最大直流輸入電壓是限制組串的最高開路電壓的,要求在極限最低溫度時,組串的最高開路電壓不能超過最大直流輸入電壓,如組件的開路電壓是38V,溫度系數是-0.3%/℃,在零下25℃時,開路電壓為43.7V,則一路組串最多是25個。25*43.7=1092.5V。
MPPT工作電壓范圍,是逆變器為了適應組件電壓不斷變化而設計出來的。組件的電壓,是根據光照和溫度的變化而變化的,而組件串聯的數量,也要根據項目的具體情況來設計,所以逆變器設定了一個工作范圍,只要在這個范圍內,逆變器都可以正常工作,電壓范圍越寬,說明逆變器的適用性越寬。
滿載電壓范圍是逆變器在這個電壓范圍內可以輸出額定功率,這是逆變器除了接光伏組件之外,還有一些別的應用,逆變器有一個最大輸入電流,如40kW為76A,只有當輸入電壓超過550V時,輸出才有可能達到40kW,當輸入電壓超過800V時,損耗產生的熱量急劇增加,導致逆變器要降額輸出。所以組串電壓要盡量設計在滿載電壓范圍的中間。
啟動電壓,逆變器啟動前,組件沒有工作,處于開路狀態,電壓會比較高,當逆變器啟動后,組件處于工作狀態,電壓會降低,為防止逆變器會次重復啟動,因此逆變器的啟動電壓要比最低工作電壓高一些。逆變器啟動后,并不代表逆變器馬上就會有功率輸出,逆變器的控制部分,CPU和屏幕等器件先工作,首先就逆變器自檢,再檢測組件和電網,完全沒有問題后,等光伏功率超過逆變器的待機功率,逆變器才會有輸出。
最大直流輸入電壓比MPPT工作最大電壓要高一些,啟動電壓比MPPT工作最低電壓要高一些,這是因為最大直流輸入電壓和啟動電壓兩個參數,對應組件的開路狀態,而組件的開路電壓一般要比工作電壓高20%左右。
要記住這么逆變器多參數是比較困難的,在光伏系統設計中,實際上只要記住“額定輸入電壓”這一個參數,就可以一勞永逸,自動滿足其它技術參數,秘密則在下圖:
這個圖有3條線,代表3種輸入電壓時逆變器的效率,大家可以看到,不同的電壓,效率不一樣,其中藍色線360V的效率最高,紅色線500V次之,紫色線250V效率最低。這就傳達了這樣一個信息,如果把組串的電壓設計在額定電壓左右,逆變器效率會很高,發電量也就高。
為什么會這樣,要從逆變器的原理說起,組串式逆變器前級DC-DC-BOOST電路,需要把直流電壓升壓并穩定到一定值(這個叫直流母線電壓),才能轉為交流電,230V輸出,直流母線電壓要360V左右,400V輸出,直流母線電壓要600V左右,500V輸出,直流母線電壓要750V左右,540V輸出,直流母線電壓要800V左右。但組件串聯電壓一般沒有這么高,需要電路去調節,逆變器一般采用PWM方式去調整,有一個術語叫占空比,等于組件串聯電壓/直流母線電壓,占空比和效率有很大關系,占空比越大,電壓差越小,效率就越高。
掌握了這個秘密,組件配逆變器就不需要計算復雜的公式了,盡量把組串電壓配在逆變器的額定工作電壓左右,效率最高,而且在極限低溫時不會超過最高電壓,工作時也會在滿載MPPT電壓范圍內,絕對簡單實用。以60片280W多晶組件為例,單相220V逆變器,輸入額定電壓為360V,配11和12塊組件最佳,三相400V輸出逆變器,輸入額定電壓為600V,配20和21塊組件最佳,三相480V輸出逆變器,輸入額定電壓為700V,配23和24塊組件最佳。如果達不到這個條件的,可以盡量靠近這個電壓。