คุณสามารถผสมกำลังวัตต์ของแผงโซลาร์เซลล์กับอินเวอร์เตอร์โซลาร์ได้หรือไม่?

เมื่อผู้ใช้ขยายหรืออัปเกรดระบบพลังงานแสงอาทิตย์ มักจะเจอคำถามทั่วไปว่า: สามารถใช้ แผงโซลาร์เซลล์ ที่มีกำลังวัตต์ต่างกันร่วมกันได้หรือไม่ และยังสามารถทำงานได้อย่างถูกต้องกับ ระบบอินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ เดียวกันหรือไม่? ความกังวลนี้มีความสำคัญโดยเฉพาะเมื่อเพิ่มแผงใหม่ในระบบที่มีอยู่ เนื่องจากกำลังวัตต์ของแผงโซลาร์เซลล์ที่ไม่ตรงกันอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและประสิทธิผลโดยรวมของระบบโซลาร์เซลล์ได้

ในความเป็นจริง การผสมแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังวัตต์ต่างกันขึ้นอยู่กับปัจจัยสำคัญหลายประการ เช่น วิธีการเชื่อมต่อ (แบบอนุกรมกับแบบขนาน) จำนวนอินพุต MPPT บนอินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์ และการออกแบบระบบโซลาร์เซลล์โดยรวม 

ในบทความนี้ เราจะอธิบายความเข้ากันได้ของแผงโซลาร์เซลล์ ผลกระทบจากการผสมแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังวัตต์ต่างกัน ว่าอินเวอร์เตอร์โซลาร์เซลล์สามารถรองรับการป้อนข้อมูลกำลังวัตต์ผสมได้หรือไม่ และวิธีการใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังวัตต์ต่างกันอย่างปลอดภัย เพื่อช่วยให้คุณออกแบบและเพิ่มประสิทธิภาพระบบพลังงานแสงอาทิตย์ของคุณได้ดียิ่งขึ้น

สารบัญ

 

สามารถใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังวัตต์ต่างกันร่วมกันได้หรือไม่?

คำตอบสั้น ๆ คือ: ใช่ แต่คุณต้องปฏิบัติตามหลักการจับคู่กระแสหรือจับคู่แรงดัน

แผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังวัตต์ต่างกันสามารถเชื่อมต่อทางกายภาพในระบบเดียวกันได้ การทำงานอย่างถูกต้องและประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับว่าคุณเลือกการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนาน และความใกล้เคียงของพารามิเตอร์สำคัญโดยเฉพาะ Imp (กระแสที่จุดกำลังสูงสุด) และ Vmp (แรงดันที่จุดกำลังสูงสุด) ระหว่างแผง

• ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม กระแสไฟฟ้ารวมถูกจำกัดโดยแผงที่มี ต่ำสุด กระแสไฟฟ้า ในสาย นี่คือ ปรากฏการณ์บัคเก็ต ตัวอย่างเช่น หากคุณเชื่อมต่อแผง 300W (10A Imp) แบบอนุกรมกับ แผง 100W (5A Imp) กระแสไฟฟ้าทั้งหมดของสายจะไม่เกิน 5A ส่งผลให้แผง 300W สามารถจ่ายไฟได้ไม่ถึงครึ่งหนึ่งของศักยภาพของมัน สร้าง การสูญเสียจากความไม่ตรงกัน.
• ในการเชื่อมต่อแบบขนาน แรงดันของระบบจะถูกจำกัดโดยแผงที่มี แรงดันต่ำสุด. หาก Vmp ค่าของแผงโซลาร์เซลล์สองแผงแตกต่างกันมากเกินไป แผงที่มีแรงดันต่ำกว่าจะ "ดึงลง" แผงที่มีแรงดันสูงกว่า และอาจกลายเป็นภาระที่ใช้พลังงานแทนที่จะช่วยเพิ่มผลผลิต

แม้ว่าคุณจะสามารถเชื่อมต่อได้ จุดพลังงานสูงสุดรวมของแผงทั้งหมดจะไม่ชัดเจน—เพราะแผงที่มีกำลังต่างกันมีตำแหน่งแรงดัน/กระแสสูงสุดที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้ตัวติดตาม MPPT ของอินเวอร์เตอร์หาจุดการทำงานที่เหมาะสมจริงได้ยากขึ้น

 

อินเวอร์เตอร์โซลาร์สามารถทำงานกับแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังต่างกันได้หรือไม่?

ในการออกแบบระบบโซลาร์เซลล์จริง เนื่องจากรูปแบบหลังคาที่ซับซ้อน ความต้องการขยายระบบ หรือข้อจำกัดด้านงบประมาณ จึงมักใช้แผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังต่างกันภายในระบบพลังงานแสงอาทิตย์เดียวกัน

การรองรับการตั้งค่าผสมนี้ขึ้นอยู่กับว่าอินเวอร์เตอร์โซลาร์มีฟังก์ชัน MPPT (การติดตามจุดพลังงานสูงสุด) ในตัวและจำนวนตัวติดตาม MPPT ที่มีอยู่หรือไม่

อินเวอร์เตอร์ MPPT เดี่ยว

อินเวอร์เตอร์ MPPT เดี่ยวมีช่องติดตามอิสระเพียงช่องเดียว หมายความว่าแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดต้องเชื่อมต่อกับขั้วอินพุตเดียวกัน ในการตั้งค่านี้จึงไม่แนะนำให้ผสมแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังต่างกัน

เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังต่างกันถูกเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือขนาน สายแต่ละสายจะมีแรงดันและกระแสที่เหมาะสมแตกต่างกัน ตัวติดตาม MPPT เดี่ยวจึงสามารถทำงานได้เพียงจุดพลังงานสูงสุด “ที่ประนีประนอม” จุดเดียวสำหรับทั้งชุดแผง

แผงที่มีกำลังสูงกว่าจะไม่สามารถทำงานได้เต็มกำลังตามที่ระบุไว้ ในขณะที่แผงที่มีกำลังต่ำกว่าอาจถูก “ดึงลง” โดยระบบ ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียพลังงานอย่างมากในระบบทั้งหมด—เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “ผลกระทบคอขวด” หรือ “ผลกระทบจุดอ่อนที่สุด”

อินเวอร์เตอร์ MPPT เดี่ยวต้องการให้แผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดมีสเปคที่ใกล้เคียงกันในแง่ของกำลังไฟฟ้า แรงดัน และกระแสไฟ

อินเวอร์เตอร์ MPPT คู่

อินเวอร์เตอร์ MPPT คู่ติดตั้งช่องอินพุต MPPT สองช่องที่แยกอิสระกัน แต่ละช่องสามารถติดตามจุดพลังงานสูงสุดได้แยกกัน ซึ่งช่วยให้สามารถเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ที่มีกำลังต่างกันกับช่องต่าง ๆ ได้โดยทำงานแยกกันโดยไม่รบกวนกัน ซึ่งช่วยขจัดข้อจำกัดของระบบ MPPT เดี่ยวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นำ PowMr 12.5KW 48Vdc All in One Inverter (SKU:POW-SunSmart 12.5KP) เป็นตัวอย่าง นี่คืออินเวอร์เตอร์ไฮบริดแบบสปลิตเฟส 12.5kW ที่ติดตั้งดีไซน์ MPPT คู่ คุณสมบัติหลักได้แก่:

ด้วยสถาปัตยกรรม MPPT คู่ของ POW-SunSmart 12.5KP ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อสายโซลาร์เซลล์กำลังสูงกับ MPPT1 (เช่น โมดูล 10 × 550W = 5,500W) ในขณะที่เชื่อมต่อสายโซลาร์เซลล์กำลังต่ำกับ MPPT2 (เช่น โมดูล 10 × 400W = 4,000W) แต่ละช่อง MPPT จะติดตามจุดการทำงานที่เหมาะสมอย่างอิสระ ทำให้ระบบสามารถบรรลุพลังงานสูงสุดตามทฤษฎีได้ใกล้เคียงที่สุด

นอกจากนี้ อินเวอร์เตอร์นี้รองรับการป้อนข้อมูล PV สูงสุดถึง 9,000W ต่อช่องเดียว ซึ่งให้พื้นที่เพียงพอสำหรับการตั้งค่าผสม

หมายเหตุสำคัญสำหรับการตั้งค่าผสม MPPT คู่:

แม้จะใช้ระบบ MPPT คู่ กฎต่อไปนี้ต้องได้รับการปฏิบัติตาม:

• โมดูล PV ที่เชื่อมต่อกับช่อง MPPT เดียวกันต้องยังคงจับคู่กันได้ดีในเรื่องกำลังไฟ แรงดัน และกระแส
• แหล่ง PV เดียวไม่ควรถูกแชร์โดยอินเวอร์เตอร์หลายตัว และภายในอินเวอร์เตอร์หนึ่งตัว PV1 และ PV2 ต้องไม่เชื่อมต่อกับแหล่ง PV เดียวกัน
• สำหรับช่อง MPPT เดียวกัน โมดูล PV ทั้งหมดต้องมีทิศทาง มุมเอียง และสเปกเหมือนกัน
• แต่ละช่อง MPPT ต้องมีจำนวนโมดูล PV เท่ากัน
• พอร์ต PV และชุด PV ต้องใช้งานแยกกันอย่างอิสระ ห้ามแชร์ชุด PV หรือพอร์ต PV ในทุกกรณี

วิธีการใช้แผงโซลาร์ที่มีกำลังไฟต่างกันอย่างปลอดภัย?

เมื่อใช้แผงโซลาร์ที่มีกำลังไฟต่างกัน ความปลอดภัยและความเข้ากันได้ของระบบเป็นสิ่งสำคัญมาก แผงโซลาร์ที่มีกำลังไฟต่างกันอาจมีความแตกต่างในแรงดันและกระแสไฟฟ้า หากผสมกันโดยไม่มีการออกแบบที่เหมาะสม อาจทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลงและอาจส่งผลต่อความปลอดภัยของอุปกรณ์

1. การจับคู่แรงดันไฟฟ้า (Vmp / Voc) มีความสำคัญอย่างยิ่ง

ในระบบอนุกรมหรือขนานเดียวกัน แผงโซลาร์ควรมีพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้า (Vmp/Voc) ที่ใกล้เคียงกัน หากความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้ามากเกินไป แผงที่มีสเปกต่ำกว่าจะจำกัดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบและลดประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน

2. การปรับสมดุลกระแสในระบบขนาน

ในระบบแผงโซลาร์แบบขนาน แรงดันไฟฟ้าจะคงที่ในขณะที่กระแสไฟฟ้ารวมกัน ดังนั้นการจับคู่แรงดันจึงมีความสำคัญ และควรออกแบบการเดินสายอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันการไหลย้อนของกระแสที่อาจทำให้แผงโซลาร์กำลังต่ำเสียหาย

3. ใช้คอนโทรลเลอร์ชาร์จ MPPT หรืออินเวอร์เตอร์ MPPT คู่

แนะนำอย่างยิ่งให้ใช้คอนโทรลเลอร์ชาร์จโซลาร์ MPPT หรือระบบอินเวอร์เตอร์ MPPT คู่ ระบบเหล่านี้สามารถติดตามจุดพลังงานสูงสุดของสายแผงโซลาร์แต่ละชุดได้อย่างอิสระ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานโดยรวมและความเสถียรของระบบในชุดแผงโซลาร์ที่มีกำลังไฟต่างกัน

4. ตรวจสอบขีดจำกัดแรงดันของอินเวอร์เตอร์และคอนโทรลเลอร์

เพื่อให้การทำงานปลอดภัย แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดรวม (Voc) ของแผงโซลาร์เซลล์ที่เชื่อมต่อทั้งหมดต้องอยู่ในช่วงแรงดันขาเข้าของ อินเวอร์เตอร์โซลาร์หรือคอนโทรลเลอร์ชาร์จ MPPT ควรติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสม เช่น ฟิวส์และเบรกเกอร์วงจร เพื่อป้องกันความเสี่ยงจากกระแสเกินหรือไฟฟ้าลัดวงจร