Új hozzászólás Aktív témák

• #5626 Geresics Topikgazda __Zs__ #5623

  Új Válasz 2020-06-26 02:24:28 #5626

  Új hozzászólás

  Összes hozzászólása itt Válaszok az összes hozzászólására itt Válaszok erre a hozzászólásra

  Privát üzenet küldése

  

  Geresics

  Topikgazda

  válasz __Zs__ #5623 üzenetére

  A túlméretezés problémáját megpróbálom példákkal szemléltetni, hátha úgy jobb lesz.
  1.) Van egy ideális, déli tájolású, 35°-os dőlésszögű tetőd, és egy 10kW-os, azaz 10kVA-es invertered. Ehhez a tájoláshoz ha DC oldalra 12kWp napelemet teszel, akkor egy év alatt többször elő fog fordulni, hogy a 12kWp napelem pillanatnyi termelése képes volna a DC-AC átalakítást követően több, mint 10kW pillanatnyi termelésre, azonban az inverter nem adhat le az AC oldalon nagyobb teljesítményt, mint 10kVA.

  Hogy ezt értsük is, menjünk végig a részleteken!
  DC oldal: Süt a nap a napelemre, eddig OK, de a napelem egész nap, minden időpillanatban más teljesítményt fog leadni. A teljesítmény (P=[W]) a feszültség (U=[V]) és az áramerősség (I=[A]) szorzata, azaz P=U*I.
  A napelem feszültsége a fény hatására felugrik (először Uoc-re, de amint az inverter megpróbál dolgozni Umpp-re (más gyártók Voc és Vmpp jelölést használnak)), és ez a feszültség a napelem melegedésével csökkenni fog, délután pedig ahogy hül a napelem, úgy fog újra emelkedni.
  Áramerősség viszont a nap "erejével" arányosan fog emelkedni, majd délután csökkenni.
  A teljesítmény ennek megfelelően majdnem teljesen úgy néz majd ki, hogy ahogy az áramerősség nő, úgy a teljesítmény is nő, azonban a feszültség csökkenése miatt a teljesítmény valójában kicsit kevésbé fog nőni, mint az áramerősség.
  A folyamatos munkapont állítás még kicsit belekavar a képletbe, de ezt most nem vesszük figyelembe, nem ez a lényeg.
  AC oldal: ahogy a DC teljesítmény nő, kb. úgy nő az AC teljesítmény is. Itt is van módosító tényező: ahogy a DC feszültség közelebb, vagy távolabb kerül a nominális DC feszültségtől, úgy változik minimálisan(!) az átalakítási hatásfok, illetve ahogy a teljesítmény nő, úgy lesz egyre nagyobb a hőveszteség is. Megjegyzem a passzív hűtéses inverterek könnyebben bele tudnak futni abba, hogy az inverter túlmelegszik, ezért inkább elvesz a teljesítményből, és "veszteség" ér minket!

  Ez mind szép és jó, de itt jön képbe a méretezés és a túlméretezés! A napelemeket ha sorba kötjük, akkor a feszültségük, ha párhuzamosan, akkor az áramerősségük adódik össze. A DC feszültség az inverter bemenete miatt ugye limitált, ahogy az áramerősség is. Viszont a határokon belül maradva ha megnézed, akkor a kettő szorzata bőven a névleges teljesítmény felett van. Ennek oka, hogy rugalmasan tudj méretezni, és ne kizárólag 1 konfiguráció legyen a jó megoldás. Ma már könnyű jó rendszert kialakítani, régen sokkal nehezebb volt a szűk bemeneti tartomány miatt.
  Szóval kiszorzod a P=U*I adatokat, és hiába csökken a feszültség, az áramerősség annyit nő, hogy a P eléri, sőt meghaladja az inverter teljesítményét. Az inverternek viszont meg van mondva, hogy AC oldalon (az átalakítási veszteségeket is figyelembe véve) nem adhat le nagyobb teljesítményt, mint 10kVA, azaz 10kW! Azért mondok itt kVA-t, mert ugye AC oldalon is igaz a P=U*I képlet, és ahhoz, hogy az inverter vissza tudjon táplálni, meg kell emelje a feszültséget, hogy az áram "kifolyhasson" belőle! (Ennek a magyarázatáról egyébként elhatároztam, hogy amint az időm engedi (kb. 1 hónap) fogok csinálni egy magyarázós/mutogatós videót!) Tehát a hálózati névleges 230V helyett mondjuk 250V lesz fázisonként. A gyakorlatban ez azt jelenti, hogy P=U*I
  (intermezzo: a 3 fázis feszültsége hivatalosan 400/√3=230,94, de most 230-nak vesszük)
  a.) 10000=(230*3)*I -> I=14,49A
  b.) 10000=(250*3)*I -> I=13,33A
  Mivel AC oldalon tehát szoftveresen limitált a lehetőség, az inverter akkor sem fog nagyobb teljesítményt leadni, ha DC oldalról jönne még kraft.

  És ez a sok-sok feleslegesnek tűnő infó vezet oda, hogy visszatérjünk a túlméretezésre! Ha ugyanis a napelemek termelése meghaladja az inverter által leadható teljesítményt (veszteségek figyelembevételével), akkor fog korlátokba ütközni.
  Viszont a napelem ahogy melegszik, úgy veszít a teljesítményéből! Jellemzően ez a veszteség kb. 4%/10°C (cellahőmérséklet)! A napelemek STC teljesítménye 25°C cellahőmérséklet mellett vannak megadva, de ha valamit kiteszünk a napra, az ennél (pláne nyáron) melegebb szokott lenni. Legyen pl. 55°C, azaz felmelegszik 30°C-t, ami 3*4=12% veszteség a napelemnél, ami 12000 Wp esetén kb. 10560 W lesz! Viszont ez csak a nap csúcspontján jelent majd levágást, hiszen előtte, és utána ez az érték a besugárzás intenzitása miatt kisebb lesz! Itt a levágás egészen minimális lesz egy nap! hiába lesz ugyanis a csúcs teljesítmény (Wp - watt-peak) időpillanatában kb. 500W levágásunk, előtte, és utána simán kihasználja az inverter a rendelkezésre álló többlet-teljesítményét a napelemnek! Ha ez az 500W levágás 1 órán keresztül konstans fennállna, akkor lenne a veszteségünk 500Wh, azaz fél kilowattóra (0,5kWh, ami kb. 18Ft), olyankor, amikor a rendszer 10kVA-t tol a hálózatba, tehát 1 óra alatt 10kWh energiát állít elő (360Ft). Persze ez a levágás még ennyi veszteséget sem fog jelenteni, mert a felfutás, lefutás még csökkentené a veszteségünket, de így szemléletesebb a példa.

  Ahogy növeljük azonban a DC teljesítményt, úgy nő a levágott energia mennyisége is és időbelisége is, hiszen hamarabb eléri a csúcsteljesítményét az inverter!

  ÉS akkor itt jön még a képletbe az ideális tájolástól való eltérés, a több irányba néző tető és a több munkapont kiaknázása (hiszen ezzel a két munkapont csúcsa (ahogy az összefoglaló grafikonján is látszik) egymástól eltolva lesz jelen), a nap beesési szöge, az AM (AirMass) értéke (pl. most a koronavírus alatt rekordtiszta volt a levegő, és ez durván látszik az áprilisi termelésben is), stb-stb!

  Aki pedig ezt mind becsülettel végigolvasta, az vendégem egy sörre, ha véletlenül találkoznánk személyesen egyszer...

  Szerk.:
  basszus, ezt a választ több, mint 1 órán keresztül írtam!

  [ Szerkesztve ]

  *MOTOROS CSATORNA* youtube.com/MotorosVandor

Új hozzászólás Aktív témák