光伏先生在接受咨询的过程中,发现很多光伏爱好者,甚至是从事光伏安装一段时间的朋友,依然搞不清楚光伏组件如何分串。多数人都是照猫画虎,看别人多少组件一串,也就学着一样来分串。
很多时候也不会出问题,但始终搞不懂为什么要这么做?也有的时候,发现别人能行,自己这样却不行,困惑不已。
今天光伏先生就分布式光伏电站的如何分串,做一个浅显的说明。之所以用“浅显”这个词,是因为如何分串涉及的因素比较多也比较复杂,很难用较短篇幅说明白。更重要的是,绝大多数读者,只要知道基本的分组原则,就可以进行实践,无需全部搞明白背后的原理。
首先要普及几个概念
组件串联,是将不同组件的正负极相连,串在一起。组件经过串联,电流不变,电压翻倍。比如将10块电流9A,电压36V的组件串联,串联后的电压为360V,电流为9A。
组件并联,是将不同组件正极和正极连接,负极和负极连接。组件经过并联,电压不变,电流翻倍。比如将10块电流9A,电压36V组件并联,并联后的电压为36V,电流为90A。
逆变器的启动电压,光伏组件的电压受辐照强度影响较小,一天的多数情况下,光伏输出电压相对来说是稳定的。但辐照强度过于低时,电压也会随之降低。逆变器一般都有一个启动电压(一般为150V,不同厂家或不同款式会有区别),低于这个电压,逆变器就会停止工作。
逆变器最大输入电压。每一款逆变器都有一个最大直流输入电压,有600V、1000V、1500V等。每一路组串的电压不能超过这个电压,否则逆变器将会保护性停止工作。
MPPT跟踪电压范围。MPPT是指最大功率点跟踪,一般逆变器MPPT有一个跟踪电压范围,低于或者高于这个范围,逆变器将无法跟踪最佳功率点。如某品牌5kw逆变器MPPT电压范围为150V-580V。
逆变器的负载。逆变器在实际运行中,不可能总是在最大效率点工作,也不可能总是在满负载情况下工作。根据实际测试结果,逆变器在负载60%的时候工作时间最长,此时的转化效率最高。
分串原则
光伏分串受组件电压,逆变器输入电压,MPPT跟踪电压,MPPT路数,电站所处环境温度等多个因素制约。每串组件的数量,有两个公式:
相信绝大多数人看不懂这个公式。光伏先生查阅资料请教高人之后,将这个公式翻译成几条大家可以看得懂的原则:
1、串联后的电压小于逆变器的最大输入电压。
2、串联后的电压小于MPPT最大跟踪电压。
3、串联后的电压大于MPPT最小跟踪电压。
4、同一路MPPT电压尽可能一致。
5、电压不一致的组串,不要放在同一路MPPT内。
这5条原则应该大多数人可以看得懂了。一句话,组串后的电压要大于MPPT最小跟踪电压,小于MPPT最大跟踪电压,同时要小于逆变器允许的最大输入电压。
我们以具体例子说明:
某品牌5kw逆变器,最大输入直流电压为600V,MPPT电压跟踪范围为125V-580V。
某品牌260W组件的工作电压为33V。
那么该逆变器单串组件数量为:最低125/33≈4,最高580/33≈17。5kw电站一般为20块板子,最优方案是,分两串,每串10块板子,大于4,小于17。
到这里还有人不懂,只能放大招了,直接给出参考,不要问为什么,这么干就没错。
以260组件为例:
5kw,一般分两串。每串8块或10块组件。电压三百多伏。5kw的逆变器,最高输入电压一般为500v。
10kw,可以分2串或4串。2串,每串20块组件;4串,每串10块。
15kw,可以分为3串,4串,或6串。3串,每串20块组件;4串,每串15块组件;6串,每串10块组件。
20kw,可分为4串、6串或者8串。4串,每串20块组件;6串,其中4串每串13块组件,另2串每串14块组件;8串,每串10块组件。
超过20kw的电站,原理也是一样,根据逆变器的不同,每组可分15-22块组件。这个范围之内,可使用逆变器负载最大可能地保持在60%左右,这时候转化效率最高。如果是用集中式逆变器,组串之后还要进行汇流,把多串并联成一串,然后再进入逆变器,这时候就要注意不要超过逆变器的最大输入电流。
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