Os módulos solares fornecem potência CC, que é combinada, elevada, invertida e depois fornecida às cargas ou ligada à rede. Irradiância, temperatura, sombreamento, envelhecimento dos módulos e alterações de carga afetam a corrente de geração. Por isso, sensores de corrente e transformadores de corrente fazem mais do que medir corrente: ajudam a melhorar a eficiência de geração, proteger a segurança do sistema, apoiar a operação e manutenção inteligentes e permitir uma medição precisa.
Arrays FV e caixas combinadoras
Uma central fotovoltaica é normalmente construída a partir de muitos módulos ligados em série e em paralelo. A saída de cada string pode ser afetada por luz solar, poeira, pontos quentes, cablagem solta, módulos danificados e outras condições do local. Se apenas a corrente total for monitorizada, uma string anómala pode ser difícil de detetar rapidamente.
Sensores de corrente Hall e transdutores de corrente CC são adequados para monitorização de strings e amostragem em caixas combinadoras. Medem corrente CC com isolamento elétrico e convertem-na em sinais de tensão, corrente ou digitais que podem ser lidos por uma MCU, placa de aquisição ou sistema de monitorização.
HTS25é frequentemente utilizado para monitorizar a corrente de uma string FV individual. Como sensor de corrente Hall de malha fechada, mede correntes CC, CA, de impulso e mistas, com isolamento elétrico, resposta rápida, baixa deriva térmica, tamanho compacto e montagem conveniente em PCB. Quando instalado numa string ou num circuito de amostragem de caixa combinadora, pode ajudar a detetar sombreamento, circuitos abertos, falhas de módulos ou mau contacto quando um canal fica baixo, a zero ou instável.
Controlo MPPT
A potência de saída de um módulo FV não é fixa. Muda continuamente com a luz solar, a temperatura e a carga. Para manter o módulo a funcionar perto do seu ponto de potência máxima, um controlador solar ou inversor realiza MPPT, ou rastreamento do ponto de potência máxima.
O MPPT depende de dados em tempo real de tensão e corrente do lado FV. O controlador calcula alterações de potência e ajusta a estratégia de controlo CC/CC ou do inversor para melhorar a eficiência da conversão de energia. Por isso, a precisão, a velocidade de resposta e a deriva térmica do sensor de corrente são críticas. Dados de corrente imprecisos deslocam o ponto de potência calculado para longe do ponto real de funcionamento, enquanto uma resposta lenta pode perder alterações rápidas de irradiância ou carga.
Os sensores de corrente Hall de malha fechada são bem adequados ao lado de entrada FV dos sistemas MPPT porque suportam medição CC e fornecem uma forte resposta dinâmica em malhas de controlo.HTS25pode servir como sensor de corrente de entrada para dispositivos FV distribuídos mais pequenos, enquantoHA55pode ser selecionado para barramentos CC maiores ou circuitos de entrada centralizados.
Barramento CC e monitorização da geração total
Além de monitorizar cada string, um sistema FV também precisa de monitorizar a corrente de saída combinada ou a corrente de entrada CC do inversor. Esta corrente é normalmente maior e é uma entrada essencial para calcular a potência total, a geração total e o estado de funcionamento.
HKW22pode ser utilizado no circuito principal CC FV ou no caminho de saída combinada. Com gamas como 200 A, 300 A e 500 A, pode ser instalado no barramento CC, na saída do combinador ou no lado de entrada do inversor para captar a corrente do circuito principal.
O próprio sensor de corrente mede corrente. A geração total deve ser calculada a partir de corrente, tensão e tempo. Em sistemas práticos,HKW22é utilizado com módulos de amostragem de tensão, unidades de aquisição de dados ou módulos de medição de energia. O sistema recolhe tensão e corrente CC em tempo real, calcula a potência instantânea e integra a potência ao longo do tempo para obter a geração diária, mensal e acumulada.
Lado de saída CA dos inversores
O inversor converte potência CC em potência CA. A medição de corrente no lado de saída CA é utilizada para cálculo da potência de saída, controlo de ligação à rede, proteção contra sobrecorrente, análise do fator de potência, monitorização de harmónicos e controlo anti-retorno.
Os transformadores de corrente são comuns no lado de saída CA. Em comparação com sensores de corrente Hall, os transformadores de corrente são utilizados principalmente para medição CA. São maduros, económicos, fáceis de instalar e adequados para medição de energia e monitorização de longo prazo. Em inversores ligados à rede, quadros de distribuição, caixas combinadoras CA e sistemas de gestão de energia, os TCs podem recolher corrente de saída trifásica e trabalhar com amostragem de tensão para calcular potência ativa, potência reativa, fator de potência e energia gerada.
O transformador de corrente de precisão da série TA pode medir a corrente de saída CA do inversor FV. É adequado para módulos de medição montados em PCB ou embebidos utilizados no controlo de inversores, contadores de energia, analisadores de qualidade de energia, gestão de energia doméstica, gestão de energia em edifícios e sistemas de gestão de energia em fábricas. Num inversor FV trifásico, cada fase utiliza normalmente um TC para que o controlador possa calcular a potência total de saída e detetar perda de fase, sobrecorrente, desequilíbrio ou harmónicos anómalos.
Vantagens da PowerUC em sistemas fotovoltaicos
Elevada precisão e linearidade para MPPT e medição
O controlo MPPT FV depende de dados de tensão e corrente para calcular o ponto de potência. Uma medição de corrente mais precisa ajuda o controlador a rastrear o verdadeiro ponto de potência máxima. Os sensores Hall de malha fechada da YHDC enfatizam precisão, linearidade, baixa deriva térmica e largura de banda para entrada de inversor, barramento CC e monitorização de potência de alta precisão.
Cobertura em vários níveis de corrente
Correntes de string pequenas podem usar sensores montados em PCB, comoHTS25,HKB16, eHAB55. Circuitos principais CC, saídas de combinadores e entradas de inversores podem usar sensores Hall de corrente mais elevada, comoHKW22,HA2035, eHA5041. O lado de saída CA pode usar transformadores de corrente da série TA para medição de potência e monitorização da rede.
Fácil integração com sistemas de monitorização
Os sensores PowerUC podem fornecer sinais de tensão, corrente ou sinais normalizados para placas de aquisição, MCUs, PLCs, contadores de energia e sistemas de gestão de energia. Isto suporta monitorização ao nível da string, estatísticas de geração total, deteção da potência de saída do inversor e operação e manutenção remotas.
