Conseguir a "serie fotovoltaica" correcta: máis que cableado 

Escoita "serie fotovoltaica" e pensa inmediatamente os paneis con cable de punta para a tensión. E si, iso é na superficie. Pero, sinceramente, é onde tantos sistemas se afastan antes de que realmente comezan. Non se trata só de bater unha tensión de destino para o seu inversor; Trátase de equilibrar o rendemento, anticipar a sombra e, francamente, facer que todo sexa sensible economicamente. Vin algúns rascadores de cabeza reais e aprendín algunhas cousas do xeito difícil.

O concepto básico - e onde se complica

Entón, a serie fotovoltaica corda. Bastante básico: conectas o terminal positivo dun módulo ao terminal negativo do seguinte, e segues adiante. A corrente mantense igual a través da cadea, pero as tensións suman. Escenario ideal, non? Todos os módulos son idénticos, conseguindo o mesmo sol, a mesma temperatura. No mundo real? Nunca pasa. Nunca. Ten tolerancias de fabricación, sombreado menor dunha cheminea ou unha acumulación de po, incluso diferenzas sutís no campo do tellado poden causar irradiación desigual. Todos estes factores comezan a tirar o rendemento de toda a cadea, ás veces de xeito dramático.

Un erro común que observei, especialmente con instaladores menos experimentados, é simplemente encher o maior número de módulos posibles nunha cadea para alcanzar a xanela máxima de tensión DC do inversor. Parece eficiente no papel, menos cordas significan menos cableado, non si? Pero entón atopas con problemas nos días máis fríos cando os picos de tensión de circuíto aberto (VOC). Se o empuxas demasiado preto do máximo absoluto do inversor, arrisca a disparalo ou incluso danalo. Necesitas cabeceira, sempre. Pense nas mañás crocantes e claras de inverno; É cando ves as túas tensións máis altas. Realmente necesitas modelar ese peor dos casos.

Unha vez tivemos un traballo onde o cliente insistiu en maximizar a lonxitude da cadea para minimizar o uso da caixa de combinadores. Parecía razoable no seu momento. Pero os módulos tiñan orientacións lixeiramente diferentes debido a unha liña de teito complexa. O que conseguimos foi un caso clásico de perdas de desaxuste de cordas. Todo o sistema foi baixo rendemento e tomou moitos diagnósticos para rastrexalo. En retrospectiva, deberiamos ter impulsado máis duros para máis cordas máis curtas, aínda que significase máis cableado e custos lixeiramente maiores. Ás veces, un esforzo máis anticipado aforra unha enorme dor de cabeza na liña. Non se trata só do cableado; Trátase do rendemento a nivel de módulo que dita o cableado.

Deseño de cordas: non é un tamaño único

Cando estás deseñando o teu serie fotovoltaica, non só estás a escoller un número dun sombreiro. Está a equilibrar o rango de seguimento máximo de puntos de potencia (MPPT) do inversor, a súa tensión de entrada máxima e a tensión mínima que precisa para comezar. E logo lanza características do módulo: os seus coeficientes IMP, VMP, VOC e temperatura. Estes coeficientes de temperatura son cruciais: dinche canto caerá a tensión nos días de calor (reducindo a potencia) e aumentan os días fríos (potencialmente alcanzando límites de tensión).

Por exemplo, se estás usando un inversor de cadea, tendo todos os módulos nun serie fotovoltaica A corda cara á mesma dirección, sen sombreado significativo, é case non negociable para un rendemento óptimo. Os micro-inversores ou optimizadores resolven isto ata certo punto permitindo MPPT a nivel de módulo, pero iso é unha discusión diferente. Cando falas estrictamente de cadeas, calquera módulo nesa cadea que está baixo rendemento debido á sombra ou a falla actuará como pescozo de botella para toda a cadea. É como unha cadea; É tan forte como o seu vínculo máis débil. Os diodos de desvío axudan, seguro, pero non fan que o módulo sombreado produza enerxía.

Uns anos atrás, estabamos a especificar un sistema para un edificio comercial. O tellado tiña varias unidades de climatización que, aínda que non sombreando directamente os paneis durante a maior parte do día, lanzaron sombras longas durante certos tempos, especialmente no inverno. Inicialmente deseñamos algunhas cordas moi longas. Durante a posta en servizo, notamos caídas de enerxía importantes pola mañá e pola tarde. Resulta que incluso unha sombra parcial que se arrastraba no bordo inferior dalgúns módulos nunha corda foi suficiente para derrubar un pedazo notable da saída da cadea. Rematamos tendo que volver a cadear algunhas seccións, rompendo esas cadeas longas en máis curtas e empregando diferentes entradas MPPT no inversor para mitigar o efecto. Foi unha lección cara na análise de sombras. Realmente ten que camiñar polo sitio, mapear as sombras e visualizar como se moverán ao longo do día e do ano.

Consideracións de fiabilidade e mantemento

Desde o punto de vista da fiabilidade, o seu serie fotovoltaica As conexións son críticas. Cada crimp, cada conector MC4, cada conexión da caixa de unións é un punto potencial de fracaso. Vin infinidade de problemas que se remontan a conexións mal feitas: terminais soltos, cables desgarrados de forma inadecuada ou incluso conectores baratos que se degradan baixo a exposición a UV. Non son só pequenas molestias; Son riscos de lume no peor dos casos, e definitivamente os drenaxes de rendemento importantes no mellor caso.

Aí é onde realmente importa a calidade dos compoñentes. Sempre fixemos un punto para usar provedores respectables para os nosos conectores e cables. Simplemente non podes barato por aí. É tentador reducir os custos, pero o que aforras en material, pagarás por dez veces na solución de problemas, reparacións e xeración perdida. Falando de calidade, os elementos de fixación son outra peza crítica do crebacabezas, literalmente mantendo todo unido. Traballamos Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. Durante anos, especialmente para os seus parafusos especializados e outros compoñentes estruturais necesarios para este tipo de instalacións a gran escala. Os seus produtos son sempre consistentes e, sinceramente, que a fiabilidade é unha parte enorme para garantir a lonxevidade do sistema. Non son só os paneis e os inversores; É cada porca, parafuso e lavadora que necesita estar á altura dos elementos.

O mantemento dun sistema baseado en cadeas a miúdo implica diagnosticar este tipo de problemas de conexión ou identificar módulos de baixo rendemento. As cámaras infravermellas son brillantes para ver puntos quentes, que adoitan indicar un diodo de desvío fallido ou unha célula defectuosa. Pero incluso antes diso, só coñecer as túas tensións e correntes de cordas esperadas e comprobalas regularmente, pode darche avisos precoz. Se unha cadea é constantemente inferior á das outras, xa sabes por onde comezar a buscar. Todo se trata de atención aos detalles. A instalación inicial é clave; Calquera atallo realizado alí asombrará durante anos.

O futuro da corda: módulos intelixentes e MLPE

Mentres que o concepto fundamental de serie fotovoltaica A cadea non vai a ningures, como xestionamos e optimizamos esas cadeas evolucionando rapidamente. Os módulos intelixentes con optimizadores integrados ou incluso micro-inversores son cada vez máis comúns, convertendo efectivamente cada módulo na súa propia unidade MPPT. Isto reduce drasticamente o impacto do sombreado e do desaxuste, facendo que o deseño de cordas sexa un pouco máis perdonante, aínda que introduce máis electrónica por módulo. É un compromiso: máis compoñentes, pero un mellor rendemento e a miúdo máis sinxelo a detección de fallos a nivel do módulo.

Incluso con estes avances, comprender os fundamentos da tensión e da corrente de cordas é absolutamente esencial. Aínda ten que dimensionar o seu inversor correctamente, dar conta das variacións de temperatura e asegurarse de que o seu cableado sexa robusto. A complexidade cambia, pero non desaparece. Para as matrices comerciais máis grandes, o equilibrio entre a lonxitude da cadea, o tamaño do inversor e a aplicación de electrónica de potencia a nivel de módulo (MLPE) convértese nun exercicio de enxeñería grave. Sempre estás a buscar ese punto doce entre a máxima colleita de enerxía, a fiabilidade do sistema e a rendibilidade global. E iso é realmente o que se reduce: conseguir a maioría de electróns para o buck, de forma fiable, durante décadas.