INVERTER DI STRINGA POWER-ONE AURORA

PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx INVERTER DI STRINGA POWER‐ONE AURORA: descrizione dei parametri di funzionamento principali INDICE Cap. 1 Cap. 2 Cap. 3 Cap. 4 Cap. 4.1 Cap. 4.2 Introduzione 1 Scelta della configurazione dei canali di ingresso 2 Range di tensione di ingresso degli inverter 7 Range di funzionamento in MPPT degli inverter Funzionamento a carico simmetrico Funzionamento a carico asimmetrico 10 12 12 1. Introduzione Il presente documento fornisce una descrizione dei principali parametri di funzionamento degli inverter Power‐One di stringa ovvero progettati per la conversione distribuita dell’energia da moduli fotovoltaici. I modelli a cui il documento si riferisce sono indicati nella tabella sottostante. Potenza
Potenza
Num. MPPT Inverter nominale AC massima AC indipendenti PVI‐2000 2000W 2000W 1 PVI‐2000‐OUTD PVI‐3.0‐OUTD 3000W
3300W
2
PVI‐3.6‐OUTD 3600W
3960W
2
PVI‐3600 3600W
2
PVI‐4.2‐OUTD 4200W
4600W
2
PVI‐5000‐OUTD (*) 4600W (**)
5000W
2
PVI‐6000‐OUTD 6000W
6000W
2
PVI‐10.0‐OUTD 10000W
11000W
2
PVI‐12.5‐OUTD 12500W
13800W
2
(*) (**) Non disponibile per il mercato italiano. Solo per il modello –DE (tedesco); in tutte le altre varianti di Paese, la potenza nominale è di 5000W. 1 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Gli inverter Power‐One di stringa a cui fa riferimento il presente documento sono accomunicati dalla topologia circuitale “dual‐stage transformerless” ovvero a doppio stadio di conversione senza trasformatore di isolamento. Questo significa che, circuitalmente, l’energia in DC dal generatore fotovoltaico subisce un primo step di conversione DC/DC (attraverso uno stadio di conversione con topologia “step‐up” o “booster”) che si occupa di effettuare la ricerca e l’inseguimento del punto di massima potenza (ovvero che attua l’algoritmo MPPT) e successivamente la conversione DC/AC per mezzo dello stadio di “inverter” vero e proprio. Come risulta dalla tabella precedente, tutti i modelli (ad eccezione degli inverter con potenza di 2000W) sono dotati di due convertitori di ingresso (quindi di doppio MPPT) e perciò di due canali di ingresso indipendenti tra loro, che però, all’occorrenza, possono essere parallelati. La struttura a doppio MPPT permette di gestire due generatori fotovoltaici indipendenti tra loro e che possono essere caratterizzati da un numero di moduli in serie/stringa differenti tra loro, condizioni di installazione (orientamento rispetto al SUD ed inclinazione rispetto al piano orizzontale) differenti tra loro, tipo di moduli differenti tra loro. La configurazione di default degli inverter con doppio MPPT prevede i due canali di ingresso (MPPT) indipendenti tra loro. 2. Scelta della configurazione dei canali di ingresso Tutti gli inverter Power‐One di stringa (ad eccezione dei modelli con potenza nominale di 2000W) sono dotati di due convertitori DC/DC di ingresso. Tutti i modelli dotati di due convertitori di ingresso sono dotati di doppio MPPT ovvero di due canali di ingresso indipendenti tra loro, che però, all’occorrenza, possono essere parallelati. La struttura a doppio MPPT permette di gestire due generatori fotovoltaici indipendenti tra loro e che possono essere caratterizzati da un numero di moduli in serie/stringa differenti tra loro, condizioni di installazione (orientamento rispetto al SUD ed inclinazione rispetto al piano orizzontale) differenti tra loro, tipo di moduli differenti tra loro. La configurazione di default degli inverter con doppio MPPT prevede i due canali di ingresso (MPPT) indipendenti tra loro. Condizione NECESSARIA affinchè i due MPPT possano essere utilizzati in modalità indipendenti è che il generatore fotovoltaico collegato a ciascuno degli ingressi abbia una potenza inferiore al limite di potenza del singolo canale di ingresso ed una corrente massima inferiore al limite di corrente del singolo canale di ingresso. I due MPPT possono, all’occorrenza, essere parallelati. Condizione CONSIGLIABILE affinchè i due MPPT possano essere parallelati è che il generatore fotovoltaico collegato ai due ingressi sia composto da stringhe realizzate dallo stesso numero di moduli in serie e che tutti i moduli abbiano le stesse condizioni di installazione. 2 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Si tratta di una condizione “consigliabile” e non “necessaria” perchè, dal punto di vista dell’inverter le stringhe potrebbero essere anche essere caratterizzate da un numero di moduli in serie differente tra loro. Tuttavia da un punto di vista di produzione energetica è fortemente raccomandabile connettere in parallelo tra loro solo stringhe che abbiano la stessa lunghezza ovvero lo stesso numero di moduli in serie. Le tabelle seguenti riepilogano le possibili caratteristiche del generatore fotovoltaico e la relativa configurazione dei canali di ingresso da scegliere per l’inverter. CARATTERISTICHE DEL CONFIGURAZIONE MPPT NOTE GENERATORE FOTOVOLTAICO Il generatore fotovoltaico è Condizione NECESSARIA composto da stringhe aventi affinchè i due MPPT possano numero di moduli in serie essere utilizzati in modalità differente tra loro. indipendenti è che il generatore Esempio: una stringa da 8 moduli fotovoltaico collegato a ed una stringa da 9 moduli. ciascuno degli ingressi abbia CONFIGURAZIONE MPPT una potenza inferiore al limite Il generatore fotovoltaico è INDIPENDENTI OBBLIGATORIA di potenza del singolo canale di composto da stringhe che hanno ingresso ED una corrente condizioni di installazione massima inferiore al limite di differenti tra loro. corrente del singolo canale di Esempio: una stringa è rivolta ingresso. verso EST ed una stringa è rivolta verso OVEST. 3 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx CARATTERISTICHE DEL GENERATORE FOTOVOLTAICO Il generatore fotovoltaico è composto da stringhe aventi numero di moduli in serie uguale tra loro. Esempio: due stringhe da 8 moduli ciascuna. Il generatore fotovoltaico è composto da stringhe che hanno stesse condizioni di installazione, cioè tutte le stringhe hanno stessa inclinazione rispetto all’orizzontale e stesso orientamento rispetto al SUD. Esempio: tutte le stringhe hanno inclinazione di 30° rispetto all’orizzontale e orientamento 10° SUD‐EST. Il generatore fotovoltaico collegato a ciascuno degli ingressi ha una potenza inferiore al limite di potenza del canale di ingresso ED una corrente inferiore al limite di corrente del canale di ingresso. (*) CONFIGURAZIONE MPPT POSSIBILITA’ DI SCELTA TRA LA CONFIGURAZIONE CON MPPT INDIPENDENTI OPPURE PARALLELO NOTE Condizione NECESSARIA affinchè i due MPPT possano essere utilizzati in modalità indipendenti è che il generatore fotovoltaico collegato a ciascuno degli ingressi abbia una potenza inferiore al limite di potenza del canale di ingresso ED una corrente massima inferiore al limite di corrente del canale di ingresso. Condizione CONSIGLIABILE (*) affinchè i due MPPT possano essere parallelati è che il generatore fotovoltaico collegato ai due ingressi sia composto da stringhe realizzate dallo stesso numero di moduli in serie e che tutti i moduli abbiano le stesse condizioni di installazione. La condizione è consigliabile da un punto di vista di produzione energetica dell’impianto, non da un punto di vista di funzionamento dell’inverter. 4 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx CARATTERISTICHE DEL GENERATORE FOTOVOLTAICO Il generatore fotovoltaico è composto da stringhe aventi numero di moduli in serie uguale tra loro. Esempio: il generatore è composto da stringhe realizzate TUTTE con 9 moduli in serie. Il generatore fotovoltaico è composto da stringhe che hanno stesse condizioni di installazione, cioè tutte le stringhe hanno stessa inclinazione rispetto all’orizzontale e stesso orientamento rispetto al SUD. Esempio: tutte le stringhe hanno inclinazione di 30° rispetto all’orizzontale e orientamento 10° SUD‐EST. Il generatore fotovoltaico collegato a ciascuno degli ingressi ha una potenza superiore al limite di potenza del canale di ingresso OPPURE una corrente superiore al limite di corrente del canale di ingresso. (*) (**) CONFIGURAZIONE MPPT CONFIGURAZIONE MPPT PARALLELO OBBLIGATORIA NOTE Condizione SUFFICIENTE (*) affinchè i due MPPT debbano essere utilizzati in modalità parallelo è che il generatore fotovoltaico collegato a ciascuno degli ingressi abbia una potenza superiore al limite di potenza del singolo canale di ingresso OPPURE una corrente massima superiore al limite di corrente del singolo canale di ingresso. Condizione CONSIGLIABILE (*) affinchè i due MPPT possano essere parallelati è che il generatore fotovoltaico collegato ai due ingressi sia composto da stringhe realizzate dallo stesso numero di moduli in serie e che tutti i moduli abbiano le stesse condizioni di installazione. La condizione è sufficiente da un punto di vista di produzione energetica dell’impianto, non da un punto di vista di funzionamento dell’inverter. Se il generatore fotovoltaico collegato al singolo canale ha una potenza oppure una corrente superiore al limite di potenza o di corrente del singolo canale, si possono presentare dei fenomeni di limitazione di potenza che, pur non danneggiando l’inverter, causano una riduzione della produzione energetica dell’impianto. La condizione è consigliabile da un punto di vista di produzione energetica dell’impianto, non da un punto di vista di funzionamento dell’inverter. 5 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Osservazioni: • Nelle considerazioni di cui alla tabella precedente si è assunto che fosse rispettato il limite di tensione di ingresso e di corrente di corto circuito di ciascun canale di ingresso dell’inverter. • Un caso molto frequente in cui la configurazione a canali in parallelo è obbligatoria, è rappresento dal caso in cui il generatore fotovoltaico sia composto da una sola stringa avente potenza superiore al limite di potenza del singolo canale di ingresso dell’inverter. Questa condizione si verifica molto frequentemente con inverter di piccola taglia (PVI‐3.0/3.6‐OUTD). Esempio: generatore fotovoltaico composto da una sola stringa di 13 moduli da 230W, per una potenza complessiva di 2990W. L’inverter adatto a questa applicazione è l’inverter PVI‐3.0‐OUTD. A causa del fatto che il limite di potenza di ciascun singolo canale di ingresso è pari a 2000W, la configurazione a canali in parallelo è obbligatoria. •
Esiste un caso particolare in cui è possibile scegliere tra la configurazione a canali indipendenti oppure a canali in parallelo, ma in cui è consigliata la configurazione a canali indipendenti con realizzazione del cortocircuito tra i terminali dell’ingresso non utilizzato. Nel caso in cui il generatore fotovoltaico (nel suo complesso) abbia una potenza inferiore al limite di potenza del singolo canale di ingresso ed una corrente inferiore al limite di corrente del singolo canale di ingresso dell’inverter è possibile scegliere la configurazione a canali indipendenti e quindi collegare il generatore fotovoltaico ad uno soltanto dei due canali di ingresso oppure scegliere la configurazione a canali in parallelo. In queste condizioni è consigliata la configurazione a canali indipendenti con realizzazione del cortocircuito tra i terminali di ingresso del canale di ingresso non utilizzato (la realizzazione del cortocircuito tra i terminali di ingresso del canale non utilizzato riduce la probabilità di errori nella lettura della resistenza di isolamento del generatore fotovoltaico collegato all’ingresso utilizzato). Questa condizione si verifica (generalmente) quando il generatore è sottodimensionato rispetto alla potenza dell’inverter (magari a causa di scelte progettuali che considerano un futuro ampliamento dell’impianto fotovoltaico). Esempio: generatore fotovoltaico composto da una sola stringa di 13 moduli da 230W, per una potenza complessiva di 2990W. Viene scelto l’inverter PVI‐4.2‐OUTD in vista di un futuro ampliamento dell’impianto fotovoltaico. A causa del fatto che il limite di potenza di ciascun canale di ingresso è pari a 3000W, è possibile la configurazione a canali indipendenti, collegando il generatore fotovoltaico ad uno dei due ingressi (es.: ingresso n.1) e mettendo in cortocircuito i terminali dell’ingresso n.2. 6 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx La scelta della configurazione dei canali di ingresso dipende dalle caratteristiche del generatore fotovoltaico e dai limiti di potenza e corrente degli ingressi degli inverter. La tabella di seguito riporta tali limiti. Limite di potenza di Limite di corrente di Numero canali Modello ciascun canale di ingresso ciascun canale di indipendenti (MPPT) (MPPT) ingresso (MPPT) PVI‐2000 1 2100W 10A PVI‐2000‐OUTD PVI‐3.0‐OUTD 2 2000W 10A PVI‐3600 PVI‐3.6‐OUTD 2 3000W 16A PVI‐4.2‐OUTD PVI‐6000‐OUTD 2 4000W
18A PVI‐10.0‐OUTD 2 6500W
18A PVI‐12.5‐OUTD 2 8000W
18A 3. Range di tensione di ingresso degli inverter Il range di tensione di ingresso è l’intervallo di tensione che può essere applicato in ingresso all’inverter per permetterne il funzionamento. All’interno di questo range di tensione si identificano alcuni valori caratteristici del funzionamento dell’inverter. In particolare: • Tensione massima assoluta: rappresenta il valore massimo di tensione che può essere applicato all’inverter senza causare il danneggiamento dell’apparecchiatura. Può quindi essere identificato con la soglia di danneggiamento dell’inverter, che quindi non deve essere superato in nessun caso. In fase di dimensionamento, quindi, sarà necessario verificare che la tensione di stringa a vuoto valutata alla minima temperatura di cella sia inferiore a questo valore. • Intervallo di tensione di funzionamento (soglia di generazione dell’allarme di Input OV): rappresenta l’intervallo di tensione di ingresso all’interno del quale l’inverter è in grado di trasferire energia in rete. Il valore superiore di questo intervallo rappresenta la soglia di generazione dell’allarme di Input OV: in altre parole se la tensione di ingresso dell’inverter (tensione di stringa a vuoto) eccede il limite superiore di questo intervallo, non si ha un danneggiamento dell’inverter, ma lo stesso non si connette alla rete e quindi non esporta potenza. In fase di dimensionamento, quindi, sarà necessario verificare che la tensione di stringa a vuoto valutata alla minima temperatura di cella sia inferiore a questo valore per assicurarsi che in ogni condizione l’inverter sia in grado di connettersi alla rete ed esportare potenza. 7 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Modello PVI‐2000 PVI‐2000‐OUTD
PVI‐3.0‐OUTD
PVI‐3600 PVI‐3.6‐OUTD
PVI‐4.2‐OUTD
PVI‐6000‐OUTD
PVI‐10.0‐OUTD
PVI‐12.5‐OUTD
Tensione Soglia Tensione di Tensione di Range tensione massima Input OV Accensione attivazione di attivazione assoluta [V] [V] [V] (default) [V]
[V] 600 580 130 200 120 ‐ 350 900 850 200 360 250 ‐ 500 •
Intervallo di tensione per operazione MPPT a piena potenza (carico simmetrico ed asimmetrico): rappresenta l’intervallo di tensione di ingresso all’interno del quale l’inverter è in grado di operare l’algoritmo MPPT e quindi di trasferire energia in rete senza attuare limitazioni di potenza (rif. paragrafo successivo). •
Tensione di ingresso nominale: la tensione di ingresso nominale rappresenta il valore di tensione di ingresso (ovviamente in funzionamento in MPPT) per il quale l’inverter mostra la massima efficienza di conversione. Grazie al comportamento “piatto” dell’efficienza di conversione dell’inverter soprattutto nell’intorno della tensione di ingresso nominale, ma comunque nell’ottica di ottimizzare il dimensionamento del generatore fotovoltaico, è opportuno fare in modo che la tensione nel punto di massima potenza “tipico” sia il più possibile prossima alla tensione di ingresso nominale. La tabella di seguito riporta i valori di tensione di ingresso nominale, con indicazione del range all’interno del quale l’efficienza rimane costante (e pari alla massima). 8 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Modello Tensione ingresso nominale [V] Range tensione ingresso (efficienza) PVI‐2000 PVI‐2000‐OUTD
360 PVI‐3.0‐OUTD 360 PVI‐3600 360 PVI‐3.6‐OUTD 360 PVI‐4.2‐OUTD 360 PVI‐6000‐OUTD
360 PVI‐10.0‐OUTD 580 PVI‐12.5‐OUTD 580 320 – 400 (≥96%) 270 – 480 (≥95%) 320 – 400 (≥96,8%) 270 – 460 (≥96,6%) 320 – 400 (≥96%) 270 – 480 (≥95%) 320 – 400 (≥96,8%) 270 – 460 (≥96,6%) 320 – 400 (≥96,8%) 270 – 460 (≥96,6%) 320 – 370 (≥97,0%) 250 – 460 (≥96,8%) 510 – 660 (≥97,5%) 390 – 750 (≥97,0%) 510 – 660 (≥97,5%) 390 – 750 (≥97,0%) •
•
Tensione di accensione: rappresenta il valore di tensione di ingresso per il quale l’inverter si accende. Il superamento della tensione di accensione causa l’accensione dei circuiti logici all’interno dell’apparecchiatura: per valori di tensione superiori alla tensione di accensione l’inverter fornisce messaggi attraverso i LED posti sul frontale e rende disponibile la comunicazione attraverso la porta RS485 (oppure RS232 nel caso dei modelli da interno PVI‐
2000 e PVI‐3600). Tensione di attivazione (Vstart): rappresenta il valore di tensione di ingresso per il quale l’inverter è in grado di connettersi alla rete. In fase di dimensionamento, sarà necessario verificare che la tensione di ingresso dell’inverter (tensione di stringa a vuoto valutata alla massima temperatura di cella) sia superiore a questo valore, altrimenti l’inverter non è in grado di connettersi alla rete. La tensione di attivazione è un parametro modificabile: tuttavia si consiglia di modificarla solo quando strettamente necessario. E’ infatti noto che la caratteristica I/V del generatore fotovoltaico è molto “piatta” per valore di irraggiamento ridotti: questo implica che (tipicamente al mattino ovvero al momento della connessione dell’inverter alla rete) piccole variazioni di correnti comportano ampie escursioni della tensione. Il fenomeno è accentuato dalla presenza di ombreggiamento parziale che potrebbe insistere su una porzione del generatore fotovoltaico (condizione frequente al mattino a causa della ridotta altezza del sole sull’orizzonte che causa la presenza di ombre “lunghe”). 9 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx In particolare al momento della connessione in rete, quando l’inverter inizia ad attuare l’algoritmo MPPT, la tensione del generatore fotovoltaico passa dalla tensione a vuoto alla tensione nel punto di massima potenza. In caso di ridotto irraggiamento la tensione di ingresso dell’inverter potrebbe scendere al di sotto del 70% della tensione di attivazione (cfr. paragrafo successivo) causando così la disconnessione dell’inverter dalla rete. Questo fenomeno potrebbe innescare un meccanismo di connessioni e successive disconnessioni che potrebbero essere causa di una riduzione dell’affidabilità dei relè. Inoltre questo meccanismo non causa nessun vantaggio in termini di produzione energetica visto che l’inverter non rimane connesso alla rete. Il configuratore per inverter fotovoltaici fornisce indicazioni in merito alla necessità di modifica della tensione di attivazione ed al corretto valore da impostare. 4. Range di funzionamento in MPPT degli inverter Una volta che l’inverter si è connesso alla rete, inzia il processo di esportazione della potenza attuando l’algoritmo di MPPT (Maximum Power Point Tracking) ovvero di intercettazione ed inseguimento del punto di massima potenza. Il range di funzionamento in MPPT è definito dall’intervallo (0,7xVstart – 530Vdc) negli inverter monofase e (0,7xVstart – 750Vdc) negli inverter trifase. Questo significa che il range di funzionamento in MPPT è dipendente dalla tensione di attivazione impostata nell’inverter. Qualora, durante il funzionamento in MPPT la tensione di ingresso dell’inverter dovesse scendere al di sotto di 0,7xVstart l’inverter si spegnerebbe indicando il messaggio di avviso “Input UV” (tensione di ingresso inferiore al limite di funzionamento dell’inverter). Appare evidente come questo messaggio di avviso rappresenti una condizione di normale funzionamento, in quanto ogni sera al calare del sole si manifesterà un avviso di questo tipo. Poichè il valore di tensione di attivazione può essere modificato, corrispondentemente può essere ampliato il range di funzionamento in MPPT dell’inverter. La tabella di seguito riepiloga i possibili scenari di configurazione. Il range assoluto di funzionamento in MPPT rappresenta il range massimo ammesso per il funzionamento in MPPT dell’inverter ed è il range che si ottiene impostando al minimo possibile il valore di tensione di attivazione dell’inverter. 10 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Modello PVI‐2000 PVI‐2000‐OUTD PVI‐3600 PVI‐3.0‐OUTD PVI‐3.6‐OUTD PVI‐4.2‐OUTD PVI‐6000‐OUTD PVI‐10.0‐OUTD PVI‐12.5‐OUTD Vstart Range di funzionamento in MPPT Range di funzionamento MPPT Note 200Vdc (default) 140Vdc ‐ 530Vdc 120Vdc (minimo) 90Vdc – 530Vdc Range assoluto 360Vdc (default)
250Vdc ‐ 750Vdc
250Vdc (minimo) 200Vdc – 750Vdc Range assoluto (*) Il range di funzionamento in MPPT si estende fino a 530Vdc (inverter monofase) e 750Vdc (inverter trifase), mentre il l’intervallo di tensioni di funzionamento si estende fino a 580Vdc (inverter monofase) e 850Vdc (inverter trifase). Nell’intervallo 530‐580Vdc (inverter monofase) e 750Vdc‐850Vdc (inverter trifase), l’inverter è in grado di esportare potenza in rete, ma effettua un derating lineare dalla propria potenza massima ad una potenza nulla. Tuttavia questo range di tensioni di ingresso non sono proprie del funzionamento reale dell’inverter, ma sperimentabili solo in laboratorio. Infatti considerando che i comuni moduli fotovoltaici sono caratterizzati da un rapporto tra la tensione Vmp e la tensione Voc di circa il 70%, il superamento dei 530Vdc (inverter monofase) o dei 750Vdc (inverter trifase) della Vmp di stringa (funzionamento in MPPT dell’inverter), implica il superamento dei 600Vdc (inverter monofase) o dei 900Vdc (inverter trifase) della Voc di stringa ovvero il superamento della soglia di danneggiamento dell’inverter. All’interno del range di funzionamento in MPPT si definisce il range di funzionamento a potenza nominale come il range di tensione di ingresso all’interno del quale l’inverter è in grado di esportare la propria potenza nominale in rete. Il range di funzionamento a potenza nominale si definisce nelle due condizioni di funzionamento a carico simmetrico ed a carico asimmetrico. Il range di funzionamento a potenza nominale è legato alla limitazione di potenza e di corrente di ciascuno dei due canali di ingresso. 4.1. Funzionamento a carico simmetrico Si tratta del funzionamento in condizione di canali MPPT configurati in parallelo. In questa configurazione i due canali MPPT sono caricati in modo simmetrico in quanto i due convertitori di ingresso si dividono equamente la potenza estratta dal generatore fotovoltaico. In queste condizioni l’inverter può essere considerato come se avesse un unico canale (di fatto esegue un solo MPPT) avente un limite di corrente pari al doppio del limite di corrente del singolo canale. 11 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Il limite di potenza di ingresso è, in questa configurazione, pari al limite di potenza di uscita rapportato all’efficienza di conversione dell’inverter. Il rapporto tra il limite di potenza di ingresso dell’inverter ed il limite di corrente di ingresso definisce il valore di tensione a partire dal quale l’inverter è in grado di gestire la potenza nominale. Più in dettaglio, per ciascun inverter: Modello Pnom Pnom
Euro ETA (AC) (DC) PVI‐2000 2000 PVI‐2000‐OUTD PVI‐3.0‐OUTD 3000 PVI‐3600 3600 PVI‐3.6‐OUTD 3600 PVI‐4.2‐OUTD 4200 PVI‐6000‐OUTD 6000 PVI‐10.0‐OUTD 10000 PVI‐12.5‐OUTD 12500 Iin,max
(ogni MPPT)
Vin,min per operaz. a Pnom,AC Impostato
a: 0,95 2100 10 210,00 210Vdc 0,96 0,95 0,96 0,96 0,964 0,9713 0,9725 3120
3800
3750
4375
6200
10300
12800
10
10
16
16
18
18
18
156,00
190,00
117,19
136,72
172,22
286,11
355,56
156Vdc
190Vdc
120Vdc
140Vdc
180Vdc
300Vdc
360Vdc
4.2. Funzionamento a carico asimmetrico Si tratta del funzionamento in condizione di canali MPPT indipendenti. In questa configurazione i due canali MPPT possono essere caricati in modo diverso tra loro; il massimo sbilanciamento (che in ogni caso non incide sulle prestazioni e sul funzionamento dell’inverter) si ha quando un canale è caricato con una potenza pari al limite di potenza del canale stesso mentre l’altro è caricato con una potenza pari alla differenza tra la potenza nominale DC e la potenza massima del canale. Esempio di caricato completamente sbilanciato o asimmetrico: in un PVI‐6000‐OUTD che è caratterizzato da una potenza nominale DC pari a 6200W e da un limite di potenza di ciascuno dei due MPPT pari a 4000W, la condizione di sbilanciamento si ha quando un canale è caricato con 4000W e l’altro è caricato con 2200W. In questa condizione di funzionamento è necessario tenere conto dei limiti di potenza e corrente di ciascun canale MPPT per determinare quale sia il range di tensione per funzionamento in MPPT a potenza nominale dell’inverter. La tabella della pagina di seguito riporta i limiti di tensione per funzionamento a potenza nominale degli inverter considerando un funzionamento a carico asimmetrico. 12 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com PVI‐STRING ‐ Descrizione parametri di funzionamento_rev3_07‐07‐2010.docx Modello (*) PVI‐3.0‐OUTD PVI‐3600 PVI‐3.6‐OUTD PVI‐4.2‐OUTD PVI‐6000‐OUTD PVI‐10.0‐OUTD PVI‐12.5‐OUTD (*) Vin1,min
Pnom Pnom
Pin,max Iin,max Pin Euro ETA
per operaz.
(AC) (DC) (ogni MPPT) (ogni MPPT) (MPPT1) a Pin,max 3000 0,96
3600 0,95
3600 0,96
4200 0,96
6000 0,964
10000 0,9713
12500 0,9725
3120
3800
3750
4375
6200
10300
12800
2000
2000
3000
3000
4000
6500
8000
10
10
16
16
18
18
18
2000 2000 3000 3000 4000 6500 8000 200,00
200,00
187,50
187,50
222,22
361,11
444,44
Imp. a: 200Vdc
200Vdc
190Vdc
190Vdc
220Vdc
360Vdc
445Vdc
Vin2,min
Pin per operaz.
(MPPT2)
a Pin,max 1120
1800
750
1375
2200
3800
4800
112,00
180,00
46,88
85,94
122,22
211,11
266,67
Imp. a: 112Vdc
180Vdc
90Vdc
90Vdc
120Vdc
216Vdc
278Vdc
Non sono presenti i modelli con potenza di 2000W in quanto, avendo un solo MPPT, non ha senso parlare di carico asimmetrico tra i due canali di ingresso. 13 Power‐One Italy S.p.a. Via San Giorgio, 642 – 52028 Terranuova Bracciolini – Arezzo – Italy Web Site: www.power‐one.com