Исправна „фотонапонска серија“: више од самог ожичења 

Чујете „фотонапонску серију“ и одмах помислите да су панели ожичени од краја до краја за напон. И да, то је то на површини. Али искрено, то је место где се толико система заглави пре него што заиста почну. Не ради се само о достизању циљног напона за ваш претварач; ради се о балансирању перформанси, предвиђању нијанси и, искрено, да целу ствар учинимо економски разумном. Видео сам неке праве људе који се гребу по глави и научио неколико ствари на тежи начин.

Основни концепт – и где постаје незгодно

Дакле, а фотонапонске серије стринг. Прилично основно: повежете позитивни терминал једног модула са негативним терминалом следећег, и наставите. Струја остаје иста преко жице, али се напони збрајају. Идеалан сценарио, зар не? Сви модули су идентични, добијају исто сунце, исту температуру. У стварном свету? Никада се не деси. Никада. Имате производне толеранције, мање сенчење из димњака или вентилационог отвора, накупљање прашине - чак и суптилне разлике у нагибу крова могу изазвати неједнако зрачење. Сви ови фактори почињу да смањују перформансе целе жице, понекад драматично.

Једна уобичајена грешка коју сам приметио, посебно код мање искусних инсталатера, је једноставно убацивање што је могуће више модула у низ да би се постигао прозор максималног једносмерног напона претварача. На папиру изгледа ефикасно, мање жица значи мање ожичења, зар не? Али онда наиђете на проблеме у хладнијим данима када напон отвореног кола (Воц) скочи. Ако га гурнете сувише близу апсолутног максимума претварача, ризикујете да га искључите или чак оштетите. Увек вам је потребан простор за главу. Размислите о тим свежим, ведрим зимским јутрима; тада видите своје највеће напоне. Заиста морате да моделирате тај најгори сценарио.

Једном смо имали посао где је клијент инсистирао на максимизирању дужине низа како би се минимизирала употреба кутије за комбиновање. Чинило се разумним у то време. Али модули су имали мало другачије оријентације због сложене кровне линије. Оно што смо добили је класичан случај губитака неусклађености низова. Цео систем је био подложан и било је потребно много дијагностике да би се ушао у траг. Гледајући уназад, требало је јаче да се потрудимо за више, краћих жица, чак и ако је то значило више ожичења и нешто веће првобитне трошкове. Понекад, мало више напора унапред штеди огромну главобољу. Не ради се само о ожичењу; ради се о перформансама на нивоу модула које диктира ожичење.

Дизајн струна: није јединствен за све

Када дизајнирате свој фотонапонске серије, не бирате само број из шешира. Балансирате опсег праћења максималне тачке снаге (МППТ) претварача, његов максимални улазни напон и минимални напон који му је потребан да би се чак и покренуо. А онда убаците карактеристике модула: њихове Имп, Вмп, Воц и температурне коефицијенте. Ти температурни коефицијенти су кључни – они вам говоре колико ће напон пасти током врућих дана (смањење снаге) и порасти у хладним данима (потенцијално достићи границе напона).

На пример, ако користите струнски претварач, а сви модули су у а фотонапонске серије стринг окренут у истом смеру, без значајног сенчења, прилично се не може преговарати за оптималне перформансе. Микро-инвертори или оптимизатори решавају ово донекле тако што дозвољавају МППТ на нивоу модула, али то је друга дискусија. Када стриктно говорите о низовима, било који модул у том низу који има слаб учинак због нијансе или грешке ће деловати као уско грло за цео низ. То је као ланац; јак је онолико колико је јака његова најслабија карика. Заобилазне диоде помажу, наравно, али не чине магично да засенчени модул производи снагу.

Пре неколико година, тражили смо систем за комерцијалну зграду. Кров је имао неколико ХВАЦ јединица које, иако нису директно засјењивале панеле већи дио дана, бацале су дуге сенке током одређених времена, посебно зими. У почетку смо дизајнирали неколико веома дугих жица. Приликом пуштања у рад приметили смо значајне падове снаге ујутру и касно поподне. Испоставило се да је чак и делимична сенка која пузи преко доње ивице неколико модула у низу била довољна да сруши приметан комад са излаза низа. На крају смо морали да поново повежемо неке секције, разбивши те дугачке жице на краће, и користећи различите МППТ улазе на претварачу да бисмо ублажили ефекат. Била је то скупа лекција у анализи сенке. Заиста морате прошетати сајтом, мапирати сенке и визуализовати како ће се кретати током дана и године.

Разматрања о поузданости и одржавању

Са становишта поузданости, ваш фотонапонске серије везе су критичне. Сваки кримп, сваки МЦ4 конектор, сваки прикључак разводне кутије је потенцијална тачка квара. Видео сам безброј проблема који се налазе у позадини лоше направљених веза – лабавих терминала, неправилно увијених каблова или чак јефтиних конектора који се деградирају под излагањем УВ зрачењу. Ово нису само мање сметње; они представљају опасност од пожара у најгорем случају, а дефинитивно велики губитак перформанси у најбољем случају.

Ту је квалитет компоненти заиста битан. Увек смо се трудили да користимо реномиране добављаче за наше конекторе и каблове. Једноставно не можете јефтино тамо. Примамљиво је смањити трошкове, али оно што уштедите у материјалу, платићете десетоструко у решавању проблема, поправкама и изгубљеној генерацији. Говорећи о квалитету, причвршћивачи су још један критичан део слагалице, који буквално држи све заједно. Радили смо са Хандан Зитаи Фастенер Мануфацтуринг Цо., Лтд. годинама, посебно за њихове специјализоване вијке и друге структурне компоненте потребне за ове врсте инсталација великих размера. Њихови производи су увек доследни, и искрено, та поузданост је огроман део обезбеђивања дуговечности целог система. Нису само панели и инвертори; свака матица, завртањ и подлошка морају да издрже елементе.

Одржавање система заснованог на стринговима често укључује дијагностиковање ових врста проблема са везом или идентификацију модула са лошим перформансама. Инфрацрвене камере су сјајне за уочавање врућих тачака, које често указују на неисправну бајпас диоду или неисправну ћелију. Али чак и пре тога, само познавање ваших очекиваних напона и струја жица и њихово редовно проверавање може вам дати рана упозорења. Ако је један низ константно нижи од осталих, знате где да почнете да тражите. Све је у пажњи на детаље. Иницијална инсталација је кључна; све пречице које се тамо користе прогањаће вас годинама.

Будућност стринговања: паметни модули и МЛПЕ

Док је основни концепт а фотонапонске серије стринг не иде никуда, начин на који управљамо и оптимизујемо те низове се брзо развија. Паметни модули са интегрисаним оптимизаторима или чак микро-инвертори постају све чешћи, ефективно претварајући сваки модул у сопствену МППТ јединицу. Ово драстично смањује утицај сенчења и неусклађености, чинећи дизајн низова мало лакшим, иако уводи више електронике по модулу. То је компромис: више компоненти, али боље перформансе и често лакше откривање грешака на нивоу модула.

Чак и са овим напретком, разумевање основа напона и струје жице је апсолутно неопходно. И даље морате правилно димензионисати свој претварач, узети у обзир температурне варијације и осигурати да је ваше ожичење робусно. Сложеност се мења, али не нестаје. За веће комерцијалне низове, равнотежа између дужине жице, величине претварача и примене електронике напајања на нивоу модула (МЛПЕ) постаје озбиљна инжењерска вежба. Увек тражите ту слатку тачку између максималне жетве енергије, поузданости система и укупне исплативости. И то се заиста своди на: добијање највише електрона за новац, поуздано, деценијама.