【導(dǎo)讀】在光伏系統(tǒng)中,隨著技術(shù)的發(fā)展成熟,組件與逆變器容配比不斷發(fā)生變化,不再是按1:1配,因為光照條件、安裝角度、線路損耗等各種因素,組件效率無法達到100%輸出,大部分時間可能只有70%額定功率左右,即便天氣非常好時只能達到90%的額定功率,這就造成逆變器的功率不能完全利用,有部分浪費。
在光伏系統(tǒng)中,隨著技術(shù)的發(fā)展成熟,組件與逆變器容配比不斷發(fā)生變化,不再是按1:1配,因為光照條件、安裝角度、線路損耗等各種因素,組件效率無法達到100%輸出,大部分時間可能只有70%額定功率左右,即便天氣非常好時只能達到90%的額定功率,這就造成逆變器的功率不能完全利用,有部分浪費。
那么到底如何設(shè)計組串?
每個光伏組串應(yīng)該接入多少塊光伏組件?逆變器接入多少光伏組串最為合適?
01組件的參數(shù)
標(biāo)準(zhǔn)測試條件(STC)在進行組串設(shè)計的時候,通常選擇組件在STC條件下的電參數(shù)。地面電池或組件的標(biāo)準(zhǔn)測試條件為:大氣質(zhì)量 AM1.5 ,太陽的輻照度 1000W/m2,電池的工作溫度 25℃。
組件開路電壓的溫度系數(shù)Kv組件的開路電壓的溫度系數(shù) Kv 是一個負值,這個特性決定了組件的開路電壓會隨著溫度的升高而降低,會隨著溫度的降低而升高。
Isc:短路電流 Im:峰值工作電流Voc:開路電壓 Vm:峰值工作電壓Vm≈0.83Voc
▲組件參數(shù)及I-V特性曲線
溫度對組件開路電壓影響
輻照度對組件電壓、電流的影響
02逆變器參數(shù)
最大直流輸入電壓:逆變器最大輸入電壓值,需要考慮實際溫度對組件開路電壓值的影響;
MPPT路數(shù):同一路MPPT下的組串接入,數(shù)量、朝向、角度要一致;
MPPT工作電壓范圍:逆變器允許工作的Vmppt電壓范圍;
額定工作電壓:逆變器工作電壓越接近額定工作電壓,發(fā)電效率越佳。
逆變器效率曲線圖
03光伏組串設(shè)計的一般原則
參考《光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范(GB 50797-2012)》提出如下組串設(shè)計公式,同時滿足兩個條件:
光伏組件串聯(lián)后的最大開路電壓低于逆變器的最大接入電壓;
光伏組件串聯(lián)后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內(nèi)。
★公式(1)參數(shù)含義:Vdcmax:逆變器最大輸入電壓;分母參數(shù)前面已做介紹。
★公式(2)參數(shù)含義:Vmpptmin:逆變器的MPPT輸入最小電壓;Vmpptmax:逆變器的MPPT輸入最大電壓;t′:組件安裝處極限高溫t:組件安裝處極限低溫;Vpm:組件峰值功率電壓 ;Kv′:組件峰值功率電壓的溫度系數(shù)。逆變器可接入的組串?dāng)?shù)量范圍計算
以MAX 80KTL3 LV逆變器和420W組件為例,假設(shè)當(dāng)?shù)貥O端低溫為-25℃,極限高溫為50℃;逆變器最大開路電壓為1100V,MPPT電壓在200~1000V。
公式(1):N≤19.44 公式(2):5.29≤N≤21.31故N(取整)的取值范圍是6~19之間,即在考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)溫情況下,逆變器可接入數(shù)量為 6~19 塊一串。
如何確定逆變器最佳接入?
原則:逆變器Vmppt電壓越接近額定工作電壓,效率越高,發(fā)電量收益越好,則串聯(lián)數(shù)量最佳。
設(shè)計:MAX 80KTL3-X LV額定工作電壓為600V,420W組件STC條件下,Vmp電壓為40.8V,初步計算最佳串聯(lián)數(shù)量為600/40.8≈15塊;
推薦接入方案:
固定組件數(shù)量如何計算逆變器配板方式
舉例:北面94塊400W組件,南面一共30塊425W和96塊420W,接MAX 80KTL3 LV,組件如何配板效益最好?
分析:
1)逆變器為7路MPPT,可允許7種不同的組件串聯(lián)數(shù)量,每路MPPT下組串?dāng)?shù)量要一致;
2)設(shè)計原則為每組接入串聯(lián)數(shù)量接近最佳串聯(lián)數(shù)量15塊。
設(shè)計:
合理的容配比,有效降低LCOE
04容量和配置的比例如何設(shè)計?
★過去電站設(shè)計原則:
組件成本高,占系統(tǒng)成本大;以發(fā)電量最大化為原則。
★未來電站設(shè)計原則:
組件成本快速下降,以LCOE最低為原則更高容配比、更優(yōu)的 組件布局設(shè)計等。
總結(jié)
通過逆變器廠家提供的額定工作電壓參數(shù)可以很快的計算出最佳組串?dāng)?shù)量;
組串在串聯(lián)時增加電壓,并聯(lián)時則增加電流。晶硅組件接入逆變器一般是單串,考慮電壓即可。雙面組件和大功率組件還要考慮組串電流,這個我們下期再講。
當(dāng)逆變器具備1.1倍過載能力,容配比情況則可按照逆變器額定輸出的1.1倍來考慮適當(dāng)多配組件,計算時考慮逆變器可接入組串?dāng)?shù)。
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