Dimensionamento cavo fotovoltaico pt 1: Conduttori di uscita dell'inverter

Nov 07, 2023

Di Joe Jancauskas, ingegnere elettrico senior presso Castillo Engineering | 4 aprile 2023

Credito: Castillo Ingegneria

Secondo solo ai valori nominali dei moduli fotovoltaici, nulla cambia più velocemente dei valori in kilowatt dell'inverter. In effetti, i produttori di inverter rinnovano le classificazioni dei prodotti così spesso che il declassamento degli inverter sta diventando un luogo comune per mantenere la stessa classificazione della corrente alternata (CA) di interconnessione ed evitare di rientrare nell'ingombrante coda di analisi delle utenze. Inoltre, ci sono idee sbagliate diffuse su come dimensionare correttamente conduttori di uscita CA dell'inverter alla luce del declassamento dell'inverter, in particolare per gli inverter centrali, che comporta costi di materiale inutili e perdita di tempo.

Di seguito fornisco un'introduzione alle caratteristiche degli inverter per le tre principali categorie di inverter; i declassamenti prevalenti degli inverter che sono ampiamente accettati e verificati dalle utility; e come risparmiare tempo e denaro dimensionando correttamente i conduttori di uscita dell'inverter.

Valutazioni per diverse categorie di inverter

Esistono tre categorie principali di inverter ed è opportuno esaminare una selezione di valori nominali recentemente disponibili per ciascun gruppo come base per il tema del dimensionamento dei cavi sia per gli inverter di stringa che per quelli centrali:

1.Inverter di stringa monofase:

Questi inverter sono disponibili in una sconcertante gamma di dimensioni, con molta granularità in kilowatt, da 2 a 12 kW con molte iterazioni intermedie.

2.Inverter di stringa trifase:

Nella gamma di kilowatt inferiore, questi inverter hanno la stessa granularità ad alto kilowatt degli inverter di stringa monofase, tuttavia, nella fascia più alta della gamma, ci sono divari maggiori nelle potenze in kW, poiché i produttori continuano ad aumentare le dimensioni disponibili. Questi inverter possono variare da 2 a 275 kW.

3.Invertitori Centrali:

La definizione di quale potenza costituisce un inverter "centrale" è in costante aumento e questi dispositivi di grandi dimensioni sono dotati di potenze in kilowatt davvero strane. Partono da 1.910 kW e salgono a 6.800 kW.

Dubito che qualsiasi produttore di inverter abbia effettuato un'analisi dettagliata del mercato e scoperto di poter davvero conquistare il mercato con un inverter da 2.930 kW nominali e poi sia andato a progettarlo. I produttori di inverter stanno cercando di raggiungere livelli di rendimento più elevati con la loro comprovata piattaforma elettronica in grado di superare rapidamente i test UL e di essere immessa sul mercato.

Inoltre, questi sono solo i kilowatt nominali con fattore di potenza unitario 1.0, un'impostazione di potenza ideale. Con la maggiore penetrazione nella rete dei sistemi energetici distribuiti basati su inverter, molti inverter offrono ora valori nominali estesi per il funzionamento con fattore di potenza non unitario. Dieci anni fa, gli inverter di stringa erano valutati solo in watt, ma ora sono valutati in capacità di potenza reattiva apparente reale e totale (kilowatt e kilovolt-ampere [kVA]), con la potenza reattiva (kVAR) lasciata all'utente. calcolare, come mostrato nell'immagine qui sotto:

Credito: Castillo Ingegneria

Il funzionamento con fattori di potenza diversi dal fattore di potenza unitario 1.0 provoca una certa perdita di entrate in kWh per generare kVAR, ma il funzionamento con un fattore di potenza anticipato può talvolta rendere l'interconnessione dei servizi meno costosa.

Declassamento degli inverter per l'interconnessione perché i produttori rinnovano rapidamente le potenze nominali degli inverter

Le classificazioni e le offerte di prodotti stanno cambiando così rapidamente che nel momento in cui vengono effettuati gli ordini di inverter, l'inverter approvato dall'azienda nella Coordinated Electric System Interconnect Review (CESIR) non è più disponibile, ma uno con una classificazione leggermente superiore ha preso il suo posto come le valutazioni continuano ad aumentare in kilowatt. Al proprietario dell’impianto fotovoltaico non sarà consentito collegare un sistema di potenza CA superiore alla rete senza un altro tortuoso viaggio indietro attraverso la coda di analisi della rete, quindi il risultato è che i nuovi inverter devono essere declassati per mantenere la stessa potenza CA di interconnessione.

Come esempio di modifica della potenza nominale degli inverter, SolarEdge ha appena subito un importante rinnovamento del prodotto il 1 maggio 2022, con nuovi modelli di inverter con potenza più elevata e l'interruzione della produzione dei modelli con potenza inferiore. Ad esempio, i modelli SE9k, SE14.4k e SE43.2k sono ora fuori produzione e sostituiti da SE10k, SE17.3k e SE50k.