條件1公式:
600 ÷ 45.21=13.3
因此,最多串聯13個光伏組件。
根據條件2公式:
最大MPPT電壓:
32.26V*[1+((-19.8)-25)*(-0.3%)]=36.6V
最小MPPT電壓:
32.26V*[1+(35.4-25)*(-0.3%)]=31.25V
通過MPPT電壓范圍80~500V計算獲得
串聯個數是3~13個
綜合條件1、條件2,光伏組件串聯的數量為3~13個。
本項目的12片光伏組件,安裝上最初采用了2??6的串聯方案,即6個組件串成一個支路,分2個支路進入逆變器。
存在兩個問題:
1)兩個支路之間,存在匹配損失。
2)逆變器的直流電壓始終在200V以內。
上述方案滿足兩個條件:1)開壓低于600V 最大接入電壓,2)工作電壓在80~500V的MPPT電壓范圍之內,但該接線方案會影響逆變器工作效率。
光伏組件的串聯數量如何選擇?
三、Boost工作影響效率
你逆變器的直流母線電壓一般要達到輸出交流電壓的1.414倍及以上。如果低于此值,則Boost升壓電路工作。
以單相220V為例,直流母線電壓要達到311V。
當采用6個組件串聯的方案,逆變器的電壓始終保持在311V以內,因此Boost需要工作,同時會發熱,影響轉換效率。
然而,Boost電路本身雖然有效率損失,但能夠大大提升并網光伏逆變器在實際應用中的適應性。
如果將上述光伏組件串聯方案修改為12個光伏組件串聯成一路。
從上表可以看出,12個組件串聯成一路,逆變器的電壓始終保持在311V以上,Boost不需要工作,減少效率損失。
1)計算組件“最小MPPT電壓”時,組件溫度不是環境最高溫35.4℃,而一般是比環境溫度高20-25攝氏度,可取60℃。
2)很多逆變器企業標的MPPT電壓范圍,有的寫到80-500V,那是偷換概念,因為80V時根本不能滿載工作。應當按滿載MPPT電壓范圍來計算組串數量下限
3)計算每路MPPT可并聯串數還要看其額定輸入電流,并除以組件的Impp得出最大串數
4)兩路或多路MPPT的逆變器,每個MPPT還有限制功率的,需要在此范圍內連接輸入組件數量。
四、結論
通過上述分析可以發現:
與12串的方案相比,6串的方案雖然能保證逆變器正常工作,但會在一定程度上影響系統效率,從而減少發電量。
在大型項目中,一個支路的光伏組件越多,并聯支路數量越少,可以減少匯流箱的用量、組件~匯流箱電纜的用量。
因此,在光伏項目設計中,光伏組件串聯后,只要同時滿足兩個條件:開壓低于逆變器的最大接入電壓,工作電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內,
光伏組件應該以盡可能最大的數量進行串聯。
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