اگر جریان از حداکثر جریان MPPT بیشتر شود چه اتفاقی میافتد؟
اگر آرایه قابلیت تولید جریانی بیشتر از حداکثر جریان قابل استفاده MPPT داشته باشد، رفتار دقیق به طراحی اینورتر بستگی دارد. در برخی اینورترها کنترل MPPT میتواند نقطه کار را تغییر دهد و جریان یا توان دریافتی را محدود کند؛ در نتیجه بخشی از انرژی قابل تولید آرایه استفاده نمیشود. اما Maximum Input Current نباید با Maximum Short-Circuit Current اشتباه گرفته شود. هر دو محدودیت درجشده در دیتاشیت سازنده باید رعایت شوند.
اینکه یک اینورتر در بعضی شرایط جریان قابل استفاده را محدود میکند، به معنی مجاز بودن عبور از همه محدودیتهای جریان ورودی نیست. حداکثر Isc آرایه، جریان مجاز هر MPPT و محدودیت هر کانکتور یا ورودی باید جداگانه کنترل شوند.
جریان استرینگ در اتصال سری چگونه محاسبه میشود؟
وقتی پنلهای مشابه بهصورت سری به یکدیگر متصل میشوند، ولتاژ آنها با یکدیگر جمع میشود، اما جریان استرینگ تقریباً برابر جریان یک پنل باقی میماند.
برای مثال اگر هر پنل دارای Imp برابر ۱۳ آمپر باشد، یک استرینگ شامل ۱۰، ۱۵ یا ۲۰ پنل مشابه همچنان تقریباً جریان کاری ۱۳ آمپر خواهد داشت.
| تعداد پنل سری | Imp هر پنل | Imp استرینگ | چه چیزی افزایش مییابد؟ |
|---|---|---|---|
| ۱۰ پنل | ۱۳A | تقریباً ۱۳A | ولتاژ |
| ۱۵ پنل | ۱۳A | تقریباً ۱۳A | ولتاژ |
| ۲۰ پنل | ۱۳A | تقریباً ۱۳A | ولتاژ |
افزایش شدید جریان ورودی معمولاً زمانی اتفاق میافتد که چند استرینگ روی یک MPPT بهصورت موازی متصل شوند یا پنلی با جریان بالاتر از محدوده طراحی اینورتر انتخاب شود.
در اتصال موازی استرینگها چه اتفاقی برای جریان میافتد؟
برخلاف اتصال سری، در اتصال موازی جریان شاخهها با یکدیگر جمع میشود.
اگر هر استرینگ ۱۳ آمپر جریان کاری داشته باشد:
| تعداد استرینگ موازی | Imp هر استرینگ | Imp مجموع |
|---|---|---|
| ۱ استرینگ | ۱۳A | ۱۳A |
| ۲ استرینگ | ۱۳A | ۲۶A |
| ۳ استرینگ | ۱۳A | ۳۹A |
| ۴ استرینگ | ۱۳A | ۵۲A |
بنابراین قبل از موازی کردن استرینگها باید حداکثر جریان قابل استفاده MPPT و حداکثر جریان اتصال کوتاه آرایه در دیتاشیت اینورتر کنترل شوند.
Imp و Isc چه تفاوتی دارند؟
جریانی که پنل در نقطه Maximum Power Point تولید میکند.
جریان پنل در شرایط اتصال کوتاه که معمولاً از Imp بیشتر است.
بسیاری از اینورترها برای جریان کاری و Isc آرایه اعداد جداگانه اعلام میکنند.
| پارامتر پنل | معنی | پارامتر مرتبط اینورتر |
|---|---|---|
| Imp | جریان کاری در MPP | Maximum Input / Usable Input Current |
| Isc | جریان اتصال کوتاه | Maximum PV Short-Circuit Current |
نام دقیق پارامترها بین برندهای مختلف متفاوت است. همیشه تعریف پارامتر در دیتاشیت همان مدل اینورتر را بررسی کنید.
مثال: دو استرینگ ۱۳ آمپری روی MPPT با حداکثر ۲۰ آمپر
فرض کنیم مشخصات فرضی زیر را داشته باشیم:
مرحله اول: محاسبه Imp مجموع
آرایه در نقطه MPP قابلیت تولید حدود ۲۶ آمپر دارد، در حالی که جریان قابل استفاده MPPT در مثال ۲۰ آمپر است.
مرحله دوم: محاسبه Isc مجموع
Isc مجموع در این مثال ۲۸ آمپر است و از حد فرضی ۳۲ آمپر کمتر است.
در چنین شرایطی باید دیتاشیت و دستورالعمل همان اینورتر بررسی شود. ممکن است اینورتر جریان/توان قابل برداشت را محدود کند، اما این نتیجه به معنی مجاز بودن هر نوع Oversizing جریان نیست.
آیا اینورتر جریان اضافی را «میسوزاند»؟
خیر؛ این برداشت دقیق نیست. پنل خورشیدی منبع جریان اجباری نیست که حتماً تمام جریان نامی خود را به داخل اینورتر تزریق کند. MPPT نقطه کار پنل را با تغییر ولتاژ و جریان کنترل میکند. در برخی اینورترها زمانی که محدودیت ورودی یا توان به دست میآید، کنترلکننده میتواند نقطه کار آرایه را از MPP ایدهآل جابهجا کند و مقدار توان دریافتی را محدود کند.
اگر آرایه در آن لحظه توان بیشتری قابل تولید داشته باشد اما اینورتر نتواند همه آن را دریافت کند، بخشی از انرژی بالقوه تولید نمیشود. این پدیده را میتوان نوعی محدودسازی یا Clipping سمت DC دانست.
با این حال نحوه دقیق رفتار هر اینورتر متفاوت است و باید از مستندات سازنده همان مدل مشخص شود.
حداکثر Isc ورودی را چرا باید جداگانه کنترل کنیم؟
حتی اگر اینورتر بتواند جریان کاری MPPT را محدود کند، هنوز باید Maximum Short-Circuit Current آرایه را رعایت کنیم.
برای مثال اگر Isc هر استرینگ ۱۴ آمپر باشد:
| استرینگ موازی | Isc هر استرینگ | Isc مجموع |
|---|---|---|
| ۱ | ۱۴A | ۱۴A |
| ۲ | ۱۴A | ۲۸A |
| ۳ | ۱۴A | ۴۲A |
اگر Isc طراحیشده آرایه از حداکثر جریان اتصال کوتاه اعلامشده برای MPPT یا اینورتر عبور کند، آرایش باید اصلاح شود.
حداکثر جریان «هر MPPT» با «هر ورودی» یکی نیست
بعضی اینورترها برای هر MPPT چند کانکتور DC دارند. وجود دو کانکتور روی یک MPPT به این معنی نیست که هر کانکتور میتواند به اندازه کل جریان MPPT جریان دریافت کند.
ممکن است دیتاشیت چهار مقدار مختلف داشته باشد:
- حداکثر جریان قابل استفاده هر MPPT
- حداکثر جریان هر String Input
- حداکثر Isc هر MPPT
- حداکثر Isc هر ورودی یا کانکتور
ممکن است یک MPPT حداکثر ۳۰ آمپر جریان قابل استفاده داشته باشد، اما هر ورودی استرینگ آن فقط برای ۲۰ آمپر تعریف شده باشد. در این حالت هر دو محدودیت باید رعایت شوند.
چرا جریان MPPT با پنلهای پرجریان اهمیت بیشتری پیدا کرده است؟
توان پنل بهتنهایی مشخص نمیکند که آن پنل با ورودی MPPT اینورتر سازگار است یا نه. دو پنل با توان مشابه ممکن است جریان کاری متفاوتی داشته باشند.
| پنل فرضی | توان | Vmp | Imp |
|---|---|---|---|
| پنل A | ۵۵۰W | ۴۲V | حدود ۱۳٫۱A |
| پنل B | ۵۵۰W | ۳۵V | حدود ۱۵٫۷A |
هر دو پنل توان تقریباً یکسانی دارند، اما پنل B جریان بالاتری نیاز دارد. بنابراین فقط مقایسه توان پنل و اینورتر برای طراحی کافی نیست.
سری کردن و موازی کردن چه اثری بر جریان و ولتاژ دارد؟
| نوع اتصال | ولتاژ | جریان | محدودیت مهم |
|---|---|---|---|
| سری | جمع میشود | تقریباً ثابت | Voc و محدوده MPPT |
| موازی | تقریباً ثابت | جمع میشود | Imp و Isc ورودی |
اگر مشکل شما ولتاژ است، تعداد پنل سری را بررسی کنید. اگر مشکل شما جریان است، تعداد استرینگهای موازی و جریان هر پنل را بررسی کنید.
آیا بیشتر بودن جریان بالقوه آرایه همیشه خطرناک است؟
نه لزوماً؛ اما پاسخ بدون بررسی دیتاشیت اینورتر قابل تعمیم نیست. برخی اینورترها برای آرایه DC بزرگتر از مقدار قابل استفاده لحظهای طراحی شدهاند و در شرایط خاص توان ورودی را محدود میکنند.
اما سه سؤال باید جداگانه پاسخ داده شود:
آیا جریان کاری آرایه با جریان قابل استفاده MPPT سازگار است؟
آیا جریان اتصال کوتاه زیر حداکثر اعلامشده سازنده است؟
آیا ظرفیت آرایه در محدوده Oversizing مجاز همان اینورتر قرار دارد؟
مجاز بودن DC Oversizing به معنی مجاز بودن نقض محدودیت Isc، ولتاژ DC یا جریان هر ورودی نیست.
سه استرینگ موازی چه زمانی مشکلساز میشوند؟
فرض کنیم هر استرینگ:
Imp مجموع
Isc مجموع
اگر MPPT اینورتر فقط ۳۰ آمپر جریان قابل استفاده و ۳۷٫۵ آمپر حداکثر جریان اتصال کوتاه مجاز داشته باشد، این آرایش از نظر Isc نیز با محدودیت فرضی سازگار نیست.
طراحی موازی استرینگها باید هم از نظر جریان کاری و هم از نظر جریان اتصال کوتاه بررسی شود.
اگر آرایه جریان بیشتری از ظرفیت قابل استفاده اینورتر داشته باشد چه میبینیم؟
بسته به مدل اینورتر و شدت Oversizing، ممکن است یکی یا چند مورد زیر مشاهده شود:
- محدود شدن توان ورودی DC
- Flat شدن نمودار توان در ساعات پربازده
- استفاده نشدن از بخشی از توان بالقوه پنلها
- تغییر نقطه کار MPPT
- ثبت هشدار در برخی مدلها
- کاهش بازده اقتصادی Oversizing بیش از حد
- لزوم تقسیم استرینگها بین MPPTهای دیگر
- نیاز به بازبینی Isc و محدودیت هر ورودی
اگر جریان آرایه برای یک MPPT زیاد باشد چه کار کنیم؟
تقسیم استرینگها بین MPPTهای مستقل
اگر اینورتر چند MPPT مستقل داشته باشد، میتوان استرینگها را بهگونهای تقسیم کرد که جریان هر MPPT داخل محدوده مجاز باقی بماند.
کاهش تعداد استرینگهای موازی روی یک MPPT
اگر سه استرینگ موازی باعث عبور جریان از محدودیت میشوند، ممکن است لازم باشد تعداد شاخههای موازی روی آن MPPT کاهش پیدا کند.
انتخاب اینورتر با جریان ورودی بالاتر
برای پنلهای پرجریان، انتخاب اینورتری با MPPT متناسب با جریان ماژول میتواند طراحی مناسبتری ایجاد کند.
بررسی مدل دقیق پنل
قبل از انتخاب اینورتر باید Imp و Isc همان مدل پنل، نه فقط توان وات آن، بررسی شود.
اشتباهات متداول در طراحی جریان MPPT
جمع کردن جریان پنلهای سری
در اتصال سری جریان پنلها با یکدیگر جمع نمیشود. این ولتاژ است که جمع میشود.
نادیده گرفتن جریان استرینگهای موازی
دو استرینگ ۱۳ آمپری موازی تقریباً ۲۶ آمپر جریان کاری بالقوه ایجاد میکنند.
استفاده از Imp بهجای Isc برای همه کنترلها
Imp و Isc کاربردهای متفاوتی دارند و هر دو باید با دیتاشیت اینورتر تطبیق داده شوند.
بررسی فقط توان پنل
پنل ۵۵۰ وات لزوماً با هر اینورتر ۵ یا ۱۰ کیلوواتی از نظر جریان ورودی سازگار نیست.
فرض اینکه هر ورودی DC ظرفیت کامل MPPT را دارد
محدودیت هر کانکتور یا String Input ممکن است کمتر از جریان کل قابل استفاده MPPT باشد.
یکی دانستن Current Clipping با مجاز بودن اضافهجریان
محدود کردن جریان توسط بعضی اینورترها جایگزین رعایت محدودیتهای دیتاشیت نیست.
قبل از اتصال استرینگها به MPPT چه چیزهایی را بررسی کنیم؟
- Imp پنل
- Isc پنل
- تعداد استرینگهای موازی
- Maximum Input Current هر MPPT
- Maximum Short-Circuit Current هر MPPT
- جریان مجاز هر String Input
- Isc مجاز هر ورودی در صورت درج در دیتاشیت
- تعداد ورودیهای فیزیکی هر MPPT
- محدوده ولتاژ MPPT
- Voc استرینگ در هوای سرد
- حداکثر توان DC توصیهشده
- دستورالعمل رسمی همان مدل اینورتر
نتیجه نهایی
در یک استرینگ سری، افزایش تعداد پنلها عمدتاً ولتاژ را افزایش میدهد و جریان تقریباً برابر جریان یک پنل باقی میماند.
اما وقتی چند استرینگ روی یک MPPT موازی شوند، جریان کاری و جریان اتصال کوتاه شاخهها با یکدیگر جمع میشوند.
اگر جریان بالقوه آرایه از حداکثر جریان قابل استفاده MPPT بیشتر شود، برخی اینورترها میتوانند توان یا جریان دریافتی را محدود کنند، اما این رفتار نباید با اجازه عبور از محدودیتهای مطلق ورودی یا Isc مجاز اشتباه گرفته شود.
هر دو را برای تمام استرینگهای موازی جمع کنید و با محدودیت دقیق MPPT، ورودی و اینورتر در دیتاشیت سازنده مقایسه کنید.
سؤالات متداول
لزوماً خیر. رفتار به مدل اینورتر بستگی دارد و برخی مدلها میتوانند جریان یا توان قابل استفاده را محدود کنند. اما تمام محدودیتهای ورودی و Isc اعلامشده سازنده باید رعایت شوند.
خیر. در اتصال سری ولتاژها جمع میشوند، اما جریان استرینگ تقریباً برابر جریان یک پنل است.
بله. اگر دو استرینگ مشابه هر کدام ۱۳ آمپر باشند، جریان کاری بالقوه مجموع حدود ۲۶ آمپر خواهد بود.
هر دو مهماند اما کاربرد متفاوت دارند. Imp برای بررسی جریان کاری و Isc برای بررسی حداکثر جریان اتصال کوتاه آرایه استفاده میشود.
در صورت سازگاری الکتریکی استرینگها و رعایت محدودیتهای ولتاژ، جریان، Isc و دستورالعمل سازنده ممکن است. تعداد ورودی فیزیکی بهتنهایی معیار کافی نیست.
زیرا جریان قابل استفاده در نقطه کار MPPT با حداکثر جریان اتصال کوتاه قابل تحمل آرایه دو مشخصه الکتریکی متفاوت هستند.
نه لزوماً. توان حاصل ضرب ولتاژ و جریان است و دو پنل هموات میتوانند ترکیب Vmp و Imp متفاوتی داشته باشند.
اینورتر باید از نظر حداکثر جریان کاری MPPT، حداکثر Isc و جریان مجاز هر ورودی با مشخصات پنل و تعداد استرینگهای موازی سازگار باشد.
در یک استرینگ متشکل از پنلهای مشابه، افزایش تعداد پنل سری عمدتاً ولتاژ را افزایش میدهد و جریان تقریباً ثابت میماند.
خیر. توان DC، جریان کاری، جریان اتصال کوتاه و ولتاژ محدودیتهای جداگانهای هستند و هرکدام باید مستقل بررسی شوند.
قبل از موازی کردن استرینگها، جریان MPPT را بررسی کنید
برای انتخاب آرایش صحیح باید Imp و Isc پنل، تعداد استرینگهای موازی، جریان مجاز هر MPPT و محدودیت هر ورودی در کنار ولتاژ استرینگ بررسی شوند.
