Distribuert MPPT forbedrer effektiviteten til solcellefotovoltaiske systemer

- May 23, 2018-

Beskriver problemet med redusert kraftproduksjon på grunn av obscurering av enkelte paneler i solcellepanelanlegg, og fordelene ved det distribuerte maksimale effektsporingssystemet (MPPT) på panelnivå, samt ulike casestudier ved hjelp av SolarMagic-teknologien. Det ble diskutert.


Solenergi er en av de mest lovende fornybare energikilder på markedet. Etter hvert som regjeringen introduserte insentivpolitikk og den stigende kostnaden for tradisjonell elektrisitet, begynte flere og flere familier å bytte til solenergi og installerte fotovoltaiske (PV) systemer på taket. Ifølge dagens PV-systemberegning får brukerne vanligvis avkastning etter 7-8 år. Regjeringens insentiver og levetiden til PV-systemet må vare i 20 år eller mer. Avkastningen på investering av solcelleanordninger er avhengig av årets kraftproduksjon. Derfor må de fotovoltaiske systemene som brukerne krever, være svært effektive, pålitelige og enkle å vedlikeholde for å oppnå maksimal kraftproduksjon.


I dag har mange brukere som installerer solcellepanelanlegg innså at delvis eller intermittent skygging vil påvirke kraftgenerering av systemet.


Delvis skyggefulle effekter på solcellepanelanlegg:


Når trær, skorstene eller andre gjenstander støtter skygger som dekker det fotovoltaiske systemet, forårsaker systemet et "feil" -problem. Selv om PV-systemet bare skygges av en liten skygge, vil det føre til en betydelig nedgang i kraftgenerering. Den virkelige effekten av delvis ut-par-kraftproduksjon forårsaket av delvis obskurering er vanskelig å oppnå ved en enkel beregningsformel. Det er mange faktorer som påvirker systemets kraftproduksjon, inkludert sammenkobling mellom interne batterimoduler, modulretning, serielle og parallelle problemer mellom fotovoltaiske celler og konfigurasjon av omformere. Fotovoltaiske moduler er sammenkoplet med flere batteristrenger, idet hver batteristreng blir referert til som en "gruppekolonne". Hver bank er beskyttet av en bypass diode for å forhindre at en eller flere batterier blir skjult eller skadet, noe som resulterer i skade på hele batteristrengen på grunn av overoppheting. Disse seriens eller parallelle batteristrenger gjør det mulig for panelet å generere en relativt høy spenning eller strøm.


Fotovoltaiske arrays er laget av parallelle tilkoblede fotovoltaiske moduler koblet parallelt. Maksimal spenning for hver PV-modul må være lavere enn frekvensomformerens maksimale inngangsspenning.


Når det fotovoltaiske systemet er delvis skjermet, strømmer strømmen i det ubeskyttede batteriet gjennom omløpsdioden til skjermet del.


Når PV-arrayet er skjult og dette skjer, genereres en VP-elektrisk kurve med flere topper. Figur 1 viser en standard gridbundet konfigurasjon med sentralisert MPPT-funksjonalitet, hvor to paneler i en gruppe er skyggelagt. Den sentraliserte MPPT kan ikke sette likespenningen, slik at utgangseffekten til begge grupper ikke kan maksimeres. Ved det høye DC spenningspunktet (M1) maksimerer MPPT utgangseffekten til den ubemerkede gruppen. Ved lavt DC spenningspunkt (M2) vil MPPT maksimere utgangseffekten til maskeringsgruppen: bypassdioden omgår skjermpanelet og det ubeskyttede panelet i denne gruppen vil gi hele strømmen. Flere MPP-er i arrayet kan resultere i et ytterligere tap av den sentrale strømsporingssporing (MPPT) -konfigurasjonen fordi maksimal effektpunktsporing kan få feilinformasjonen til å stoppe ved det lokale maksimumspunktet og stabilisere med den sekundære fordelen av å ha VP-egenskaper .


Minimer systemmatching med distribuert MPPT:


For å maksimere effekten av hvert solpanel i gruppen, utviklet National Semiconductor SolarMagic ™ -teknologien. Med denne teknologien kan hvert panel fremdeles sende maksimal effekt selv om det er feilproblemer med andre paneler i arrayet. SolarMagic-teknologien bruker avanserte algoritmer og avansert blandingssignatorteknologi til å overvåke og optimalisere produksjonen av hvert solcellepanel, og dermed kompensere opptil 50% av strømforbruket på grunn av feilproblemer. SolarMagic Power Optimizer kan raskt og enkelt installeres i tradisjonelle solar PV-systemer.


Systemet har to gruppekolonner dannet av n moduler koblet parallelt. For demonstrasjons skyld viser hver gruppekolonne på figuren bare 3 fotovoltaiske moduler, men gruppekolonnen består vanligvis av 5 til 12 moduler parallelt for å oppnå 500-800V. Gruppespenning.


Alle moduler i gruppe A har ingen belysningsforskyvningsproblemer, og hver modul har de samme egenskapene og enhetlig belysning.


Alle moduler i gruppe B har forskjellige egenskaper eller belysningsfeiljusteringer på grunn av dobling, vippe eller vippe eller samle mer støv. Utgangen fra hver modul er koblet til inngangen til SolarMagicTM Optimizer (SMO) modulen. Utgangen fra hver SMO bruker samme serieforbindelse som gruppe A-modulen.


SolarMagicTM optimeringsmodulen har en effektiv integrert strømforsyningskrets som bruker en maksimal effektpunktsalgoritme som maksimerer utgangseffekten til hver fotovoltaisk modul. Derfor har hele gruppen av kolonner samme utgangsstrøm, noe som i stor grad reduserer hotspotproblemet og vedtar en intern bypass-modus. Hver SMO-modul vil regulere utgangsspenningen for å overholde den generelle bussspenningen.


Resultatet er at hele PV-systemet vil vise en IV-kurve med et enkelt maksimal effektpunkt, forenkle driften av den sentrale omformeren og minimere tapet av strøm som genereres av feilen.