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    行業資訊

    戶用項目:組件串聯數量太低,會降低發電量!



     組件串聯后,只要開壓低于逆變器的最大接入電壓,工作電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內,這就夠了嗎?

    注意!最有方案已定是滿足上述兩條件后,以盡可能最大的數量進行串聯。

    一、光伏組串設計的一般原則

    在光伏項目中,光伏組件的串聯數量如何選擇?

    一般情況下,我們參考《光伏發電站設計規范(GB 50797-2012)》中的規定,要同時滿足兩個條件:

    條件1:光伏組件串聯后的最大開路電壓低于逆變器的最大接入電壓


    如果光伏組件串聯后的最大開路電壓超過逆變器的最大接入電壓,則逆變器會燒毀。

    條件2:光伏組件串聯后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內。


    如果光伏組件串聯后的MPPT電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之外,則影響項目的發電量。

    那是不是同時滿足上述兩個條件,就是最優方案了呢?

    不是!

    二、某戶用項目設計案例

    某戶用項目,由于戶用場地原因,選擇了12片300Wp光伏組件、3.6kW逆變器,參數如下圖所示。

    1)光伏組件參數


    從上表可以看出,組件的關鍵參數如下:

    Voc=39.85V Vmpp=32.26V

    Imp=9.30A Isc=9.75A

    Voc溫度系數:-0.3%/ ℃

    2)逆變器參數


    從上表可以看出,逆變器的關鍵參數如下:

    最大直流輸入電壓600V

    MPPT電壓范圍80~500V

    3)當地的環境參數

    極端高溫35.4℃

    極端低溫-19.8℃

    通過環境參數計算獲得

    最大開路電壓:

    39.85V*[1+((-19.8)-25)*(-0.3%)]=45.21V

    根據條件1公式:

    600 ÷ 45.21=13.3

    因此,最多串聯13個光伏組件。

    根據條件2公式:

    最大MPPT電壓:

    32.26V*[1+((-19.8)-25)*(-0.3%)]=36.6V

    最小MPPT電壓:

    32.26V*[1+(35.4-25)*(-0.3%)]=31.25V

    通過MPPT電壓范圍80~500V計算獲得

    串聯個數是3~13個

    綜合條件1、條件2,光伏組件串聯的數量為3~13個。

    本項目的12片光伏組件,安裝上最初采用了2??6的串聯方案,即6個組件串成一個支路,分2個支路進入逆變器。

    采用該方案,逆變器的后臺監控數據如下表所示。


    從上表可以發現兩個問題:

    1)兩個支路之間,存在匹配損失。

    2)逆變器的直流電壓始終在200V以內。

    上述方案滿足兩個條件:1)開壓低于600V 最大接入電壓,2)工作電壓在80~500V的MPPT電壓范圍之內,但該接線方案會影響逆變器工作效率。

    三、Boost工作影響效率

    逆變器的內部構造如下圖。


    上圖中,你逆變器的直流母線電壓一般要達到輸出交流電壓的1.414倍及以上。如果低于此值,則Boost升壓電路工作。

    以單相220V為例,直流母線電壓要達到311V。

    當采用6個組件串聯的方案,逆變器的電壓始終保持在311V以內,因此Boost需要工作,同時會發熱,影響轉換效率。

    然而,Boost電路本身雖然有效率損失,但能夠大大提升并網光伏逆變器在實際應用中的適應性。

    如果將上述光伏組件串聯方案修改為12個光伏組件串聯成一路,則逆變器的監控參數如下表所示。


    從上表可以看出,12個組件串聯成一路,逆變器的電壓始終保持在311V以上,Boost不需要工作,減少效率損失。

    四、結論

    通過上述分析可以發現:

    與12串的方案相比,6串的方案雖然能保證逆變器正常工作,但會在一定程度上影響系統效率,從而減少發電量。

    在大型項目中,一個支路的光伏組件越多,并聯支路數量越少,可以減少匯流箱的用量、組件~匯流箱電纜的用量。

    因此,在光伏項目設計中,光伏組件串聯后,只要同時滿足兩個條件:開壓低于逆變器的最大接入電壓,工作電壓在逆變器的MPPT電壓范圍之內,

    光伏組件應該以盡可能最大的數量進行串聯。


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