23 de abril de 2025
Cómo diseñar la configuración óptima de la cadena fotovoltaica para la integración del inversor
En un sistema fotovoltaico (FV)La configuración adecuada de los strings es clave para maximizar la eficiencia del inversor, garantizar la estabilidad del sistema y lograr una generación de energía óptima. Diseñar el mejor esquema cadena-inversor requiere tener en cuenta las especificaciones de los módulos, los límites del inversor y las condiciones ambientales.
1. Comprensión de las restricciones de entrada del inversor
| Parámetros | Descripción |
| Tensión de entrada CC máx. (Vccmáx) | No debe superar la Voc total de módulos en serie en las condiciones de temperatura ambiente más bajas. |
| Rango de tensión de funcionamiento MPPT | Asegúrese de que la tensión de funcionamiento se mantiene en todo momento dentro del rango de tensión MPPT especificado. |
| Tensión nominal de funcionamiento | Cuanto más se acerque la tensión de funcionamiento al valor nominal, mayor será la eficiencia de conversión. |
| Corriente MPPT máxima | Limite la corriente de entrada total de las cadenas en paralelo para que no supere la capacidad de corriente máxima del inversor. |
| Recuento de seguidores MPPT | Los módulos con orientaciones diferentes deben conectarse a canales MPPT separados. |
La eficiencia de conversión del inversor depende de su tensión de funcionamiento: la eficiencia disminuye cuando la tensión es demasiado baja o demasiado alta. Cuanto más se acerque la tensión de funcionamiento a la tensión nominal del inversor, mayor será la eficiencia de conversión. El siguiente gráfico muestra la curva de eficiencia de un inversor de 1100V inversor trifásico.
2. ¿Cómo calcular el número óptimo de cadenas?
Para garantizar un rendimiento óptimo del inversor, la configuración de la cadena debe cumplir las dos condiciones de diseño siguientes:
Condición 1: Voc total ≤ Vdcmax
Número máximo de módulos en serie ≤ Vdcmax / Voc (a la temperatura más baja del emplazamiento)
Condición 2: Vmpp ∈ Rango de tensión MPPT
Vmpp = Vpm×[1 + (T - 25)×Kv].
Dónde:
T = temperatura ambiente máxima local (°C)
Kv = coeficiente de temperatura de la tensión (normalmente negativo)
3. Caso práctico: Módulo de 635 W + inversor de 1100 V
Especificaciones del módulo (STC):
Tensión en circuito abierto (Voc): 56.57V
Tensión del punto de máxima potencia (Vmpp): ~48V
Coeficiente de temperatura de tensión (Kv): -0,25%
Condiciones ambientales:
Temperatura más alta: 50°C→Vmpp≈45V corregidos.
Temperatura mínima: -10°C → Voc corregido = 61,5V
Especificaciones del inversor:
Tensión máxima de entrada de CC: 1100 V
Rango de voltaje MPPT: 300V - 1000V
Tensión nominal de funcionamiento: 600 V
Cálculo recomendado del recuento de cadenas:
Máximo de módulos en serie: 1100V / 61,5V ≈ 17 módulos (para margen de seguridad de tensión).
Configuración óptima de la tensión de funcionamiento: 600V / 48V ≈ 12,5 → Sugerir de 14 a 16 módulos en serie.
Recomendación: 14-16 módulos por cadena ofrecen el mejor equilibrio entre eficiencia y coste.
4. Consejos para optimizar el diseño
| Consideraciones sobre el diseño | Recomendación |
| Regiones de clima frío | Prioridad a la verificación de Voc en condiciones extremas de baja temperatura |
| Diferentes orientaciones de los módulos | Conexión a seguidores MPPT independientes para evitar pérdidas por desajuste |
| Recuento uniforme de cadenas | Mantener el mismo número de módulos por cadena para reducir el desequilibrio de tensión |
| Número de módulos pares | Simplifica el cableado y reduce los posibles errores de instalación |
| Tensión de funcionamiento cercana a la nominal | Mantenga Vmpp lo más cerca posible de la tensión nominal del inversor para obtener la máxima eficiencia. |
5. ¿Por qué es tan importante la "integración óptima del inversor"?
Mayor eficiencia del sistema: Cuanto más se acerque la tensión de funcionamiento a la tensión nominal del inversor, mayor será la eficiencia de conversión.
Reducción de los costes de cableado: Más módulos por cadena → menos cadenas totales → menos cableado necesario.
Menores pérdidas en la línea: Una menor corriente conlleva menores pérdidas térmicas.
Mayor rendimiento a largo plazo: Un sistema bien adaptado garantiza la estabilidad a largo plazo y una mejor producción de energía durante toda la vida útil.
6.Conclusión
Diseñar la configuración óptima de la cadena fotovoltaica para la integración del inversor es una tarea compleja que va mucho más allá de conectar más módulos. Requiere un conocimiento profundo del comportamiento de los componentes, las especificaciones del inversor, las influencias medioambientales y las implicaciones económicas. Un diseño inteligente conduce a un sistema solar más inteligente y rentable.
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