Автономна сонячна система з 200% надмірним розміром фотоелектричних електроенергії: коли це стає зрозумілим?

Збільшення розміру фотоелектричних електростанцій дедалі частіше використовується у проєктуванні автономних сонячних систем для покращення доступності сонячної енергії поза піковими годинами опромінення. Однак більша фотоелектрична панель не означає автоматично вищу корисну потужність.

Для позамережевого проєкту справжнє питання полягає не лише в тому, чи підтримує інвертор високий коефіцієнт постійного струму/змінного струму. Інженери повинні визначити, чи можуть PV вхідний каскад, MPPT-канали, акумуляторний банк, профіль навантаження та стратегія резервного живлення дійсно поглинати та використовувати додаткову сонячну енергію.

Це особливо важливо при обговоренні співвідношень, що наближаються до 200%.

Що насправді означає 200% PV oversizing?

Надмірний розмір PV зазвичай визначає, скільки встановленої потужності PV порівнюється з потужністю інвертора:

Коефіцієнт перерозміру PV = встановлена потужність PV / еталонна потужність інвертора

Наприклад, якщо модулі потужністю 18 кВт підключені до інвертора потужністю 12 кВт, це забезпечує номінальне співвідношення постійного струму/змінного струму:

18 кВт /12кВт = 150%

Це актуально для проєктування сонячних енергетичних систем поза мережею.

The SD PRO 12 кВт позамережевий інвертор від SANDISOLARвказує максимальну вхідну потужність 18 000 Вт, але також вказує на перевищення розміру фотоелектрики до 200%. Це не слід розуміти як безпечне підключення масиву потужністю 24 кВт безпосередньо до інвертора потужністю 12 кВт.

Конфігурація все одно повинна відповідати опублікованому ліміту вхідних PV на інверторі.

Обмеження входу PV Key

Параметр	SANDISOLAR SD PRO Довідка
Номінальна потужність інвертора	12 кВт
Максимальна вхідна потужність PV	18 000 Вт
Максимальна вхідна напруга PV	500V
Діапазон напруги MPPT	90–450V
Стартова напруга	90V
Максимальний струм MPPT	30A 30A
Максимальний струм короткого замикання	44A 44A

Для закупівлі заявлений відсоток перерозміру слід підтвердити з точною конфігурацією інвертора та конструкцією модуля.

Чому надмірно великі фотоелектричні системи в автономній сонячній системі?

Сонячні модулі рідко працюють на потужності STC протягом дня.

Фактичне виробництво фотоелектрики залежить на:

• Температура модуля

• Інтенсивність опромінення

• Кут ранкового та післяобіднього сонця

• Хмарність

• Сезонні варіації

• Орієнтація модуля

• Пил і забруднення

• Втрати кабелю та переобладнання

• Часткове затінення

Занадто великий масив може підтримувати автономну сонячну енергетичну систему ближче до корисної робочої потужності протягом тривалого часу.

Замість збільшення потужності інвертора понад номінальну норму, надмірний розмір насамперед збільшує щоденну доступну енергію.

Типові стратегії підбору розмірів

Співвідношення фотоелектричного та інверторного співвідношення	Типове застосування	Головна перевага	Головне обмеження
100–110%	Сильне опромінення	Низькі інвестиції в постійний струм	Зниження виробництва при слабкому світлі
120–130%	Житлові автономні мережі	Збалансований енергетичний вихід	Помірне обрізання
140–150%	Ферми, майстерні, великі склади	Довший вікно заряджання	Вищий денний надлишок
150%	Специфічні для проєкту застосування	Сильна продуктивність при низькому випромінюванні	Потребує детальної електричної валідації

Найагресивніший співвідношення не є автоматично найекономічнішим.

Струм MPPT часто стає справжнім обмежуючим фактором

Багато проєктів сонячних енергетичних систем поза мережею зосереджені на PV потужності, ігноруючи струм.

Сучасні модулі потужністю 550–700 Вт можуть працювати при відносно великому струмі. Додавання паралельних струн може перевищувати ліміт струму MPPT навіть тоді, коли загальна потужність модуля здається прийнятною.

Подвійна MPPT-архітектура SANDISOLAR забезпечує максимальний робочий струм 30А 30А, що може підтримувати високопотужні модулі при правильній конфігурації рядків.

Інженери повинні одночасно перевіряти чотири параметри:

•Voc: максимальна напруга у розриві струн

•Vmp: робоча напруга струни

•Isc: короткий замикаючий струм

•Імп: робочий струм

Такі взаємозв'язки є критично важливими:

• Холодна струна Voc < максимальна напруга інвертора

• Струнний Vmp повинен залишатися в межах робочого діапазону MPPT

• Паралельна струна Imp ≤ MPPT вхідно-струмовий ліміт

•Виправлено Isc ≤ дозволений струм короткого замикання MPPT

Ось чому надмірний розмір фотоелектрики не можна розрахувати лише за ватами.

Ємність акумулятора визначає, скільки додаткової сонячної енергії буде корисним

У автономній сонячній енергетичній системі надлишкова фотоелектрична енергія не може бути просто експортована до енергомережі.

Енергія має бути:

• Споживається активними навантаженнями,

• Зберігається в батареї,

• Використовується для контрольованих вторинних навантажень, або

• Скорочено.

Це робить дизайн акумулятора центральним для надмірного розміру фотоелектричних пристроїв.

Порівняйте три умови роботи

Велика батарея, висока нічна витрата

Збільшення розміру цінне, оскільки більше ранкової сонячної енергії доступне для швидкого відновлення SOC батареї.

Висока денна помірна батарея

Застосування, такі як водяні насоси, HVAC, майстерні та холодильні системи, можуть споживати фотоелектричну енергію напряму.

Малий акумулятор, низьке навантаження вдень

Великий розмір може дати обмежену користь, оскільки батарея рано досягає максимальної потужності заряджання, і додаткове виробництво фотоелектрики потрібно зменшити.

Оцінка батареї повинна включати:

• Корисна ємність батареї в кВт·год

• Максимальний зарядний струм

• Максимальний розрядний струм

•Обмеження струму BMS

• Глибина розряду

• Необхідна автономія

• Межі температури батареї

Платформа SD PRO підтримує струм розряду батареї до 280 А, що дозволяє правильно спроєктувати акумуляторний банк для підтримки вимогливих позамережевих навантажень.

Надмірне розмірування фотоелектричного об'єму не вирішує проблеми пікового навантаження

Поширеною помилкою в конструкції є припущення, що встановлення більшої кількості панелей дозволить інвертору запустити більші двигуни.

Потужність фотоелектричної потужності та потужність перенапруги інвертора — це різні інженерні змінні.

Для таких навантажень, як:

• Кондиціонери

• Водяні насоси

• Компресори

• Холодильники

• Двигуни майстерні

Автономна сонячна енергетична система повинна бути перевірена на наявність як постійної потужності, так і стартового перенапливу.

SANDISOLAR визначає до 2× номінальної потужності на п'ять секунд у режимі поза мережею, що дає додатковий запас для короткострокових індуктивних навантажень.

Однак здатність розряду батареї також має підтримувати цей сплеск.

Резервне живлення генератора змінює оптимальне співвідношення фотоелектричної енергії

Збільшення розміру фотоелектричної мережі особливо корисне, коли пріоритетом є скорочення робочих годин генератора.

SANDISOLAR інтегрує вхідний порт GEN, що дозволяє автономній сонячній енергетичній системі поєднувати:

Резервне живлення PV → акумулятора → → генератора

Більша сонячна батарея може зменшити запуск генератора під час слабких періодів опромінення, але економічна цінність залежить від вартості пального, ємності акумулятора та сезонних сонячних умов.

Подвійні виходи змінного струму також можуть розділяти критичні та некритичні навантаження, запобігаючи непотрібному розрядженню батареї через дискреційні навантаження.

Перевірки монтажу для надмірно великого фотоелектричного масиву

Перед введенням в експлуатацію перевірте:

•MPPT виділення струн

• Максимальний Voc у холодну погоду

• Номінал струму PV роз'єму

• Постійний струм кабелю

•Падіння напруги постійного струму

• Рейтинг постійного струму ізолятора

• Захист від перевантаження струм

• Пристрої захисту від перенапруги

• Заземлення та з'єднання

• Інверторна вентиляція

• Налаштування зв'язку з батареєю та BMS

• Параметри заряджання генератора

Періодична перевірка також повинна перевіряти роз'єми, клеми, температуру кабелю, забруднення модулів і потік охолоджувального повітря.

Коли великий розмір PV має технічний сенс?

Дуже велика позамережева сонячна енергетична система є найбільш підходящою, коли:

• Локальне опромінення значно варіюється

• Ранкова та післяобідня генерація має важливе значення

• Зимове виробництво сонячної енергії відносно низьке

• Акумулятор має достатню ємність заряджання

• Денне споживання є значним

• Час роботи генератора слід мінімізувати

• Електричні ліміти MPPT залишаються відповідними

•Вартість додаткового модуля нижча за значення втрати енергії або споживання пального

Це менш привабливо, коли батарея вже довго заповнена, денні навантаження невеликі, обмежується простір у масиві або часто скорочується додаткове виробництво.

Вкажіть повну автономну сонячну систему, а не лише коефіцієнт надмірного розміру

Для проєктів SANDISOLAR вибір інвертора починається з повного енергетичного профілю, а не з загального відсотка постійного струму/змінного струму.

Перед тим, як остаточно оформити автономну сонячну енергетичну систему, покупці повинні надати:

•PV модуль Voc, Vmp, Isc та Imp

• Запропонована кількість модулів

• Мінімальна температура ділянки

• Щоденне споживання енергії

• Максимальне одночасне навантаження

• Навантаження на двигун і компресор

• Напруга батареї та корисна кВт·год

• Необхідна тривалість резервного копії

•Доступність генератора

SANDISOLAR може потім зіставляти PV масив, конфігурацію MPPT, вимоги до ємності та навантаження з фактичними електричними обмеженнями інвертора.

Для автономної сонячної енергетичної системи, що використовує агресивне збільшення розміру PV, конфігурація, специфічна для проєкту, є ціннішою, ніж просто вибір найвищого опублікованого відсотка перерозміру. Надання SANDISOLAR технічного листа модуля, профілю навантаження та вимог до батареї дозволяє оцінити конфігурацію системи перед закупівлею та встановленням.

Поширені питання

Питання 1. Що таке надмірний розмір фотоелектричної енергії в автономній сонячній системі?

PV Oversizing означає додавання надлишкової ємності PV модулів у порівнянні з інвертором. Хоча надмірний розмір PV дозволяє продовжувати генерацію енергії в умовах низького освітлення, існують обмеження для побудови кінцевої системи, наприклад, залишатися в межах діапазону інвертора щодо PV напруги, струму, MPPT-відстеження та вхідної потужності.

Питання 2. Чи дозволяє співвідношення PV overssize 200% підключати вдвічі більшу номінальну потужність інвертора до сонячних панелей?

Не обов'язково. Максимально допустимий PV масив залежить від інвертора. У таких випадках потенційний покупець повинен враховувати максимальну вхідну потужність PV, максимальну вхідну напругу постійного струму, діапазон MPPT, робочий струм і струм короткого замикання для встановлення кінцевого розміру масиву PV.

Питання 3. Які фотоелектричні ресурси є цікавими для автономної сонячної енергетичної системи SANDISOLAR Off-Grid?

До них належать Voc, Vmp, Isc та Imp сонячних модулів; максимальна вхідна напруга PV інвертора; MPPT (Maximum Power Point Tracking) напруга та струм; локальна температура; та струм короткого замикання.

Питання 4. Яка мета подвійного MPPT входу для позамережевого інвертора SANDISOLAR потужністю 12 кВт?

Окремі MPPT-входи дозволяють окремо керувати і контролювати секції струн. Окреме управління струнами корисне у випадках, коли умови на різних секціях не однакові і, відповідно, відрізняються. За таких умов вигідно використовувати високоефективні модулі.

П5. Чи можна використовувати потужні модулі класу 600 Вт у автономній сонячній системі SANDISOLAR Off-Grid?

Їх можна встановлювати, якщо вони задовольняють інвертор. Потужність модуля не враховується. Також потрібно перевірити робочий струм, струм короткого замикання, напругу струн і розподіл MPPT.