Uzyskanie „serii fotowoltaicznej” po prawej: więcej niż tylko okablowanie 

Słyszysz „Photovoltaic Series” i od razu myślisz, że panele podłączyły się do końca napięcia. I tak, to jest na powierzchni. Ale szczerze mówiąc, to właśnie tam tak wiele systemów zostaje kuśtych, zanim jeszcze się zaczną. Nie chodzi tylko o trafienie napięcia docelowego dla twojego falownika; Chodzi o równoważenie wydajności, przewidywanie cienia i szczerze mówiąc, czyniąc całość ekonomicznie. Widziałem prawdziwych głowów i nauczyłem się kilku rzeczy na własnej skórze.

Podstawowa koncepcja - i gdzie robi się trudna

Więc Seria fotowoltaiczna smyczkowy. Całkiem podstawowe: podłączasz dodatni terminal jednego modułu do negatywnego terminala następnego i kontynuujesz. Prąd pozostaje taki sam w ciągu ciągu, ale napięcia sumują się. Idealny scenariusz, prawda? Wszystkie moduły są identyczne, dostaje to samo słońce, ta sama temperatura. W prawdziwym świecie? Nigdy się nie zdarza. Nigdy. Masz tolerancje produkcyjne, niewielkie cieniowanie z komina lub wentylacyjnego, akumulacji pyłu - nawet subtelne różnice w wysokości dachu mogą powodować nierówne napromieniowanie. Wszystkie te czynniki zaczynają obniżać wydajność całego sznurka, czasem dramatycznie.

Jednym z powszechnych błędów, który zaobserwowałem, szczególnie w przypadku mniej doświadczonych instalatorów, jest po prostu wkładanie jak największej liczby modułów do sznurka, aby trafić do maksymalnego okna napięcia DC falownika. Wydaje się to wydajne na papierze, mniej ciągów oznacza mniej okablowania, prawda? Ale potem napotykasz problemy w chłodniejsze dni, gdy napięcie otwartego obwodu (LZO) wzrasta. Jeśli popchniesz go zbyt blisko absolutnego maksimum falownika, ryzykujesz jego potknięcie, a nawet uszkodzenie. Zawsze potrzebujesz głowy. Pomyśl o tych wyraźnych, wyraźnych zimowych porankach; Wtedy widzisz swoje najwyższe napięcia. Naprawdę musisz modelować ten najgorszy scenariusz.

Kiedyś mieliśmy zadanie, w którym klient nalegał na maksymalizację długości ciągów, aby zminimalizować użycie pola kombinera. Wydawało się wtedy rozsądne. Ale moduły miały nieco inne orientacje ze względu na złożoną linię dachu. To, co otrzymaliśmy, to klasyczny przypadek strat niedopasowania strun. Cały system nie wyrównał wyników, a prześledzenie go z powrotem wymagało wielu diagnostyki. Z perspektywy czasu powinniśmy mocniej popchnąć więcej, krótszych strun, nawet jeśli oznaczało to więcej okablowania i nieco wyższe koszty z góry. Czasami nieco większy wysiłek z góry oszczędza ogromny ból głowy w dół linii. Nie chodzi tylko o okablowanie; Chodzi o wydajność na poziomie modułu, którą dyktuje okablowanie.

Projektowanie sznurka: nie jeden rozmiar

Kiedy projektujesz swój Seria fotowoltaiczna, nie tylko wybierasz numer z kapelusza. Równoważycie zakres maksymalnego śledzenia punktu mocy (MPPT), jego maksymalne napięcie wejściowe i minimalne napięcie, które musi nawet uruchomić. A potem wrzucasz charakterystykę modułu: ich współczynniki IMP, VMP, LZO i temperatury. Te współczynniki temperatury są kluczowe - mówią, ile napięcie spadnie w upalne dni (moc zmniejszająca) i wzrośnie w zimne dni (potencjalnie trafienie limit napięcia).

Na przykład, jeśli używasz falownika stringowego, mając wszystkie moduły w Seria fotowoltaiczna String skierowany w ten sam kierunek, bez znaczącego cieniowania, jest prawie nie do negocjacji dla optymalnej wydajności. Mikro-inwersyści lub optymalizatory rozwiązują to do pewnego stopnia, umożliwiając MPPT na poziomie modułu, ale to inna dyskusja. Gdy ściśle mówisz o strunach, każdy moduł w tym ciągu, który jest gorszy z powodu cienia lub usterki, będzie działał jako wąskie gardło dla całego ciągu. To jest jak łańcuch; Jest tak silny, jak jego najsłabszy ogniwo. Oczywiście diody obejściowe pomagają, ale nie ma magicznie wytwarzają mocy zacienionego modułu.

Kilka lat temu specyfikowaliśmy system budynku komercyjnego. Dach miał kilka jednostek HVAC, które, choć nie bezpośrednio zacieniające panele przez większość dnia, rzucają długie cienie w określonych czasach, szczególnie zimą. Początkowo zaprojektowaliśmy kilka bardzo długich strun. Podczas uruchomienia zauważyliśmy znaczne spadki mocy rano i późnym popołudniem. Okazuje się, że nawet częściowy cień pełzający na dolnej krawędzi kilku modułów w sznurku wystarczyła, aby zrzucić zauważalny kawałek wyjścia sznurka. Skończyło się na ponownym rozebraniu niektórych sekcji, przełamując te długie struny na krótsze i używając różnych wejść MPPT na falowniku, aby złagodzić efekt. To była kosztowna lekcja analizy cienia. Naprawdę musisz chodzić po stronie, mapować cienie i wizualizować, jak będą się poruszać przez cały dzień i rok.

Niezawodność i względy konserwacji

Z punktu widzenia niezawodności, twój Seria fotowoltaiczna Połączenia są krytyczne. Każde zaciskanie, każde złącze MC4, każde połączenie skrzynkowe, jest potencjalnym punktem awarii. Widziałem niezliczone problemy, które sięgają słabo wykonanych połączeń - luźnych terminali, niewłaściwie zaciśniętych kabli, a nawet tanich złączy, które degradują się w ramach ekspozycji UV. To nie są tylko drobne irytacje; Są zagrożeniami pożarowymi w najgorszym scenariuszu, a zdecydowanie znaczące wyniki w najlepszym przypadku.

Właśnie tam jakość komponentów naprawdę ma znaczenie. Zawsze staraliśmy się korzystać z renomowanych dostawców do naszych złączy i kabli. Po prostu nie możesz tam tanie. Kuszące jest obniżenie kosztów, ale to, co oszczędzasz w materiale, zapłacisz za dziesięciokrotne rozwiązywanie problemów, naprawy i utracone pokolenie. Mówiąc o jakości, elementy złączne są kolejnym krytycznym elementem układanki, dosłownie trzymając wszystko razem. Pracowaliśmy z Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. Przez lata, szczególnie w przypadku wyspecjalizowanych śrub energetycznych i innych komponentów strukturalnych potrzebnych do tego rodzaju instalacji na dużą skalę. Ich produkty są zawsze spójne i szczerze mówiąc, że niezawodność jest ogromną częścią zapewnienia długowieczności całego systemu. To nie tylko panele i falowniki; To każda nakrętka, śruba i pralka, która musi stanąć na podstawie żywiołów.

Konserwacja systemu opartego na ciągu często obejmuje zdiagnozowanie tego rodzaju problemów związanych z połączeniem lub identyfikację modułów gorszych. Kamery podczerwieni są genialne do wykrywania gorących punktów, które często wskazują na awarię diody obejściowej lub wadliwą komórkę. Ale nawet wcześniej znajomość oczekiwanych napięć i prądów łańcuchowych i regularne je sprawdzanie może dać ci wczesne ostrzeżenia. Jeśli jeden ciąg jest konsekwentnie niższy niż inne, wiesz, gdzie zacząć szukać. Chodzi o dbałość o szczegóły. Początkowa instalacja jest kluczem; Wszelkie skróty tam prześladują cię przez lata.

Przyszłość ciągów: moduły inteligentne i MLPE

Podczas gdy podstawowa koncepcja Seria fotowoltaiczna String nigdzie się nie wybiera, sposób, w jaki zarządzamy i optymalizujemy te struny, szybko się rozwija. Inteligentne moduły ze zintegrowanymi optymalizatorami, a nawet mikro-inwerterami stają się coraz bardziej powszechne, skutecznie przekształcając każdy moduł w własną jednostkę MPPT. Drastycznie zmniejsza to wpływ cieniowania i niedopasowania, dzięki czemu projekt struny jest nieco bardziej wybaczający, choć wprowadza więcej elektroniki na moduł. To kompromis: więcej komponentów, ale lepsza wydajność i często łatwiejsze wykrywanie błędów na poziomie modułu.

Nawet przy tych postępach zrozumienie podstaw napięcia strun i prądu jest absolutnie niezbędne. Nadal musisz poprawnie rozmiar swojego falownika, uwzględnić zmiany temperatury i upewnić się, że okablowanie jest solidne. Złożoność zmienia się, ale nie znika. W przypadku większych tablic komercyjnych równowaga między długością ciągów, wielkością falownika i zastosowaniem elektroniki mocy poziomu modułu (MLPE) staje się poważnym ćwiczeniem inżynieryjnym. Zawsze szukasz tego słodkiego miejsca między maksymalnym zbiorem energii, niezawodnością systemu a ogólną opłacością. I to naprawdę sprowadza się do: najwięcej elektronów dla złotówki, niezawodnie przez dziesięciolecia.