اتصال صفحات‌ خورشیدی بصورت  سری ، موازی و سری – موازی

در این مقاله در مورد صفحات خورشیدی در انواع اتصالات صحبت خواهیم کرد.

فهرست مطالب

• آرایه فتوولتائیک خورشیدی چیست؟
• اتصال سری ماژول‌ها
• محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز در اتصال سری و توان کل‌آنها
• مثال:
• عدم تطابق در اتصال سری ماژول‌های PV
• اتصال موازی ماژول‌ها
• محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز در اتصال موازی و توان کل‌آنها
• مثال:
• عدم تطابق در اتصال موازی ماژول‌های PV
• اتصال سری – موازی ماژول‌ها – ترکیبی ترکیبی
• محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز در اتصال سری – موازی و کل توان‌آنها

آرایه فتوولتائیک خورشیدی چیست؟

یک ماژول فتوولتائیک خورشیدی در محدوده   W_P 3 تا   W_P 300 در دسترس‌است. اما بسیاری از اوقات ، ما به توانی در محدوده ی کیلووات تا مگاوات نیازداریم. برای دستیابی به چنین توان بزرگی ، باید تعداد N  از ماژول ها را به صورت سری و موازی متصل‌کنیم.

رشته ای از ماژول‌های PV

هنگامی که تعداد N  ماژول PV به صورت سری متصل‌شوند. کل رشته ماژول‌های متصل به  صورت سری به عنوان رشته ماژول PV شناخته‌می‌شوند. ماژول ها برای افزایش ولتاژ در سیستم به صورت سری متصل‌می‌شوند. در شکل زیر شماتیک آن نشان‌داده‌شده‌است.

آرایه ماژول PV

برای افزایش جریان ، تعداد N ماژول PV به طور موازی متصل می شوند. چنین ارتباطی از ماژول ها در یک ترکیب سری و موازی به عنوان “آرایه فتوولتائیک خورشیدی” یا “آرایه ماژول PV” شناخته می‌شود. شماتیک آرایه ماژول PV خورشیدی متصل به پیکربندی سری موازی در شکل زیر نشان‌داده‌شده‌است.

ماژول سلول خورشیدی:

سلول خورشیدی دستگاهی دو ترمینالی است. یکی مثبت (آند) و دیگری منفی (کاتد) است. آرایش سلول خورشیدی به عنوان ماژول خورشیدی یا صفحه خورشیدی شناخته می‌شود که در آن ترتیب صفحه خورشیدی به عنوان آرایه فتوولتائیک شناخته می‌شود.

لازم به ذکر است که با افزایش اتصال سری و اتصال موازی ماژول ها ، قدرت ماژول ها نیز اضافه می‌شود.

اتصال سری ماژول ها

بعضی اوقات ولتاژ سیستم مورد نیاز نیروگاه بسیار بیشتر از آن است که یک ماژول PV می تواند تولید کند. در چنین مواردی ، تعداد N از ماژول‌های PV به صورت سری به هم متصل می شوند تا سطح ولتاژ مورد نیاز را تحویل دهند. این اتصال سری ماژول‌های PV مانند اتصالات تعداد N سلول در یک ماژول برای بدست آوردن سطح ولتاژ مورد نیاز است. شکل زیر پنل های PV را نشان می دهد که در پیکربندی سری به هم متصل شده اند.

با استفاده از این اتصال سری ، نه تنها ولتاژ بلکه توان تولید شده توسط ماژول نیز افزایش می یابد. برای رسیدن به این ، ترمینال منفی یک ماژول به ترمینال مثبت ماژول دیگر متصل می‌شود.

اگر یک ماژول ولتاژ مدار باز V_OC1  20 ولت داشته باشد و سایر اتصال ها به صورت سری دارای ولتاژ مدار باز  V_OC2  20 ولت باشد ، کل ولتاژ مدار باز رشته جمع دو ولتاژ است

V_OC = V_OC1 + V_OC2

V_OC = 20 V + 20 V = 40 V

توجه به این نکته مهم است که جمع شدن ولتاژها در نقطه حداکثر توان نیز در مورد آرایه PV قابل استفاده‎‌است.

محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز در اتصال سری و توان کل‌آنها

برای محاسبه تعداد ماژول‌های PV که باید به صورت سری متصل شوند ، ولتاژ مورد نیاز آرایه PV باید داده شود. همچنین کل توان تولید شده توسط آرایه PV را خواهیم دید. توجه داشته‌باشید که همه ماژول ها با پارامترهای ماژول یکسان هستند.

مرحله 1:

به ولتاژ آرایه PV توجه داشته‌باشید

از آنجایی که ما باید تعداد N ماژول ها را به صورت سری وصل کنیم ، باید ولتاژ مورد نیاز را از آرایه PV بدانیم

• آرایه PV ولتاژ مدار باز V_OCA
• ولتاژ آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت V_MA

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV که قرار است در رشته سری متصل شود توجه‌کنید

پارامترهای ماژول PV مانند جریان و ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت و سایر پارامترها مانند V_OC ، I_SC و P_M  نیز باید ذکر شوند.

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به صورت سری متصل شوند محاسبه کنید

برای محاسبه تعداد ماژول‌های “N” ولتاژ کل آرایه به ولتاژ ماژول منفرد تقسیم می‌شود ، از آنجا که قرار است ماژول PV تحت ولتاژ آرایه در ولتاژ آرایه در حداکثر نقطه قدرت V_MA به ولتاژ ماژول در حداکثر نقطه قدرت V_M کار کند تحت STC است گرفته شده است.

یک محاسبه مشابه برای ولتاژ مدار باز PV نیز می تواند انجام شود ، یعنی نسبت ولتاژ آرایه در مدار باز V_OCA  به ولتاژ ماژول در مدار باز VOC. توجه داشته‌باشید که مقدار “N” می تواند یک عدد غیر صحیح باشد بنابراین ما باید عدد صحیح بالاتر را در نظر بگیریم و بنابراین مقدار V_MA  و V_OCA  نیز از آنچه که ما می خواهیم افزایش می یابد.

مرحله 4:

محاسبه کل توان آرایه PV

کل توان آرایه PV حاصل جمع حداکثر توان ماژولهای منفرد متصل به سری‌است. اگر P_M  حداکثر توان یک ماژول باشد و “N” تعداد ماژول‌های متصل به سری باشد ، کل توان‌است.

P_MA= N × P_M.

همچنین می توانیم توان آرایه را با محاسبه ولتاژ و جریان آرایه PV در حداکثر نقطه توان یعنی

V_MA × I_MA

مثال:

حال این مراحل را به روش ریاضی تری درک کنید. بیایید مثالی از نیروگاه 2 مگاواتی بگیریم که تعداد زیادی ماژول PV به صورت سری به هم متصل شده اند. اینورتر 2 مگاواتی می تواند ولتاژ ورودی را از 600 ولت به 900 ولت برساند.

برای بدست آوردن حداکثر ولتاژ نقطه قدرت 800 ولت ، تعداد ماژول‌های متصل شده را تعیین کنید. همچنین توان تحویل داده شده توسط این آرایه PV را تعیین کنید. پارامترهای تک ماژول PV به شرح زیر است:

• ولتاژ مدار باز V_OC = 35 V
• ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت V V_M = 29
• جریان اتصال کوتاه I_SC = 7.2 A
• جریان در حداکثر نقطه قدرت I_M = 6.4 A

مرحله 1:

به ولتاژ آرایه PV توجه داشته‌باشید

• آرایه PV ولتاژ مدار باز V_OCA = داده‌نشده‌است
• ولتاژ آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت V_MA = 800 V

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV که قرار است در رشته سری متصل‌شود توجه‌کنید

ولتاژ مدار باز V_OC  = 35 V

ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت V_M  = 29 V

جریان اتصال کوتاه I_SC  = 7.2 A

جریان در حداکثر نقطه قدرت I_M  = 6.4 A

حداکثر توان P_M

P_M = V_M x I_M

= 29 V x 6.4 A

P_M = 185.6 W

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به صورت سری متصل شوند محاسبه کنید

N = V_MA / V_M

N = 800/29

 (مقدار عدد صحیح بالاتر 28) N = 27.58

28 عدد صحیح بالاتر را در نظر بگیرید. با توجه به مقدار عدد صحیح بالاتر N ، مقدار V_MA  و V_OCA  نیز افزایش می یابد.

V_MA = V_M × N= 29 × 28= 812 V

مرحله 4: محاسبه کل توان آرایه PV

P_MA = N × P_M

= 28 × 185.6= 5196.8 W

بنابراین ، ما برای به دست آوردن حداکثر ولتاژ آرایه PV حداکثر 800 ولت ، به 28 ماژول PV نیاز داریم که به صورت سری با توان کلی 8/5196 وات متصل شوند.

عدم تطابق در اتصال سری ماژول‌های PV

حداکثر توان در ماژول PV محصول ولتاژ و جریان در حداکثر توان است. وقتی ماژول ها به صورت سری متصل نشوند ، توان تولید شده توسط یک ماژول جداگانه است. مثال جدول 1 را در زیر ذکر کنید.

جدول 1

اگر سه ماژول جدول 1 به صورت سری متصل شوند ولتاژ آنها اضافه می‌شود اما با توجه به اینکه همه ماژول ها با همان مقدار I_M = 4.1 A برابر هستند ، جریان ثابت باقی می ماند.

تفاوت در ولتاژ ماژول‌های A  ، B و C متصل به صورت سری منجر به از دست دادن توان تولید شده توسط آرایه ماژول PV نمی‌شود زیرا همه ماژول ها با همان مقدار I_M  = 4.1 A برابر هستند.

اما اگر ظرفیت تولید جریان ماژول‌های متصل به سری یکسان نباشد ، جریان عبوری از ماژول‌های PV متصل به سری برابر با کمترین جریان تولید شده توسط یک ماژول در رشته خواهد بود. جدول 2 را در زیر مثال دهید.

جدول 2

اگر تمام ماژول‌های جدول 2 به صورت سری متصل باشند ، جریان عبوری از ماژول‌های متصل به سری توسط ماژول با کمترین جریان تعیین می‌شود. در این حالت ماژول B در مقایسه با ماژول‌های A و C کمترین جریان 2/3 آمپر را دارد.

بنابراین ، جریان عبوری از این سه ماژول متصل به سری 2/3 آمپر است. اکنون جداول 1 و 2 و کل توان تولید شده توسط هر دو را مقایسه کنید. با توجه به ماژول‌های جریان غیرمستقیم در جدول 2 ، کل توان تولید شده 93/177 وات است که کمتر از کل توان تولید شده توسط ماژول ها در جدول 1 یعنی 88/191وات است.

می بینیم که به دلیل عدم تطابق جریان ، توان خروجی تولید شده توسط ماژول‌های متصل به سری به طور گسترده ای تحت تأثیر قرار می گیرد. بنابراین ، در اتصال سری ماژول ها عدم تطابق ولتاژ مسئله ای نیست بلکه عدم تطابق جریان در نتیجه از دست دادن قدرت است. از این رو ماژول‌های دارای رتبه بندی جریان مختلف نباید به صورت سری متصل شوند.

اتصال موازی ماژول ها

گاهی اوقات برای افزایش قدرت سیستم PV خورشیدی ، به جای افزایش ولتاژ با اتصال ماژول ها به صورت سری ، جریان با اتصال ماژول ها به صورت موازی افزایش می یابد. جریان موجود در ترکیب موازی آرایه ماژولهای PV مجموع جریانهای منفرد است.

ولتاژ در ترکیب موازی ماژول ها با توجه به اینکه همه ماژول ها ولتاژ یکسان دارند ، همان ولتاژ منفرد ماژول باقی می ماند.

ترکیب موازی با اتصال ترمینال مثبت یک ماژول به ترمینال مثبت ماژول بعدی و ترمینال منفی به ترمینال منفی ماژول بعدی مطابق شکل زیر حاصل می‌شود. شکل زیر صفحات خورشیدی متصل به هم پیکربندی را نشان می دهد.

اگر جریان I_M1  جریان حداکثر نقطه قدرت یک ماژول و I_M2  حداکثر جریان نقطه قدرت ماژول دیگر باشد ، جریان کل ماژول متصل موازی I_M1  + I_M2  خواهد بود. اگر مداوم ماژول ها را اضافه کنیم ، جریان مدام جمع می‌شود. همچنین برای جریان اتصال کوتاه Isc قابل استفاده است.

محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز اتصال موازی و توان کل آنها

برای محاسبه تعداد ماژول‌های PV که باید به طور موازی متصل شوند ، باید جریان مورد نیاز آرایه PV داده شود. همچنین کل توان تولید شده توسط آرایه PV را خواهیم دید. توجه داشته‌باشید که همه ماژول ها با پارامترهای ماژول یکسان هستند.

مرحله 1:

به نیاز فعلی آرایه PV توجه‌کنید

از آنجا که ما باید تعداد N از ماژول ها را به طور موازی متصل کنیم باید جریان مورد نیاز را از آرایه PV بدانیم

• جریان اتصال کوتاه آرایه PV I_SCA
• جریان آرایه PV در حداکثر توان I_MA

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV که قرار است به طور موازی متصل شوند توجه‌کنید

پارامترهای ماژول PV مانند جریان و ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت و سایر پارامترها مانند V_OC ، I_SCA و P_M  نیز باید ذکر شوند.

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به طور موازی متصل شوند محاسبه کنید

برای محاسبه تعداد ماژول‌های N جریان کل آرایه به جریان یک ماژول منفرد تقسیم می‌شود ، از آنجا که قرار است ماژول PV تحت STC نسبت جریان آرایه در حداکثر نقطه قدرت I_MA به جریان ماژول در حداکثر نقطه قدرت I_M  کار کند گرفته شده است.

یک محاسبه مشابه برای جریان اتصال کوتاه PV همچنین می تواند انجام شود ، یعنی نسبت جریان اتصال کوتاه آرایه I_SCA به ماژول جریان اتصال کوتاه I_SC.

توجه داشته‌باشید که مقدار N می تواند یک عدد غیر صحیح باشد بنابراین ما باید عدد صحیح بالاتر را در نظر بگیریم و بنابراین مقدار I_MA و I_SCA نیز از آنچه ما می خواهیم افزایش می یابد.

مرحله 4:

محاسبه کل توان آرایه PV

کل توان آرایه PV حاصل جمع حداکثر توان ماژول‌های منفرد متصل به موازات است. اگر P_M  حداکثر توان یک ماژول باشد و “N” تعداد ماژول‌های متصل به موازات باشد ، کل توان P_MA  آرایه N × P_M است. همچنین می توانیم توان آرایه را با استفاده از ولتاژ و جریان آرایه PV در حداکثر نقطه توان یعنی V_MA × I_MA محاسبه کنیم.

مثال:

بیایید مثالی بزنیم ، تعداد ماژول‌های مورد نیاز را به صورت موازی برای بدست آوردن حداکثر نقطه قدرت فعلی I_MA  40 A محاسبه کنیم. ولتاژ مورد نیاز سیستم 14 ولت است. پارامترهای ماژول تک PV به شرح زیر است:

• ولتاژ مدار باز V_OC= 18 V
• ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت V_M= 14 V
• جریان اتصال کوتاه I_SC= 6.5 A
• جریان در حداکثر نقطه قدرت I_M= 6 A

مرحله 1:

به نیاز فعلی آرایه PV توجه‌کنید

• آرایه PV جریان اتصال کوتاه I_SCA = داده نشده است
• جریان آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت I_MA= 40 A

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV که قرار است به طور موازی متصل شوند توجه‌کنید

ولتاژ مدار باز V_OC = 18 V

ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت V_M = 14 V

جریان اتصال کوتاه I_SC = 6.5 A

جریان در حداکثر قدرت I_M = 6 A

حداکثر قدرت:

1. P_M = V_M x I_M 

2.P_M = 14V x 6A

3.P_M = 84 W

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به طور موازی متصل شوند محاسبه کنید

N = I_MA / I_M= 40/6

(عدد صحیح بالاتر 7) N = 6.66

7 عدد صحیح بالاتر بگیرید. با توجه به مقدار عدد صحیح بالاتر N ، مقدار I_MA  و I_SCA  نیز افزایش می یابد.

I_MA = I_M × N

= 6 × 7

I_MA = 42 A

مرحله 4:

محاسبه توان کل آرایه  PV

P_MA = N × P_M

= 7 × 84

P_MA = 588 W

بنابراین ، ما برای به دست آوردن حداکثر جریان مطلوب 40 آمپر آرایه PV  نیاز به 7 ماژول PV داریم که به طور موازی با توان کلی 588 وات متصل شوند.

عدم تطابق در اتصال موازی ماژول‌های PV

در یک اتصال موازی ، مسئله عدم تطابق جریان مشکلی ایجاد نمی‌کند اما عدم تطابق ولتاژ یک مشکل است. در ماژول‌های متصل به موازات ، اگر ماژول ها دارای رتبه ولتاژ یکسان باشند ، ولتاژ ثابت خواهد ماند.

اما اگر درجه ولتاژ ماژول‌های متصل به موازات متفاوت باشد ، ولتاژ سیستم توسط ماژول با کمترین درجه ولتاژ و در نتیجه افت برق تعیین می‌شود.

اثر عدم تطابق ولتاژ به اندازه عدم تطابق جریان شدید نیست اما باید هنگام انتخاب ماژول ها دقت شود. توصیه می‌شود که برای ماژولهای ترکیبی سری با همان درجه بندی جریان و برای ماژولهای ترکیب موازی با همان ولتاژ ترجیح داده شود.

هنگامی که برای تولید نیروگاه های بزرگ سیستم PV نیاز به تولید برق زیاد در محدوده گیگا وات داریم ، ماژول ها را باید به صورت سری و موازی متصل کنیم. ابتدا در کارخانه های بزرگ PV ، ماژول ها به صورت سری متصل می‌شوند که به “رشته ماژول PV” معروف هستند تا سطح ولتاژ لازم را بدست آورند.

سپس بسیاری از این رشته‌ها به صورت موازی متصل می شوند تا سطح جریان مورد نیاز سیستم را بدست آورند. شکل های زیر اتصال ماژول‌ها را به صورت سری و موازی نشان‌میدهد.

برای ساده سازی این موضوع ، در شکل زیر نگاهی بیندازید.

ماژول 1 و ماژول 2 به صورت سری متصل هستند بگذارید آن را رشته 1 بنامیم. ولتاژ مدار باز رشته 1 V_OC1  اضافه می‌شود یعنی :

V_OC1 = V_OC + V_OC = 2V_OC

در حالی که جریان اتصال کوتاه رشته 1 I_SC1  همان است

I_SC1 = I_SC

مشابه رشته 1 ، ماژول‌های 3 و 4 رشته 2 را تشکیل می دهند. ولتاژ مدار باز رشته 2 V_OC2  اضافه می‌شود.

V_OC2 = V_OC + V_OC = 2V_OC

در حالی که جریان اتصال کوتاه رشته 2 I_SC2  همان است

I_SC2 = I_SC

اکنون رشته 1 و رشته 2 به صورت موازی به هم متصل شده اند ، در هیچ کجا ولتاژ ثابت نمی ماند اما جریان اضافه‌می‌شود ، یعنی ولتاژ مدار باز آرایه ماژول PV

V_OCA = V_OC1 = V_OC2 = 2V_OC

و جریان اتصال کوتاه آرایه ماژول PV

I_SCA = I_SC1 + I_SC2 = I_SC + I_SC = 2I_SC

محاسبه مشابه برای ولتاژ و جریان در حداکثر پاورپوینت قابل اجرااست.

محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز در سری – موازی و توان کل آنها

در اینجا برای محاسبه تعداد ماژول‌های مورد نیاز سری و موازی ، و توان فرض‌کرده‌ایم که همه ماژول ها دارای پارامترهای یکسان‌هستند. توجه داشته‌باشیدکه ؛

 NS =  تعداد ماژول‌های سری

 NP  = تعداد ماژول‌ها به طور موازی

مرحله 1:

به جریان ، ولتاژ و توان مورد نیاز آرایه PV توجه‌کنید

• توان آرایه PV P_MA
• ولتاژ آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت V_MA
• جریان آرایه PV در حداکثر توان I_MA

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV توجه‌کنید

پارامترهای ماژول PV مانند جریان و ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت و سایر پارامترها مانند  V_OC ، I_SC و P_M  نیز باید ذکرشوند.

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به صورت سری و موازی به هم متصل شوند محاسبه‌کنید

برای محاسبه تعداد ماژولها در اتصال سری N ولتاژ کل آرایه به ولتاژ یک ماژول منفصل تقسیم‌می‌شود ، از آنجا که قرار است ماژول PV تحت ولتاژ آرایه در ولتاژ آرایه در حداکثر نقطه قدرت V_MA  به ولتاژ ماژول در حداکثر توان کار کند نقطه V_M  گرفته‌شده‌است.

به همین ترتیب ، برای محاسبه تعداد ماژولها به طور موازی Np ، جریان کل آرایه به جریان یک ماژول منفرد تقسیم‌می‌شود ، از آنجا که قراراست ماژول PV تحت STC کارکند نسبت جریان آرایه در حداکثر نقطه قدرت  I_MA به جریان ماژول در حداکثر نقطه قدرت I_M  گرفته‌شده‌است.

محاسبات مشابه ولتاژ مدار باز و جریان اتصال کوتاه را می‌توان انجام‌داد. توجه‌داشته‌باشید که مقدار N_s  و N_P  می‌تواند یک عدد صحیح نباشد بنابراین باید عدد صحیح بالاتر را در نظربگیریم و بنابراین مقدار  I_MA ، I_SCA ، V_MA و V_OCA  نیز از آنچه که ما می خواهیم افزایش‌می‌یابد.

مرحله 4: محاسبه کل توان آرایه PV

کل توان آرایه PV حاصل جمع حداکثر توان ماژولهای منفرد متصل به صورت سری و موازی‌است‌.

اگر P_M  حداکثر توان یک ماژول باشد و N_S  تعداد ماژول‎‌های متصل به سری و N_P  تعداد ماژول‌های متصل به موازات باشد ، کل توان آرایه PVاست.

P_MA = N_P × N_S × P_M

همچنین می توانیم توان آرایه را با محاسبه ولتاژ و جریان آرایه PV در حداکثر نقطه توان یعنی

V_MA × I_MA

مثال:

حالا بیایید برای ترکیب – مثال‌بزنیم. ما باید تعدادماژول‌های مورد نیاز برای یک آرایه PV را با پارامترهای زیر تعیین‌کنیم.

• توان آرایه P_MA= 40 KW
• ولتاژ در حداکثر توان آرایه V_MA= 400 V
• جریان در حداکثر نقطه قدرت آرایه I_MA= 100 A
• ماژول طراحی آرایه دارای پارامترهای زیر است:
• ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت ماژول V_M = 70 V
• جریان در حداکثر نقطه قدرت ماژول I_M=17 A

مرحله 1:

به جریان ، ولتاژ و توان مورد نیاز آرایه PV توجه‌کنید

• توان آرایه P_MA= 40 KW
• ولتاژ آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت V_MA= 400 V ولت
• جریان آرایه PV در حداکثر نقطه قدرت I_MA= 100 A

مرحله 2:

به پارامترهای ماژول PV توجه‌کنید

ولتاژ در حداکثر نقطه قدرت ماژول  V_M = 70 V

جریان در حداکثر نقطه قدرت ماژول  I_M = 17 A

حداکثر توان P_{M :}

1- P_M = V_M x I_M

2- P_M = 70V x 17A

3- P_M = 1190 W

مرحله 3:

تعداد ماژول‌هایی را که باید به صورت سری و موازی به هم متصل‌شوند محاسبه‌کنید

N_S = V_MA / V_M

N_S = 400 / 70

(عدد صحیح بالاتر 6) N_S = 5.71

از عدد صحیح 6 ماژول بالاتر استفاده‌کنید. با توجه به مقدار عدد صحیح بالاتر N_S ، مقدار V_MA  و V_OCA  نیز افزایش‌می‌یابد.

V_MA = V_M × N_S

= 70 × 6

V_MA = 420 V

اکنون،

1- N_P = I_MA / I_M

2- N_P = 100 / 17

3-  (عدد صحیح بالاتر 6) NP = 5.88

از عدد صحیح 6 ماژول بالاتر استفاده‌کنید. با توجه به مقدار عدد صحیح بالاتر NP ، مقدار I_MA و I_SCA نیز افزایش‌می‌یابد.

1- I_MA = I_M × N_P

2- I_MA = 17 × 6

3- I_MA = 102 A

مرحله 4:

محاسبه کل توان آرایه PV

P_MA = N_S × N_P × P_M

= 6 × 6 × 1190

P_MA = 42840 W

بنابراین ، ما به 36 ماژول PV نیازداریم.

رشته ای متشکل از شش ماژول که به صورت سری متصل‌شده‌است .

شش رشته از این دست به صورت موازی به هم متصل‌شده‌اند.که دارای قدرت کلی 42840 وات هستند تا جریان آرایه PV حداکثر 100 آمپر و ولتاژ 400 ولت را بدست‌آورند.

توجه‌داشته‌باشید که به دلیل مقدار عدد صحیح بالاتر 6

، حداکثر جریان و ولتاژ آرایه PV به ترتیب 102 آمپر و 420 ولت‌است.

نتیجه

در این مقاله ، مطالعه عمیقی از ماژول و آرایه فتوولتائیک خورشیدی انجام‌شد. نیاز ، ساختار و طراحی ماژول ها برای سطح توان بالاتر موردمطالعه‌قرارگرفت. این همچنین شامل روشی برای اندازه گیری پارامترها و توضیح دیود بای پس و دیود مسدود كننده برای ایمنی ماژول‌است.

ما همچنین توضیحی در مورد آرایه ماژول PV به همراه نیاز و ترکیب اتصال آن‌دیدیم. محاسبه و روش طراحی اتصالات سری ، موازی و مخلوط همراه با مطالعه عدم تطابق ولتاژ و جریان ماژول ها با جزئیات انجام‌شد. چنین مطالعه‌ای در مورد ماژول و آرایه فتوولتائیک برای طراح سیستم PV ضروری‌است.

این مقاله درک قابل توجهی از طراحی اجزای مهم (ماژول ها و آرایه ها) در سیستم PV را ارائه‌می‌دهد ، که می‌تواند برای ایجاد یک طراحی مناسب ، کارآمد و قابل اعتماد در سیستم PV مورد استفاده‌قرارگیرد.

لینک داخلی:

محاسبه و طراحی ماژول‌های خورشیدی فتوولتائیک

تجهیزات اساسی و لازم برای نصب سیستم پنل خورشیدی

انواع مختلف پنل‌های خورشیدی و بهترین نوع آن

لینک خارجی:

Series, Parallel & Series-Parallel Connection of Solar Panels