Сонячна панель — не батарейка з фіксованою напругою. Залежно від того, який струм з неї беруть, змінюється й напруга, а потужність, їхній добуток, має чітку вершину. MPPT (Maximum Power Point Tracking, відстеження точки максимальної потужності) — частина інвертора, яка постійно тримає панелі саме на цій вершині.
Точка максимальної потужності
У паспорті панелі є чотири ключові цифри. Приклад для панелі близько 450 Вт: напруга холостого ходу Voc = 49,5 В, струм короткого замикання Isc = 11,6 А, напруга в точці максимальної потужності Vmp = 41,5 В, струм у цій точці Imp = 10,9 А. На холостому ходу й при короткому замиканні потужність нульова, а в точці максимуму Vmp × Imp = 41,5 × 10,9 ≈ 452 Вт. Ця точка рухається: при меншій освітленості падає струм, на спеці — напруга (приблизно на 0,3 % на кожен градус нагріву елементів), на морозі напруга зростає.
Як трекер її знаходить
Трекер — це перетворювач постійного струму, який змінює «навантаження» для панелей. Найпоширеніший алгоритм — «збурення й спостереження»: трекер трохи змінює напругу, дивиться, зросла чи впала потужність, і рухається в бік зростання. При частковому затіненні байпасні діоди створюють на кривій кілька вершин, тож сучасні інвертори періодично сканують увесь діапазон, щоб не застрягти на локальній. Точність відстеження в паспортах — понад 99 %.
Що означають цифри MPPT у паспорті
- Максимальна вхідна напруга — абсолютна межа; перевищення навіть у морозний сонячний ранок може пошкодити інвертор.
- Діапазон MPPT — у ньому трекер шукає точку максимуму; часто окремо вказують вужчий діапазон, у якому доступна повна потужність.
- Стартова напруга — з якої інвертор вмикається вранці.
- Максимальний струм на трекер — робочий струм, який трекер може взяти. Якщо панелі дають більше, інвертор просто обмежить потужність.
- Максимальний струм короткого замикання — Isc ланцюга не повинен його перевищувати.
Розрахунок ланцюга
Візьмемо інвертор з межею 600 В і діапазоном MPPT 160–550 В та панель із прикладу вище. Температурний коефіцієнт Voc — −0,27 %/°C, мінімальна температура — −20 °C, тобто на 45 °C нижча за стандартні 25 °C. Напруга зросте на 45 × 0,27 ≈ 12 %: 49,5 × 1,12 ≈ 55,5 В. Максимум панелей у ланцюгу: 600 ÷ 55,5 ≈ 10,8, отже 10.
Мінімум рахуємо для спеки: улітку елементи нагріваються до 65–70 °C, і Vmp падає приблизно на 13 %: 41,5 × 0,87 ≈ 36 В. 160 ÷ 36 ≈ 4,4 — потрібно щонайменше 5 панелей. Отже, для цього інвертора ланцюг — від 5 до 10 панелей, а найкраще, коли робоча напруга ближча до середини діапазону MPPT.
Скільки трекерів потрібно
- Один схил, одна орієнтація, без тіні — досить одного трекера; два однакові ланцюги можна з'єднати паралельно на одному вході, якщо вистачає струму.
- Два схили (схід і захід) або різний нахил — кожен напрямок на свій трекер.
- Ланцюги різної довжини чи з різних панелей — лише на різні трекери: паралельно з'єднують тільки однакові ланцюги.
- Часткова тінь на частині поля — затінені панелі краще винести на окремий трекер.
Стежте за струмом: два паралельні ланцюги по 13,5 А дають 27 А, тож трекер на 16 А для них не годиться, а на 32 А — так. Великі комерційні інвертори мають 6–10 і більше трекерів.
Скільки панелей на кіловат інвертора
Потужність панелей зазвичай роблять на 10–30 % більшою за потужність інвертора: паспортну потужність панелі видають рідко, а в години піку інвертор просто обмежує вихід. Межу перевантаження за постійним струмом вказує виробник у рядку «максимальна потужність PV»; перевищувати її не варто, навіть якщо напруга й струм у нормі.
Мережеві інвертори з різною кількістю трекерів — у розділах «Однофазні» і «Трифазні мережеві», гібридні — у розділі «Гібридні інвертори». Решту паспорта розібрано в статті «Як читати паспорт інвертора», для малих станцій — «Мікроінвертор чи стрінговий інвертор».
