Získanie „fotovoltaických sérií“ správne: viac ako len zapojenie 

Počujete „fotovoltaické série“ a okamžite si myslíte, že panely káblové koncové napätie pre napätie. A áno, to je na povrchu. Ale úprimne povedané, je to miesto, kde sa toľko systémov dostane pred začiatkom. Nejde iba o zasiahnutie cieľového napätia pre váš menič; Ide o vyváženie výkonu, predvídanie tieňa a úprimne povedané, vďaka čomu je celá vec ekonomicky rozumná. Videl som niektorých skutočných škrabancov hlavy a naučil som sa pár vecí tvrdo.

Základný koncept - a kde je zložitejší

Takže a fotovoltaická séria reťazec. Docela základné: Pripojíte pozitívny terminál jedného modulu k zápornému terminálu nasledujúceho a budete pokračovať. Prúd zostáva rovnako naprieč reťazcom, ale napätie sa sčítajú. Ideálny scenár, však? Všetky moduly sú identické, získajú rovnaké slnko, rovnaká teplota. V skutočnom svete? Nikdy sa to nestane. Nikdy. Máte výrobné tolerancie, menšie zatienenie z komína alebo vetracieho akumulácie prachu - dokonca aj jemné rozdiely v ihrisku strechy môžu spôsobiť nerovnaké ožarovanie. Všetky tieto faktory začínajú znižovať výkon celého reťazca, niekedy dramaticky.

Jednou z bežnej chyby, ktorú som pozoroval, najmä s menej skúsenými inštalatérmi, je jednoducho vypchávka čo najviac modulov do reťazca, aby ste zasiahli maximálne okno DC napätia meniča. Zdá sa, že na papieri je efektívne, menej reťazcov znamená menšie zapojenie, však? Ale potom narazíte na problémy v chladnejších dňoch, keď sa napätie s otvoreným obvodom (VOC) zvyšuje. Ak ho tlačíte príliš blízko k absolútnemu maximum meniča, riskujete, že ho zakopnete alebo dokonca poškodzujete. Vždy potrebujete výšku. Zamyslite sa nad tými sviežimi, jasnými zimnými ránomi; Vtedy vidíte svoje najvyššie napätie. Naozaj musíte modelovať tento najhorší scenár.

Raz sme mali prácu, kde klient trval na maximalizácii dĺžky reťazca, aby sa minimalizovalo využitie kombinézy. V tom čase sa zdalo rozumné. Moduly však mali mierne odlišné orientácie v dôsledku zložitej strešnej línie. To, čo sme dostali, bol klasický prípad straty nesúladu sláčikov. Celý systém nedosiahol výkon a na jeho sledovanie bolo potrebné veľa diagnostiky. V spätnom pohľade by sme mali tvrdšie tlačiť na ďalšie, kratšie reťazce, aj keď to znamenalo viac zapojenia a o niečo vyššie vopred náklady. Niekedy o niečo viac vopred úsilie ušetrí masívne bolesti hlavy po línii. Nejde iba o zapojenie; Je to o výkone na úrovni modulu, ktorý diktuje zapojenie.

Dizajn reťazca: Nie je to univerzálny

Keď navrhujete svoje fotovoltaická séria, nevyberáš len číslo z klobúka. Vyvažujete maximálny rozsah sledovania powerového bodu invertora (MPPT), jeho maximálne vstupné napätie a minimálne napätie, ktoré potrebuje na spustenie. A potom hodíte charakteristiky modulu: ich koeficienty IMP, VMP, VOC a teplota. Tieto teplotné koeficienty sú rozhodujúce - hovoria vám, koľko napätia klesne v horúcom dňoch (zníženie výkonu) a zvýši sa v chladných dňoch (potenciálne zasiahnuté limity napätia).

Napríklad, ak používate menič reťazca a máte všetky moduly v a fotovoltaická séria String, ktorý čelí rovnakým smerom, bez významného zatienenia, je do značnej miery neobchodovateľný pre optimálny výkon. Mikro-invertory alebo optimalizátory to do istej miery riešia tým, že umožňujú MPPT na úrovni modulu, ale to je iná diskusia. Ak striktne hovoríte o reťazcoch, akýkoľvek modul v tomto reťazci, ktorý je nedostatočne výkonný v dôsledku tieňa alebo poruchy, bude pôsobiť ako prekážku pre celý reťazec. Je to ako reťaz; Je to len také silné ako jeho najslabšie spojenie. Určite pomáhajú obchádzať diódy, ale nezabezpečujú magicky zatienený modul.

Pred niekoľkými rokmi sme špecifikovali systém komerčnej budovy. Strecha mala niekoľko jednotiek HVAC, ktoré, aj keď nie priamo zatienenie panelov po väčšinu dňa, vrhajú dlhé tiene v určitých časoch, najmä v zime. Spočiatku sme navrhli niekoľko veľmi dlhých reťazcov. Počas uvedenia do prevádzky sme si všimli značné poklesy moci ráno a neskoro popoludní. Ukázalo sa, že dokonca aj čiastočný tieň, ktorý sa vkrádal cez spodný okraj niekoľkých modulov v reťazci, stačilo na to, aby zrazil výrazný kúsok z výstupu reťazca. Nakoniec sme museli znovu pretrhnúť niektoré sekcie, rozdeliť tieto dlhé reťazce na kratšie reťazce a na zmiernenie účinku pomocou rôznych vstupov MPPT na meniči. Bola to drahá lekcia v tieňovej analýze. Naozaj musíte prejsť web, mapovať tiene a vizualizovať, ako sa budú pohybovať po celý deň a rok.

Úvahy o spoľahlivosti a údržbe

Z hľadiska spoľahlivosti vaše fotovoltaická séria Spojenia sú kritické. Každé krimpovanie, každý konektor MC4, každé pripojenie k križovatke je potenciálnym bodom zlyhania. Videl som nespočetné problémy vysledované až po zle vytvorené spojenia - uvoľnené terminály, nesprávne zachytené káble alebo dokonca lacné konektory, ktoré sa pri expozícii UV rozkladajú. Nie sú to len malé nepríjemnosti; Sú to riziká požiaru v najhoršom prípade a určite sa v najlepšom prípade odteká.

To je miesto, kde záleží na kvalite komponentov. Vždy sme si urobili zmysel používať renomovaných dodávateľov pre naše konektory a káble. Jednoducho tam nemôžete lacné. Je lákavé znížiť náklady, ale to, čo ušetríte v materiáli, budete platiť desaťkrát za riešenie problémov, opravy a stratenú generáciu. Keď už hovoríme o kvalite, upevňovacie prvky sú ďalším kritickým kúskom skladačky a doslova držia všetko pohromade. Pracovali sme s Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. Po celé roky, najmä pre ich špecializované energetické skrutky a ďalšie štrukturálne komponenty potrebné pre tieto druhy rozsiahlych inštalácií. Ich výrobky sú vždy konzistentné a úprimne povedané, táto spoľahlivosť je obrovskou súčasťou zabezpečenia dlhovekosti celého systému. Nie sú to len panely a invertory; Je to každá jednotlivá matica, skrutka a podložka, ktorá sa musí postaviť na prvky.

Údržba v systéme založenom na reťazcoch často zahŕňa diagnostikovanie týchto druhov problémov s pripojením alebo identifikáciu nedostatočne výkonných modulov. Infračervené kamery sú vynikajúce na špinenie horúcich škvŕn, ktoré často označujú zlyhávajúcu obtokovú diódu alebo chybnú bunku. Ale ešte predtým, len poznanie očakávaného reťazového napätia a prúdu a pravidelne ich kontrolovať, vám môže poskytnúť včasné varovania. Ak je jeden reťazec neustále nižší ako ostatní, viete, kde začať hľadať. Je to všetko o pozornosti detailov. Počiatočná inštalácia je kľúčom; Akékoľvek skratky, ktoré sa tam vzali, vás budú prenasledovať roky.

Budúcnosť reťazca: inteligentné moduly a MLPE

Zatiaľ čo základný koncept a fotovoltaická séria String nikam nejde, ako spravujeme a optimalizujeme tieto reťazce, sa rýchlo vyvíja. Inteligentné moduly s integrovanými optimalizátormi alebo dokonca mikro-invertormi sa stávajú bežnejšími a efektívne premieňajú každý modul na svoju vlastnú jednotku MPPT. To drasticky znižuje vplyv tieňovania a nesúladu, vďaka čomu je dizajn reťazcov trochu odpustený, hoci predstavuje viac elektroniky na modul. Je to kompromis: viac komponentov, ale lepší výkon a často ľahšia detekcia porúch na úrovni modulu.

Dokonca aj s týmto pokrokom je pochopenie základov napätia a prúdu reťazcov absolútne nevyhnutné. Stále musíte správne veľkosť meniť, zohľadnite variácie teploty a zabezpečiť, aby vaše zapojenie bolo robustné. Zložitosť sa mení, ale nezmizne. V prípade väčších komerčných polí sa rovnováha medzi dĺžkou reťazca, veľkosťou meniča a aplikáciou výkonovej elektroniky na úrovni modulu (MLPE) stáva vážnym inžinierskym cvičením. Vždy hľadáte toto sladké miesto medzi maximálnou úrodou energie, spoľahlivosťou systému a celkovou efektívnosťou nákladov. A to je skutočne to, na čo sa scvrkáva: Získanie najviac elektrónov pre Buck, spoľahlivo, po celé desaťročia.