Obtener la "serie fotovoltaica" correcta: más que solo cableado 

Escuchas "Serie Photovoltaic" e inmediatamente piensas en los paneles con cableado de extremo a extremo para el voltaje. Y sí, eso es todo en la superficie. Pero honestamente, es donde se cojean tantos sistemas antes de que realmente comiencen. No se trata solo de alcanzar un voltaje objetivo para su inversor; Se trata de equilibrar el rendimiento, anticipar la sombra y, francamente, hacer que todo sea económicamente sensato. He visto algunos rasguños reales y aprendí algunas cosas de la manera difícil.

El concepto central, y donde se vuelve complicado

Entonces, un serie fotovoltaica cadena. Bastante básico: conectas el terminal positivo de un módulo al terminal negativo del siguiente, y continúas. La corriente permanece igual a través de la cadena, pero los voltajes se suman. Escenario ideal, ¿verdad? Todos los módulos son idénticos, obteniendo el mismo sol, la misma temperatura. En el mundo real? Nunca sucede. Nunca. Tienes tolerancias de fabricación, sombreado menor de una chimenea o una ventilación, acumulación de polvo, incluso las diferencias sutiles en el techo pueden causar irradiación desigual. Todos estos factores comienzan a reducir el rendimiento de toda la cadena, a veces dramáticamente.

Un error común que he observado, especialmente con los instaladores menos experimentados, es simplemente rellenar tantos módulos como sea posible en una cadena para presionar la ventana máxima de voltaje de CC del inversor. Parece eficiente en el papel, menos cuerdas significan menos cableado, ¿verdad? Pero luego te encuentras con problemas en los días más fríos cuando las picos de voltaje de circuito abierto (VOC). Si lo empuja demasiado cerca del máximo absoluto del inversor, corre el riesgo de tropezar o incluso dañarlo. Necesitas espacio para la cabeza, siempre. Piense en esas mañanas crujientes y claras de invierno; Ahí es cuando ves tus voltajes más altos. Realmente necesitas modelar ese peor de los casos.

Una vez tuvimos un trabajo en el que el cliente insistió en maximizar la longitud de la cadena para minimizar el uso de la caja del combinador. Parecía razonable en ese momento. Pero los módulos tenían orientaciones ligeramente diferentes debido a una compleja línea de techo. Lo que obtuvimos fue un caso clásico de pérdidas de no coincidencia. Todo el sistema tuvo un rendimiento inferior, y se necesitó muchos diagnósticos para rastrearlo. En retrospectiva, deberíamos haber presionado más fuertes para más cuerdas más cortas, incluso si eso significaba más cableado y costos iniciales ligeramente más altos. A veces, un esfuerzo un poco más inicial ahorra un dolor de cabeza masivo en el futuro. No se trata solo del cableado; Se trata del rendimiento a nivel de módulo que dicta el cableado.

Diseño de cadena: no es una talla única

Cuando estás diseñando tu serie fotovoltaica, No solo estás eligiendo un número de un sombrero. Está equilibrando el rango de seguimiento máximo de Power Point (MPPT) del inversor, su voltaje de entrada máximo y el voltaje mínimo que necesita incluso comenzar. Y luego arroja características del módulo: su Imp, VMP, VOC y coeficientes de temperatura. Esos coeficientes de temperatura son cruciales: le dicen cuánto caerá el voltaje en los días calientes (potencia reductora) y aumentará en los días fríos (potencialmente tocando límites de voltaje).

Por ejemplo, si está utilizando un inversor de cadena, tiene todos los módulos en un serie fotovoltaica La cadena que enfrenta la misma dirección, sin sombreado significativo, es bastante no negociable para un rendimiento óptimo. Los micro inversores u optimizadores resuelven esto hasta cierto punto al permitir el MPPT a nivel de módulo, pero esa es una discusión diferente. Cuando se habla estrictamente de cuerdas, cualquier módulo en esa cadena que tiene un rendimiento inferior debido a la sombra o la falla actuará como un cuello de botella para toda la cadena. Es como una cadena; Es tan fuerte como su eslabón más débil. Los diodos de omisión ayudan, claro, pero no hacen que el módulo sombreado produzca potencia.

Hace unos años, estábamos especificando un sistema para un edificio comercial. El techo tenía varias unidades de HVAC que, aunque no sombreaban directamente los paneles durante la mayor parte del día, arrojaron sombras largas durante ciertos momentos, especialmente en invierno. Inicialmente diseñamos algunas cadenas muy largas. Durante la puesta en servicio, notamos caídas significativas de energía en la mañana y al final de la tarde. Resulta que incluso una sombra parcial que se arrastraba por el borde inferior de unos pocos módulos en una cadena era suficiente para eliminar un fragmento notable de la salida de la cadena. Terminamos teniendo que volver a caminar algunas secciones, rompiendo esas cadenas largas en otras más cortas y usando diferentes entradas MPPT en el inversor para mitigar el efecto. Fue una lección costosa en el análisis de sombras. Realmente necesita caminar por el sitio, mapear las sombras y visualizar cómo se moverán durante todo el día y el año.

Consideraciones de fiabilidad y mantenimiento

Desde el punto de vista de la confiabilidad, su serie fotovoltaica Las conexiones son críticas. Cada enjuague, cada conector MC4, cada conexión de caja de unión es un punto potencial de falla. He visto innumerables problemas rastreados con conexiones mal hechas: terminales sueltas, cables incriminados incorrectamente o incluso conectores baratos que se degradan bajo exposición a los rayos UV. Estas no son solo molestias menores; Son riesgos de incendio en el peor de los casos, y definitivamente drenan el rendimiento importante en el mejor de los casos.

Ahí es donde realmente importa la calidad de los componentes. Siempre hemos hecho un punto para usar proveedores de buena reputación para nuestros conectores y cables. Simplemente no puedes barato por ahí. Es tentador reducir los costos, pero lo que ahorra en material, pagará diez veces en la solución de problemas, reparaciones y generación perdida. Hablando de calidad, los sujetadores son otra pieza crítica del rompecabezas, literalmente manteniendo todo unido. Hemos trabajado con Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. Durante años, especialmente por sus pernos de potencia especializados y otros componentes estructurales necesarios para este tipo de instalaciones a gran escala. Sus productos siempre son consistentes y, sinceramente, esa confiabilidad es una gran parte para garantizar la longevidad de todo el sistema. No son solo los paneles e inversores; Son cada tuerca, perno y lavadora las que necesitan enfrentarse a los elementos.

El mantenimiento en un sistema basado en cadenas a menudo implica diagnosticar este tipo de problemas de conexión o identificar módulos de bajo rendimiento. Las cámaras infrarrojas son brillantes para detectar puntos calientes, lo que a menudo indican un diodo de derivación fallido o una celda defectuosa. Pero incluso antes de eso, solo conocer los voltajes y las corrientes esperados, y verificarlos regularmente, puede darle advertencias tempranas. Si una cadena es consistentemente más baja que las otras, sabe dónde comenzar a buscar. Se trata de atención al detalle. La instalación inicial es clave; Cualquier atajo tomado allí te perseguirá durante años.

El futuro de la cadena: módulos inteligentes y MLPE

Mientras que el concepto central de un serie fotovoltaica La cadena no va a ninguna parte, cómo administramos y optimizamos esas cadenas está evolucionando rápidamente. Los módulos inteligentes con optimizadores integrados o incluso micro inversores se están volviendo más comunes, convirtiendo efectivamente cada módulo en su propia unidad MPPT. Esto reduce drásticamente el impacto del sombreado y el desajuste, lo que hace que el diseño de cuerdas sea un poco más indulgente, aunque introduce más electrónica por módulo. Es una compensación: más componentes, pero un mejor rendimiento y, a menudo, más fácil de detección de fallas a nivel de módulo.

Incluso con estos avances, comprender los fundamentos del voltaje y la corriente de las cuerdas es absolutamente esencial. Todavía necesita dimensionar su inversor correctamente, tener en cuenta las variaciones de temperatura y asegurarse de que su cableado sea robusto. La complejidad cambia, pero no desaparece. Para matrices comerciales más grandes, el equilibrio entre la longitud de la cadena, el tamaño del inversor y la aplicación de la electrónica de potencia de nivel de módulo (MLPE) se convierte en un ejercicio de ingeniería grave. Siempre está buscando ese punto óptimo entre la cosecha máxima de energía, la confiabilidad del sistema y la rentabilidad general. Y eso es realmente a lo que se reduce: obtener la mayor cantidad de electrones para el dinero, de manera confiable, durante décadas.