27 Mar Solar Fotovoltaica. Configuración Paneles / Inversor
En una instalación fotovoltaica necesitamos saber cómo configurar la conexión entre paneles solares fotovoltaicos para que funcione correctamente el inversor y no tengamos problemas. Para esto, se deben de respetar sus tensiones e intensidades de entrada admisibles por dicho inversor.
Entonces, ¿Cómo se conectarán los módulos solares entre sí para no dañar el inversor? ¿En serie, en paralelo o de forma mixta serie-paralelo?
Antes de nada, comentar que paneles solares fotovoltaicos conectados en serie suman tensión (Voltios, V) y los paneles solares fotovoltaicos conectados en paralelo suman intensidad de corriente (Amperios, A)
Otro concepto a comentar es que los inversores actuales poseen seguidor del punto de máxima potencia, MPP o MPPT (Maximun Power Point Tracker). Cada inversor puede tener uno o varios MPPT. Esto significa que cada MPPT buscará optimizar la tensión e intensidad que suministran los paneles solares fotovoltaicos conectados a dicho MPPT de tal manera que la potencia resultante se maximice. Comentar que en corriente continua:
Potencia (Watios, W) = Intensidad (Amperios, A) x Tensión (Voltios, V).
Vamos a resolver un caso práctico:
Queremos conectar 11kWp de paneles solares fotovoltaicos conseguidos a través de 40 paneles solares fotovoltaicos REC de 275Wp (40x275Wp = 11.000Wp=11kWp) a un Inversor marca Fronius de 10 kW con dos MPPT .
En este caso, el inversor marca Fronius elegido tiene estas características, que están extraídas de su ficha técnica.
Del panel solar fotovoltaico REC 275 PE de 275 Wp tenemos estos datos de su ficha técnica.
Por lo tanto, tenemos pues estos datos del panel solar fotovoltaico:
Imax=ISC =9,25 A; Vmax=VOC=38,7 V.
IMPP=8,74 A; VMPP=31,5 V
Se decide hacer dos series/cadenas de paneles de 20 paneles cada una. Una serie de 20 paneles para cada MPPT del inversor.
Se comprueba así que es correcta la configuración elegida:
MPP1, subcampo 1: 20 paneles en serie
Comprobación de que cumplo con la máxima tensión de entrada del inversor (1000 Vcc)
Paneles en serie, 20: V OC TOTAL = 20· VOC= 20· 38,7 V= 774 V
Como 774V<1000V, entonces OK
Comprobación de que cumplo con el rango de tensión MPP del inversor (270-800 Vcc)
Paneles en serie, 20: V MPP TOTAL= 20· VMPP=20·31,5 V = 630 V
(Como 270< 630V <800V entonces OK).
Comprobación de que cumplo con la intensidad máxima de MPP1 del inversor (27,0 A)
En paralelo, 1: 1 serie en paralelo. I MPP TOTAL= 1 · IMPP=1· 8,74 A = 8,74 A
IMPP TOTAL= 8,74 A < 27,0 A, entonces cumplo
Comprobación de que cumplo con la intensidad máxima de cortocircuito MPP1 del inversor (40,5 A)
En paralelo, 1: 1 serie en paralelo. I TOTAL CC= 1· I CC = 1· 9,25A =9,25 A
I TOTAL CC = 9,25A < 40,5 A, entonces cumplo
MPP2, subcampo 2: 20 paneles en serie
Comprobación de que cumplo con la máxima tensión de entrada del inversor (1000 Vcc)
Paneles en serie, 20: VOC PANELES EN SERIE = 20· VOC= 20· 38,7 V= 774 V
Como 774V<1000V, entonces OK
Comprobación de que cumplo con el rango de tensión MPP del inversor (270-800 Vcc)
Paneles en serie, 20: V MPP PANELES EN SERIE= 20· VMPP=20·31,5 V = 630 V
(Como 270< 630V <800V entonces OK).
Comprobación de que cumplo con la intensidad máxima de MPP2 del inversor (16,5 A)
En paralelo, 1: 1 serie en paralelo. I MPP TOTAL= 1 · IMPP=1· 8,74 A = 8,74 A
IMPP TOTAL= 8,74 A < 16,5 A, entonces cumplo
Comprobación de que cumplo con la intensidad máxima de cortocircuito MPP2 del inversor (24,8 A)
En paralelo, 1: 1 serie en paralelo. I TOTAL CC= 1· I CC = 1· 9,25A =9,25 A
I TOTAL CC = 9,25A < 24,8 A, entonces cumplo
Así es como se verifica una correcto conexionado de paneles solares fotovoltaicos con su inversor ya que hemos comprobado que la configuración elegida respeta las intensidades y voltajes admisibles en cada MPPT del inversor.
Nota: Podría ser necesario considerar la influencia de la temperatura. Ésta afecta al voltaje e intensidad de los paneles solares fotovoltaicos. Si se preveen intensidades o voltajes cercanos a los límites definidos por el inversor , convendría comprobar que estamos dentro del margen del inversor considerando las variaciones de tensión e intensidad de corriente con la temperatura . Se deberán de considerar las temperaturas máximas y mínimas previsibles. En caso necesario, se usarían estas fórmulas:
Cálculo de Temperatura del módulo
Tp = Ta + I· ((TONC-20)/800)
Donde:
Tp: Temperatura del módulo (ºC)
Ta: Temperatura ambiente (ºC)
TONC: Temperatura de operación normal de la célula (ºC)
I: Irradiancia (W/m2)
Cálculo de Tensión MPP a Tª del módulo, ΔUMPP
UMPP(TP)= UMPP(STC) · (1+ ΔUMPP/100)
ΔUMPP= ΔUuoc · (Tp-25)
Donde:
UMPP(Tp): Tensión en el punto de máxima potencia a Tª del módulo (V)
UMPP(STC): Tensión en el punto de máxima potencia en condiciones estándar (V)
ΔUuoc: Coeficiente de Tª de Tensión a circuito abierto (% / ºC)
Cálculo de Tensión en Vacío a Tª del módulo, UOC(TP)
UOC(TP)= UOC(STC) · (1+ ΔUoc/100 )
ΔUoc= ΔUuoc · (Tp-25)
Donde:
UOC(Tp): Tensión a Circuito Abierto a Tª del módulo (V)
UOC(STC): Tensión a Circuito abierto en condiciones estándar (V)
ΔUuoc: Coeficiente de Tª de Tensión a circuito abierto (% / ºC)
Cálculo de la Intensidad MPP a Tª del módulo, IMPP(Tp).
IMPP (Tp)= IMPP (STC) · (1+ ΔIMPP/100 ) ·I/1000
ΔIMPP= ΔIIsc · (Tp-25)
Donde:
IMPP(Tp): Intensidad en el punto de máxima potencia a Tª del módulo (A)
IMPP (STC): Intensidad en el punto de máxima potencia en Condiciones Estándar (A)
ΔIIsc: Coeficiente de Tª Intensidad de Cortocircuito (% / ºC)
I: Irradiancia (W/m2)
Cálculo de la Intensidad de Cortocircuito a Tª del módulo, Isc(Tp).
Isc(Tp)= Isc(STC) · (1+ ΔIsc/100 ) · I/1000
ΔIsc= ΔIISC · (Tp-25)
Donde:
Isc(TP): Intensidad de Cortocircuito a Tª del módulo (A)
Isc(STC): Intensidad de Cortocircuito Condiciones Estándar (A)
ΔIISC: Coeficiente de Tª Intensidad de Cortocircuito (% / ºC)
I: Irradiancia (W/m2)
Ejemplo datos de la ficha técnica de panel REC de 275Wp:
Estos cálculos indicados deben de realizarse por profesionales especializados del sector.
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Quedo a la espera también de cualquier aclaración o comentario.
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