Wie werden Solarmodule für Off-Grid/Hybrid Wechselrichter konfiguriert?

[temp_text]

Sunstone Power

|  13.08.2024

Bei der Konfiguration von Solarmodulen für Off-Grid oder Hybrid Wechselrichter müssen wir berücksichtigen, ob die technischen Parameter der beiden aufeinander abgestimmt sind, um Ausfälle zu vermeiden und die Effizienz der Stromerzeugung zu gewährleisten. Generell sollten folgende Punkte in Kombination mit den tatsächlichen Installationsbedingungen beachtet werden:
1. Die Leerlaufspannung des Solarmoduls muss kleiner als die maximale Eingangsspannung des Wechselrichters sein.
2. Die Spitzenleistungsspannung des Solarmoduls muss innerhalb des MPPT-Betriebsbereichs des Wechselrichters liegen. So nah wie möglich an der optimalen Betriebsspannung des PV-Teils vom Wechselrichter. Wenn der Hersteller diesen Wert nicht angibt, sollte er möglichst nahe am mittleren Wert des MPPT-Betriebsspannungsbereiches vom Wechselrichter liegen.
3. Bei extrem niedrigen Temperaturen während des Tages muss der Temperaturkoeffizient bei der Berechnung der Leerlaufspannung berücksichtigt werden.
4. Die Spezifikationen und die Anzahl der Komponenten in jedem String, die mit einem einzelnen MPPT verbunden sind, sind gleich.

Entsprechende technische Parameter zwischen Solarmodulen und Wechselrichtern

Parameter der Solarmodule Parameter der Wechselrichter
Spitzenleistung (Pmax) PV Eingangsleistung
Maximale Leistungsspannung (Vmp) MPPT-Betriebsspannung, Volllast-Betriebsspannung
Maximaler Leistungsstrom (Imp) DC Eingangsstrom
Leerlaufspannung (Voc) Leerlaufspannung des PV-Arrays, DC Betriebsspannung, Anlaufspannung
Kurzschlussstrom (Isc) PV Kurzschlussstrom

Hinweis: Alle Daten von Solarmodulen sind STC-Daten.
Standardtestbedingungen: Bestrahlungsstärke 1000W/m², Temperatur der Zellen 25℃, Spektrum AM1,5.

Der 10kW Hybrid Wechselrichter und die monokristallinen 430W TOPCon-Solarmodule von Sunstone als Beispiel

Parameter der Solarmodule
Parameter des Wechselrichters
Spitzenleistung (Pmax) 430W Maximale PV Eingangsleistung 14850W
Maximale Leistungsspannung (Vmp) 33,20V Volllast-MPPT-Spannung 400V~800V
Maximaler Leistungsstrom (Imp) 12,95A Maximaler DC Eingangsstrom 18,6A
Leerlaufspannung (Voc) 38,77V DC Betriebsspannung 300V~900V
Kurzschlussstrom (Isc) 13,57A Maximaler PV Kurzschlussstrom 25A

Basierend auf unserer Erfahrung empfehlen wir, bei der Matching-Berechnung von Solarmodulen und Sunstone Wechselrichtern die folgenden Bedingungen gleichzeitig zu erfüllen:
Min. DC Betriebsspannung von Wechselrichter+50V<Voc von Solarmodule<Max. DC Betriebsspannung von Wechselrichter-50V
Min. Volllast-MPPT-Spannung von Wechselrichter<Vmp von Solarmodule<Max. Volllast-MPPT-Spannung von Wechselrichter
Isc von Solarmodule< Max. PV Isc von Wechselrichter
Imp von Solarmodule< Max. Eingangsstrom von Wechselrichter


Rechenvorgänge:
Voc
850V/38,77V = 21,9 = 21 Stk.
350V/38,77V = 9,02 = 9 Stk.
Vmp
800V/33,20V = 24,10 = 24 Stk.
400V/33,20V = 12,05 = 12 Stk.
Ohne den Temperaturkoeffizienten zu berücksichtigen, sollten mindestens 12 Stück und maximal 21 Stück in Reihe geschaltet werden.


Anwendung des Temperaturkoeffizienten

Der Temperaturkoeffizient eines Solarmoduls spiegelt das Änderungsverhältnis zwischen der Leistung des Moduls und der Temperatur wider. Nehmen wir ein 430W Solarmodul als Beispiel: Es hat einen Temperaturkoeffizienten der Spitzenleistung (Pmax) von -0,30 %/°C, was bedeutet, dass bei jedem Temperaturanstieg um 1 °C die Ausgangsleistung um 0,30 % abnimmt. Außerdem ist die Temperatur des Solarmoduls nicht identisch mit der Umgebungstemperatur. Sie wird von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, wie z.B. dem Material des Moduls, die Bestrahlungsstärke, dem Installationswinkel usw.


Parameter der Solarmodule 430W (STC)
Temperaturkoeffizient der Spitzenleistung (Pmax) -0,30 %/°C
Temperaturkoeffizient der Leerlaufspannung (Voc) -0,28 %/°C
Temperaturkoeffizient des Kurzschlussstroms (Isc) +0,04 %/°C

Bei dem Matching von Solarmodulen mit Wechselrichtern sollte besonders auf den Temperaturkoeffizienten der Leerlaufspannung (Voc) geachtet werden. Befindet sich die PV-Anlage an einem Ort, an dem die Temperatur tagsüber niedrig ist, sollte sichergestellt werden, dass die Ausgangsspannung bei der niedrigsten Temperatur noch im Betriebsbereich des PV-Arrays des Wechselrichters liegt.

Rechenvorgänge:
Wenn ein einzelnes 430W-Solarmodul bei -10 °C arbeitet,
Voc=38,77V*[1+(-0,28%)*(-25-10)]=412,57V
800V/42,57V = 18,79 = 18 Stk.
Daher kann der MPPT eines 10KW Wechselrichters mit maximal 18 Stück in Reihe geschaltet werden.


Das Solarmodul hat auch einen Parameter: maximale Anlagenspannung, die sich auf die maximale Leerlaufspannung der PV-Stromerzeugungsanlage bezieht, die aus mehreren in Reihe geschalteten Solarmodulen besteht. Ist die maximale DC Spannung des Wechselrichters kleiner als die maximale Anlagenspannung des Solarmoduls, dann muss dieser Parameter bei der Matching-Berechnung nicht berücksichtigt werden.

Die Anzahl der MPPT-Eingänge des Wechselrichters und ihrer Strings

Ein Wechselrichter kann mehrere MPPT-Eingänge haben. Der 3-Phasen Hybrid Wechselrichter SMCIH200-10KW-48V-HBH(T) von Sunstone verfügt über 2 MPPT-Eingänge (oder heißt Solareingang/PV-Eingang), wie in der Abbildung unten gezeigt. Sie werden im Folgenden als PV1 und PV2 bezeichnet.

PV-Steckverbinder für 10KW 48V dreiphasige Hybrid Wechselrichter | Sunstone Power

Es gibt keine Reihen- oder Parallelbeziehung zwischen PV1 und PV2. Sie können eine von ihnen verwenden oder die beiden zusammen verwenden, und sie müssen nicht gleich konfiguriert sein. Es muss sichergestellt werden, dass entweder PV1 oder PV2 die Anforderungen des Wechselrichters an die Spannung und den Strom des PV-Eingangs erfüllt.
Die PV-Sätze in PV1 oder PV2 sind parallel geschaltet. Sie können einen PV-Satz davon verwenden. Wenn Sie mehrere PV-Sätze in PV1 oder PV2 verwenden, müssen Sie sicherstellen, dass die Spannung für jeden Satz gleich ist.