درک طراحی رشته در سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی متصل به شبکه
طراحی یک مدل مناسب براي تعداد رشته فتوولتائیک کارآمد و قابل اعتماد، گامی حیاتی در توسعه هر سیستم انرژی خورشیدی است. در اینجا نگاهی عمیق به اصول فنی، از جمله معادلات کلیدی، ملاحظات زیست‌محیطی و حاشیه ایمنی طراحی می‌اندازیم.

۱. هدف طراحی ارايه

تعداد ماژول‌ها در هر رشته و تعداد رشته‌ها در هر ورودی اینورتر را بايد تعیین کنید تا اطمینان حاصل شود:
ولتاژ سیستم در محدوده عملیاتی اینورتر باقی می‌ماند
از محدودیت‌های جریان تجاوز نمی‌شود
حداکثر بازده و ایمنی در تمام شرایط آب و هوایی حاصل گردد

۲. معادلات کلیدی برای تعیین اندازه رشته

 حداکثر تعداد ماژول‌ها در هر رشته
اطمینان حاصل کنید که ولتاژ مدار باز رشته (Voc) از حداکثر ولتاژ ورودی DC اینورتر (به ویژه در شرایط سرد) تجاوز نمی‌کند:
Nmax=Vmax,inv / Voc × (1+αVoc⋅(Tref−Tmin))
که در آن:

NmaxN: حداکثر تعداد ماژول‌ها در هر رشته
Vmax,inv: حداکثر ولتاژ DC اینورتر
Voc: ولتاژ مدار باز ماژول PV (STC)
αVoc: ضریب دمایی VocV_{oc}Voc (معمولاً -۰.۳٪/°C تا -0.4%/°C)
TrefT: دمای مرجع (معمولاً 25°C)
TminT: حداقل دمای محیط در محل (°C)

حداقل تعداد ماژول‌ها در هر رشته
اطمینان حاصل کنید که ولتاژ MPPT رشته در شرایط گرم بالاتر از حداقل ولتاژ MPPT اینورتر باقی بماند:
Nmin=Vmppt,min / Vmpp × (1+αVmpp⋅(Tref−Tmax))
که در آن:
Nmin: حداقل تعداد ماژول‌ها در هر رشته
Vmppt,min: حداقل ولتاژ MPPT اینورتر
Vmpp: ولتاژ در حداکثر نقطه توان (STC)
αVmpp: دما. ضریب VmppV_{mpp}Vmpp
Tmax: حداکثر دمای محیط در محل (°C)

۳. ملاحظات جریان

بررسی کنید که جریان اتصال کوتاه (Isc) رشته از حداکثر جریان ورودی DC اینورتر تجاوز نکند:

Istring= Isc × (1+αIsc⋅(Tmax−Tref))
اطمینان حاصل کنید:
Istring ≤ Imax,inv

۴. ملاحظات محیطی

دمای بالا ولتاژ ماژول را کاهش می‌دهد → خطر افت ولتاژ به زیر پنجره MPPT
دمای سرد ولتاژ ماژول را افزایش می‌دهد → خطر تجاوز از حداکثر ورودی DC اینورتر
شرایط خاص محل (مانند کثیفی، ارتفاع) نیز باید در نظر گرفته شود

۵. حاشیه ایمنی

همیشه یک محدوده امني(مثلاً ۵-۱۰٪) به محاسبات ولتاژ اضافه کنید تا موارد زیر را در نظر بگیرید:
عدم قطعیت اندازه‌گیری
تغییرات ماژول
کهنگی و تخریب
تحمل اینورتر

۶. نكات طراحی
✅ ماژول‌ها و اینورترهایی را انتخاب کنید که محدوده ولتاژ انعطاف‌پذیری ارائه می‌دهند.
✅ از داده‌های دقیق دمای محیط (حداکثر و حداکثرهای تاریخی، نه میانگین‌ها) استفاده کنید.
✅ همیشه اطلاعات را با برگه اطلاعات اینورتر و کدهای الکتریکی محلی (مثلاً NEC/IEC) بررسی کنید.
✅ برای بهینه‌سازی از ابزارهای شبیه‌سازی (مثلاً PV*SOL، HOMER، PVsyst) استفاده کنید.