Calculadora de string fotovoltaica: Voc no frio e janela de MPPT
Quantos módulos cabem em série na entrada do inversor. Com a folha de dados do módulo e do inversor e as temperaturas do local, a calculadora mostra a tensão de circuito aberto no frio contra o limite do inversor e a tensão de máxima potência contra a faixa de MPPT, com a mesma conta do módulo de energia solar do Fase Delta.
A string na janela do inversor
As contas
Tcel,max = Tar,max + G · α · (1 − η) / Uc= 40,0 + 1000 · 0,9 · (1 − 0,20) / 20 = 76,0 °CFonte: Modelo térmico do PVsyst (Uc por tipo de montagem), sem ventoVoc,max = Ns · Voc,STC · [1 + β · (Tmin − 25)]= 10 · 49,90 · [1 + (-0,00260) · (0,0 − 25)] = 531,4 VFonte: Regra linear do coeficiente de temperatura (coeficientes do datasheet do módulo); NBR 16690Vmp,min = Ns · Vmp,STC · [1 + βVmp · (Tcel,max − 25)], βVmp ≈ γPmax − αIsc= 10 · 41,80 · [1 + (-0,00388) · (76,0 − 25)] = 335,3 VFonte: Coeficiente da Vmp estimado de γPmax − αIsc (o datasheet não traz o da Vmp)Vmp,max = Ns · Vmp,STC · [1 + βVmp · (Tmin − 25)]= 10 · 41,80 · [1 + (-0,00388) · (0,0 − 25)] = 458,5 VIsc,MPPT = Np · Isc,STC · [1 + α · (Tcel,max − 25)]= 1 · 13,90 · [1 + 0,00048 · (76,0 − 25)] = 14,24 AComo a conta é feita
A tensão do módulo muda com a temperatura da célula pelo coeficiente β da Voc, que a folha de dados dá em %/°C. A string precisa respeitar três limites: em circuito aberto, no frio, não passar da tensão CC máxima do inversor (passar disso pode danificá-lo, e é erro); em operação, no calor, ficar acima do MPPT mínimo; e, no frio, abaixo do MPPT máximo (fora da faixa, o inversor perde energia, e é aviso).
A temperatura máxima da célula vem do ar mais quente com 1000 W/m², pelo modelo térmico do PVsyst com o coeficiente da montagem, sem vento. A folha de dados costuma não trazer o coeficiente da Vmp, e o Fase Delta o estima como γ da Pmax menos α da Isc, mais negativo que o da Voc. Com strings em paralelo, entram também a corrente de cada MPPT e as proteções CC.
O projeto inteiro, com a mesma conta
No módulo de energia solar do Fase Delta, esta conta é uma das fases do projeto de microgeração: local, consumo, strings, cabos e proteções, geração e documentos. Módulo em Beta.
Perguntas frequentes
Quantos módulos posso ligar em série numa string?
O máximo é o maior número de módulos cuja tensão de circuito aberto, na temperatura mínima do local, não passa da tensão CC máxima do inversor (nem da tensão máxima de sistema do módulo). O mínimo é o menor número cuja tensão de máxima potência, com a célula no calor, fica acima do MPPT mínimo.
Por que a tensão da string sobe no frio?
O coeficiente de temperatura da Voc é negativo: a tensão do módulo cai quando a célula esquenta e sobe quando ela esfria. Numa manhã fria com sol, a string em circuito aberto chega à maior tensão do ano, e é essa que o inversor precisa suportar.
Que temperatura mínima usar?
A menor temperatura do ar esperada no local. Sem dado do local, o Fase Delta usa 0 °C como premissa, conservadora para as capitais brasileiras; nas serras do Sul a mínima fica abaixo disso, e vale usar o dado do local.
Sair da faixa de MPPT queima o inversor?
Não. Passar da tensão CC máxima do inversor é que pode danificá-lo, e é erro. Sair da faixa de MPPT só faz o inversor perder energia nas horas em que a string está fora dela, e é aviso.