ПИТАННЯ

Наша сеть партнеров Banwar

Ми знаємо, що номінальна потужність сонячних батарей може бути більше, ніж номінальна потужність інвертора (до певної міри - у інверторів дійсно більш високий максимальний вхідний струм). Але лише деякі конструктори та інженери розуміють, що таке практичні межі.

Співвідношення постійної і змінної напруги (відоме також як коефіцієнт потужності навантаження інвертора) є важливим параметром при проектуванні сонячних електростанцій. Наприклад, масив сонячних батарей на 6 кВт постійного струму в поєднанні з інвертором з номінальною потужністю 5 кВт змінного струму буде мати коефіцієнт DC / AC 1,2 (6 кВт / 5 кВт = 1,2). Ключовим фактором тут є «втрати через одностороннього обмеження»: якщо потужність подається на інвертор струму більше, ніж інвертор може обробити, то в результаті ця потужність «обмежується» і втрачається.

Фахівці Folsom Labs виявили, що багато проектувальників надмірно консервативні, коли мова йде про співвідношення DC / AC. Багато людей думають, що DC / AC співвідношення 1,1 ідеально, а 1,2 злегка агресивно. Навпаки, розрахункове значення 1,2 часто призводить до мінімальних втрат, в той час як значення 1,25 або 1,3 може поліпшити економіку проекту, особливо, коли розмір проекту обмежується потужністю змінного струму.

Чому і як інвертори роблять обмеження?

Кожен інвертор має максимальну і номінальну потужність. Це важливо з двох причин. По-перше, номінальні або максимально допустимі значення параметрів силових комплектуючих інверторів часто спроектовані з питомою потужністю і діапазоном напруги з запасом. По-друге, на системному рівні, домашній розподільний щиток змінного струму (і / або точка підключення до мережі) сконструйований з запасом питомої максимальної потужності. Інвертори зазвичай не видають більше їх максимальної потужності змінного струму. Якщо вхідна потужність постійного струму занадто висока, інвертор буде піднімати робоча напруга сонячних батарей, щоб вивести станцію на максимальну потужність і зменшити потужність постійного струму.

Чому 20 процентне співвідношення DC / AC призводить до мінімальних обмежень?

Багато проектів починаються з допуску максимального співвідношення постійного-змінного струму в 1,2 (іншими словами, номінальна потужність сонячних батарей на 20% більше в порівнянні з максимальною потужністю інвертора). Це насправді зберігає втрати на вкрай низькому рівні, як правило, нижче 0,25%. Чому так? Три фактори допоможуть пояснити ці низькі втрати:

1. Повністю «стандартні» умови (1000 Вт / м2) зустрічаються рідко

ККД сонячної батареї визначається при «стандартних умовах випробування» (STC), при яких на батарею падає сонячне світло тисячі Вт / м2 (в основному, в полудень, в літній день). На практиці, такі ідеальні умови зустрічаються рідко.

Наприклад, на графіку нижче показана частотна діаграма для сонячних батарей в Атланті, звернених на південь при нахилі 15 °. Зверніть увагу, що сонячна електростанція рідко отримує повний сонячне світло. Насправді, все 422 години (9% від усіх робочих годин) вона отримує більше, ніж 800 Вт / м2 (що еквівалентно обмеження в співвідношенні DC / AC 1,25).

1. Температурні втрати скорочують час високої потужності ще більше

На додаток до того, що сонячна електростанція рідко отримує повне сонце, є і інші системні втрати між поверхнею сонячної батареї і інвертором. Зокрема, великий вплив надають температурні втрати: як правило, батареї тепліше, ніж 25ºC, особливо, якщо на них падає максимум сонячного світла. Відповідно, електростанція виробляє менше своєї номінальної потужності і не може досягти умов для максимальної потужності інвертора.

Повернемося до прикладу з Атланти: Давайте подивимося на те, як часто станція працювала близько до номінальної потужності. Зверніть увагу на те, що верхній кінець діаграми розподілу навіть тонше, так як ці дані включає в себе і температурні втрати, які будуть найбільшими в моменти найвищого сонячного світла. На цей раз в наявність є тільки 212 годин (4,5% від робочого часу), коли станція виробляла понад 80% від своєї номінальної потужності.

Робота не зупиняється, коли потужність постійного струму вище максимальної потужності змінного струму

Загалом, коли інвертор працює в режимі перевищення потужності, то це просто означає, що він буде жертвувати надлишками потужності. Таким чином, навіть коли фактична потужність постійного струму на 10% вище в порівнянні з потужністю змінного струму, то втрати за цей період становитимуть лише 10%. Подивимося ще раз на приклад з Атланти: за 212 годин, протягом яких станція виробляла понад 80% від номінальної потужності (точка обмеження для коефіцієнта 1,25), середня продуктивність була на 6,8% вище обмеження. Цей ефект ще більш виразний для домашніх станцій. Тому що домашні станції встановлюються врівень, вони швидше нагріваються, і, отже, температурні втрати у них ще більше. В результаті, система з Атланти з коефіцієнтом 1,25 має втрати від одностороннього обмеження 0,6% для комерційної станції і 0,1% для домашньої.

Копання далі: різні значення коефіцієнта DC / AC

Так як коефіцієнт 1,25 в Атланті дає лише від 0,1% до 0,6% втрат від обмеження, виникає питання: якими будуть втрати, якщо ми значно збільшимо співвідношення DC / AC? Дивіться нижче: Втрати від одностороннього обмеження будуть дорівнюють нулю для коефіцієнтів DC / AC в 1,5 для обох типів систем. У комерційних електростанціях (з більш низькими температурними втратами) потужність сонячної батареї може доходити до 365 Вт, підтримуючи при цьому втрати від обмеження на рівні менше 2%. І, нарешті, в домашніх системах потужність батареї може досягти 380 Вт з втратами нижче 1%.

висновок

Наступного разу, коли вам хтось скаже, що номінальна сила постійного струму занадто велика для інвертора, то перевірте це для себе. Ви можете виявити, що при моделюванні продуктивності системи втрати від одностороннього обмеження будуть нижче, ніж ви очікували.

джерело: http://www.solarpowerworldonline.com/2016/07/solar-inverters-clipping-dcac-inverter-load-ratio-ideal/