تاثیر سایه بر روی آرایه های PV: چگونه تلفات را به حداقل برسانیم

تاثیر سایه بر روی آرایه های PV: چگونه تلفات را به حداقل برسانیم

میزان تلفات سایه‌زنی PV و استراتژی‌های کاهش را با استفاده از طرح‌های نیم سلولی، ردیابی MPPT پویا، و MLPE برای پروژه‌های کاربردی و C&I استاد کنید.

مکانیک تلفات عدم تطابق در آرایه های PV سایه دار

سایه زنی جزئی روی یک آرایه فتوولتائیک (PV) تنگناهای جریان موضعی را معرفی می کند که به شدت بر عملکرد کل رشته تأثیر می گذارد. هنگامی که یک سلول واحد در یک رشته{{1}متصل، کاهش تابش-از انسدادهای ساختاری، گرد و غبار یا پوشش ابری{3}}را تجربه می‌کند، جریان نوری تولید شده آن به نسبت کاهش می‌یابد:

از آنجایی که سلول‌های یک رشته جریان عملیاتی یکنواختی دارند، سلول سایه‌دار معکوس می‌شود-. سلول‌های غیر سایه‌دار، جریان را از طریق سلول محدود می‌کنند و باعث اتلاف توان به شکل گرما می‌شوند:

این اتلاف انرژی باعث تشکیل هات اسپات، تخریب بالقوه EVA کپسولاتور و تنش های حرارتی می شود که طول عمر ماژول را به خطر می اندازد. فراتر از تخریب فیزیکی، سایه جزئی منحنی های مشخصه I-V و P-V آرایه را تغییر می دهد. به جای یک نقطه حداکثر توان جهانی (GMPP)، سایه زدن چندین نقطه اوج محلی (LMPP) ایجاد می کند. الگوریتم‌های استاندارد ردیابی نقطه حداکثر توان (MPPT) اغلب در یک LMPP به دام می‌افتند، که منجر به تلفات بازده سالانه از 10٪ تا بیش از 30٪ بسته به طرح رشته و سیستم عامل کنترل اینورتر می‌شود.

کاهش‌دهنده‌های ساختاری و مداری: دیودهای دور زدن در مقابل ماژول-الکترونیک قدرت سطح

برای به حداقل رساندن تلفات برق، طراحی‌های PV از دیودهای بای پس داخلی، معماری‌های نیمه برش سلولی، و ماژول‌های خارجی-Level Power Electronics (MLPE) استفاده می‌کنند.

ماژول‌های سنتی سلول‌های{0}}در اندازه کامل را به سه زیر رشته تقسیم می‌کنند که هر کدام توسط یک دیود بای پس شاتکی محافظت می‌شوند. وقتی سایه‌زنی جریان یک رشته فرعی را به زیر جریان عملیاتی رشته می‌اندازد، دیود به سمت جلو-بایاس می‌شود و آن بخش خاص را دور می‌زند. در حالی که این امر از بروز نقاط حساس جلوگیری می کند، ولتاژ خروجی ماژول را 33 درصد در هر دیود فعال کاهش می دهد.

فناوری سلول نیمه برش با تقسیم ماژول به دو بخش دوقلوی موازی این پویایی را تغییر می‌دهد. عملکرد با نصف جریان ($I/2$)، تلفات مقاومتی داخلی ($I^2R$) 75% کاهش می یابد. در ترکیب با جعبه‌های تقسیم{6}}، سایه‌زنی در نیمه بالایی یک ماژول عمودی باعث می‌شود که نیمه پایینی با 100% ظرفیت کار کند.

بهینه سازی آرایه پیشرفته و تاثیر LCOE

مهندسی آرایه مدرن، الگوریتم‌های ردیابی MPPT پویا را با مکان‌یابی فیزیکی استراتژیک ترکیب می‌کند تا هزینه برق همسطح (LCOE) حفظ شود.

الگوریتم های ردیابی پویا MPPT

الگوریتم‌های استاندارد اغتشاش-و-مشاهده (P&O) MPPT اغلب روی نقاط حداکثر توان محلی (LMPP) در طول سایه‌زنی گذرا قفل می‌شوند. اینورترهای پیشرفته در فواصل زمانی قابل تنظیم (مثلاً هر 5 تا 15 دقیقه) ولتاژ منحنی کامل{3}}را اجرا می کنند. با اسکن محدوده عملیاتی کامل از Voc تا Vmpp، اینورتر حداکثر نقطه توان جهانی واقعی (GMPP) را شناسایی می‌کند و تا 5 درصد از بازده انرژی را در محیط‌های سایه‌دار پیچیده بازیابی می‌کند.

طراحی چیدمان آرایه هوشمند

نگاشت رشته ای انعطاف پذیری سایه را دیکته می کند. چیدمان رشته های ماژول به صورت افقی به جای تراز عمودی با سایه زنی از ردیف-به-ردیف بین ردیف- تضمین می کند که وقتی سایه در پایه آرایه حرکت می کند، تنها بر یک بخش رشته در هر ماژول در ردیف پایین تأثیر می گذارد. در مقابل، رشته عمودی، کل رشته ها را به صورت آفلاین به طور همزمان حذف می کند.

استانداردهای کنترل کیفیت، استرس حرارتی و انطباق

سایه جزئی شدید سایش ترمومکانیکی روی ورقه های PV را تسریع می کند. کنترل کیفیت دقیق و استانداردهای صدور گواهینامه، یکپارچگی آرایه را در طول چرخه عمر عملیاتی 25 تا 30 ساله تضمین می کند.

تست تنش حرارتی و هات اسپات IEC 61215:ماژول‌ها تحت آزمایش بایاس معکوس{0} اجباری تحت تصویربرداری حرارتی قرار می‌گیرند تا تأیید شود که اتلاف حرارتی دیود بای‌پس در محدوده‌های عملیاتی ایمن و بدون تخریب کپسول‌ها باقی می‌ماند.

بازرسی الکترولومینسانس (EL):پس از{0}}تصویربرداری EL ساخت، ریز-ترک‌ها را قبل از استقرار شناسایی می‌کند. ترک‌های میکرو در شرایط سایه‌زنی می‌توانند نواحی سلول فعال را ایزوله کنند و حفره‌هایی با مقاومت بالا ایجاد کنند که دیودهای دور زدن قادر به رفع آن‌ها نیستند.

مدیریت حرارتی دیود بای پس:جعبه‌های اتصال باکیفیت از محفظه‌های گلدانی با هیت سینک استفاده می‌کنند تا در حین سایه‌اندازی طولانی‌مدت بدون فرار حرارتی عملکرد{0}پیوسته بایاس رو به جلو را انجام دهند.

سوالات متداول فنی (PAA)

چگونه ماژول‌های نیم سلولی PV{0}}در شرایط سایه‌اندازی شدید عملکرد عملیاتی را در محیط‌های ساحلی یا با خوردگی بالا حفظ می‌کنند؟

در محیط‌های ساحلی با شوری بالا-بایاس معکوس ناشی از سایه می‌تواند باعث تسریع تخریب بالقوه-القا شده (PID) و تنش حرارتی موضعی شود. ماژول‌های با مشخصات بالا با یکپارچه‌سازی جعبه‌های اتصال گلدانی IP68 که دیودهای بای پس را در خود جای داده‌اند با موانع شاتکی پایین-ولتاژ- این مشکل را کاهش می‌دهند. در ترکیب با{9}}پوشش دوگانه شیشه‌ای و سلول‌های خورشیدی ضد{10}}PID، اتلاف حرارتی در طول سایه‌زنی زیر آستانه‌های تخریب بحرانی باقی می‌ماند و از ورود رطوبت و خوردگی در اطراف جعبه‌های اتصال تقسیم‌شده جلوگیری می‌کند.

پروتکل‌های بسته‌بندی و تدارکات کلیدی برای جلوگیری از{0}}ترک‌های آسیب‌پذیر میکرو-در حین ارسال-در مسافت طولانی چیست؟

ترک‌های میکرو-به شدت تلفات برق را در شرایط سایه تشدید می‌کنند. بسته‌بندی صادراتی-از قاب عمودی-بارگذاری لبه در کارتن‌های لانه زنبوری سنگین-با بالشتک‌های گوشه‌ای و خلاء{5}}ضد استاتیک مهر و موم شده-استفاده می‌کند. پالت‌ها با تسمه‌های فولادی عمودی و دمپرهای ارتعاشی پویا برای گذراندن آزمایش‌های شبیه‌سازی حمل‌ونقل ISTA 3E تقویت می‌شوند و از شکستگی‌های میکرو-در اتصالات سلولی قبل از تحویل در سایت جلوگیری می‌کنند.

پارامترهای فنی و محدودیت‌های زمانی{0}} برای قاب ماژول OEM/ODM سفارشی و پیکربندی جعبه اتصال برای آرایه‌های سایه‌دار چیست؟

سفارشی‌سازی‌های OEM/ODM{0}}مانند بهینه‌سازهای سطح قبل از-ماژول سیمی-، طول کابل‌های سفارشی برای رشته‌های افقی، یا نمایه‌های شکاف قاب اصلاح شده-به یک چرخه اعتبارسنجی نمونه مهندسی 4 تا 6-هفته‌ای نیاز دارند. محدودیت‌های فنی مستلزم حفظ حداقل فواصل خزش و فاصله در جعبه‌های اتصال سفارشی برای مطابقت با استانداردهای ایمنی IEC 61730، در کنار محدودیت‌های تایید شده اتلاف حرارتی دیود تحت 100٪ بایاس جریان معکوس مداوم است.

برای طرح سفارشی سیستم PV 5MW و قیمت دقیق BOM ظرف 48 ساعت با تیم مهندسی ما تماس بگیرید.