Modul Fotovoltaik Surya tersedia dalam kisaran 3 WP hingga 300 WP . Tetapi seringkali, kita membutuhkan daya dalam kisaran dari kW hingga MW. Untuk mencapai daya sebesar itu, kita perlu menghubungkan N-number modul secara seri dan paralel.
Rangkaian Modul PV
Bila N-nomor modul PV dihubungkan secara seri. Seluruh rangkaian modul terhubung seri dikenal sebagai rangkaian modul PV. Modul dihubungkan secara seri untuk meningkatkan tegangan dalam sistem. Gambar berikut menunjukkan skema modul PV yang terhubung seri, paralel dan seri. 
Array Modul PV
Untuk menambah N-number modul PV yang terhubung secara paralel. Sambungan modul seperti itu dalam kombinasi seri dan paralel dikenal sebagai "Array Fotovoltaik Surya" atau "Array Modul PV". Skema susunan modul PV surya yang terhubung dalam konfigurasi seri-paralel ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Sel Modul Surya:
Sel surya adalah perangkat dua terminal. Yang satu positif (anoda) dan yang lainnya negatif (katoda). Susunan sel surya disebut sebagai modul surya atau panel surya dengan susunan panel surya disebut susunan fotovoltaik.
Penting untuk dicatat bahwa dengan peningkatan koneksi seri dan paralel modul, kekuatan modul juga akan ditambahkan.
Postingan Terkait:
Terkadang tegangan sistem yang dibutuhkan untuk pembangkit listrik jauh lebih tinggi daripada yang dapat dihasilkan oleh satu modul PV. Dalam kasus tersebut, N-nomor modul PV dihubungkan secara seri untuk memberikan tingkat tegangan yang diperlukan. Sambungan seri modul PV ini mirip dengan sambungan N-jumlah sel dalam modul untuk mendapatkan level tegangan yang diperlukan. Gambar berikut menunjukkan panel PV yang terhubung dalam konfigurasi seri.
Dengan koneksi seri ini, tidak hanya voltase tetapi juga daya yang dihasilkan modul juga meningkat. Untuk mencapai hal ini, terminal negatif dari satu modul dihubungkan ke terminal positif dari modul lainnya.
Jika sebuah modul memiliki tegangan rangkaian terbuka VOC1 dari 20 V dan lainnya dihubungkan secara seri memiliki VOC2 dari 20 V, maka total rangkaian terbuka dari string adalah penjumlahan dari dua tegangan
VOC =VOC1 + VOC2
VOC =20 V + 20 V =40 V
Penting untuk dicatat bahwa penjumlahan voltase pada titik daya maksimum juga berlaku untuk array PV.
Untuk menghitung jumlah modul PV yang akan dihubungkan secara seri, tegangan yang diperlukan dari array PV harus diberikan. Kita juga akan melihat total daya yang dihasilkan oleh array PV. Perhatikan bahwa semua modul identik dengan parameter modul yang sama.
Langkah 1: Perhatikan kebutuhan voltase array PV
Karena kita harus menghubungkan N-number modul secara seri, kita harus mengetahui tegangan yang dibutuhkan dari array PV
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV yang akan dihubungkan dalam rangkaian seri
Parameter modul PV seperti arus dan tegangan pada titik daya maksimum dan parameter lain seperti VOC , sayaSC, dan PM juga harus diperhatikan.
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara seri
Untuk menghitung jumlah modul “N”, tegangan larik total dibagi dengan tegangan masing-masing modul, Karena modul PV seharusnya bekerja di bawah STC, rasio tegangan larik pada titik daya maksimum VMA ke tegangan modul pada titik daya maksimum VM diambil.
Penghitungan serupa untuk tegangan rangkaian terbuka PV juga dapat dilakukan, yaitu rasio tegangan larik pada rangkaian terbuka VOCA ke tegangan modul pada rangkaian terbuka VOC . Perhatikan bahwa nilai "N" dapat berupa non-integer sehingga kita harus mengambil bilangan bulat yang lebih tinggi berikutnya dan nilai VMA dan VOCA juga akan meningkat dari yang kita inginkan.
Langkah 4: Menghitung daya total array PV
Kekuatan total larik PV adalah penjumlahan dari daya maksimum masing-masing modul yang dihubungkan secara seri. Jika PM adalah daya maksimum dari satu modul dan “N” adalah jumlah modul yang dihubungkan secara seri, maka daya total array PV PMA adalah N × PM .
Kita juga dapat menghitung daya larik dengan produk tegangan dan arus larik PV pada titik daya maksimum yaitu
VMA × IMA
Sekarang untuk memahami langkah-langkah ini dengan cara yang lebih matematis. Mari kita ambil contoh pembangkit listrik 2 MW, di mana sejumlah besar modul PV dihubungkan secara seri. Inverter 2 MW dapat mengambil tegangan input dari 600 V hingga 900 V.
Tentukan jumlah modul yang disambungkan secara seri untuk mendapatkan tegangan titik daya maksimum 800 V. Tentukan juga daya yang diberikan oleh larik PV ini. Parameter modul PV tunggal adalah sebagai berikut;
Langkah 1: Perhatikan kebutuhan voltase array PV
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV yang akan dihubungkan dalam rangkaian seri
Tegangan rangkaian terbuka VOC =35 V
Tegangan pada titik daya maksimum VM =29 V
Arus hubung singkat ISC =7,2 A
Arus pada titik daya maksimum IM =6,4 J
Daya Maksimum PM
PM =VM x SayaL
=29 V x 6,4 A
PM =185,6 W
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara seri
N =VMA / VM
N =800 / 29
N =27,58 (Nilai bilangan bulat lebih tinggi 28)
Ambil nilai integer yang lebih tinggi 28 modul. Karena nilai integer N yang lebih tinggi, nilai VMA dan VOCA juga akan meningkat.
VMA =VM × T
=29 × 28
=812 V
Langkah 4: Menghitung daya total array PV
PMA =N × PM
=28 × 185.6
=5196.8 M
Jadi, kita membutuhkan 28 modul PV untuk dihubungkan secara seri memiliki daya total 5196.8 W untuk mendapatkan tegangan larik PV maksimum yang diinginkan sebesar 800 V.
Daya maksimum dalam modul PV adalah produk dari tegangan dan arus pada daya maksimum. Ketika modul tidak dihubungkan secara seri maka daya yang dihasilkan oleh masing-masing modul berbeda. Ambil contoh tabel 1 yang diberikan di bawah ini.
Tabel 1
| Modul | VM dalam Volt | SayaM dalam Ampere | PM dalam Watt |
| Modul A | 16 | 4.1 | 65.6 |
| Modul B | 15,5 | 4.1 | 63,55 |
| Modul C | 15,3 | 4.1 | 62,73 |
| Jumlah | Dalam seri =46,8 | Dalam seri =4.1 | 191,88 |
Jika ketiga modul pada tabel 1 dihubungkan secara seri maka tegangannya ditambahkan tetapi arusnya tetap sama mengingat semua modul identik memiliki nilai IM yang sama =4.1 A.
Perbedaan tegangan modul A, B, dan C yang dihubungkan secara seri tidak mengakibatkan hilangnya daya yang dihasilkan oleh larik modul PV mengingat semua modul adalah identik memiliki nilai yang sama dari IM =4.1 A.
Tetapi jika kapasitas produksi saat ini dari modul yang dihubungkan secara seri tidak sama maka arus yang mengalir melalui modul PV yang terhubung seri akan sama dengan arus terendah yang dihasilkan oleh sebuah modul dalam tali. Ambil contoh tabel 2 yang diberikan di bawah ini.
Tabel 2
| Modul | VM dalam Volt | SayaM dalam Ampere | PM dalam Watt |
| Modul A | 16 | 4.1 | 65.6 |
| Modul B | 15,5 | 3.2 | 49,6 |
| Modul C | 15,3 | 4.1 | 62,73 |
| Jumlah | Dalam Seri =46,8 | Dalam Seri =3.2 | 177,93 |
Jika semua modul pada tabel 2 dihubungkan secara seri maka arus yang mengalir melalui modul yang terhubung seri ditentukan oleh modul dengan arus terendah. Dalam hal ini modul B memiliki arus terendah sebesar 3,2 A dibandingkan dengan modul A dan C.
Jadi, arus yang mengalir melalui ketiga modul yang terhubung seri ini adalah 3,2 A. Sekarang bandingkan Tabel 1 dan 2 dan total daya yang dihasilkan oleh keduanya. Karena modul arus yang tidak identik pada tabel 2, total daya yang dihasilkan adalah 177,93 W yang lebih kecil dari total daya yang dihasilkan oleh modul pada tabel 1 yaitu 191,88 W.
Kita dapat melihat bahwa karena ketidakcocokan arus, daya keluaran yang dihasilkan oleh modul yang terhubung seri sangat terpengaruh. Jadi, dalam sambungan seri modul ketidaksesuaian tegangan tidak menjadi masalah tetapi ketidaksesuaian arus mengakibatkan hilangnya daya. Oleh karena itu modul dengan peringkat arus yang berbeda tidak boleh dihubungkan secara seri.
Terkadang untuk meningkatkan daya sistem PV surya, alih-alih meningkatkan tegangan dengan menghubungkan modul secara seri, arus ditingkatkan dengan menghubungkan modul secara paralel. Arus dalam kombinasi paralel dari susunan modul PV adalah jumlah arus individual dari modul.
Tegangan dalam kombinasi paralel modul tetap sama dengan tegangan masing-masing modul mengingat semua modul memiliki tegangan yang sama.
Kombinasi paralel dicapai dengan menghubungkan terminal positif dari satu modul ke terminal positif dari modul berikutnya dan terminal negatif ke terminal negatif dari modul berikutnya seperti yang ditunjukkan berikut ini angka. Gambar berikut menunjukkan panel surya yang terhubung dalam konfigurasi paralel.
Jika saat ini sayaM1 adalah arus titik daya maksimum dari satu modul dan IM2 adalah arus titik daya maksimum modul lain maka total arus modul yang terhubung paralel adalah IM1 + SayaM2 . Jika kita terus menambahkan modul secara paralel, arus terus bertambah. Hal ini juga berlaku untuk arus hubung singkat Isc.
Untuk menghitung jumlah modul PV yang akan dihubungkan secara paralel, arus array PV yang diperlukan harus diberikan. Kita juga akan melihat total daya yang dihasilkan oleh array PV. Perhatikan bahwa semua modul identik dengan parameter modul yang sama.
Langkah 1: Perhatikan persyaratan larik PV saat ini
Karena kita harus menghubungkan N-number modul secara paralel, kita harus mengetahui arus yang dibutuhkan dari array PV
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV yang akan dihubungkan secara paralel
Parameter modul PV seperti arus dan tegangan pada titik daya maksimum dan parameter lain seperti VOC , sayaSC, dan PM juga harus diperhatikan.
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara paralel
Untuk menghitung jumlah modul N, arus array total dibagi dengan arus masing-masing modul, Karena modul PV seharusnya bekerja di bawah STC, rasio arus array pada titik daya maksimum IMA ke arus modul pada titik daya maksimum IM diambil.
Penghitungan serupa untuk arus hubung singkat PV juga dapat dilakukan, yaitu rasio arus hubung singkat larik ISCA ke modul arus hubung singkat ISC .
Perhatikan bahwa nilai N dapat berupa non-integer sehingga kita harus mengambil bilangan bulat berikutnya yang lebih tinggi dan nilai IMA dan sayaSCA juga akan meningkat dari yang kita inginkan.
Langkah 4: Menghitung daya total array PV
Kekuatan total larik PV adalah penjumlahan dari daya maksimum masing-masing modul yang terhubung secara paralel. Jika PM adalah daya maksimum dari satu modul dan “N” adalah jumlah modul yang terhubung secara paralel, maka daya total array PV PMA adalah N × PM . kita juga dapat menghitung daya array dengan produk tegangan dan arus array PV pada titik daya maksimum yaitu VMA × IMA .
Postingan Terkait:
Mari kita ambil contoh, menghitung jumlah modul yang dibutuhkan secara paralel untuk mendapatkan arus power point maksimum IMA 40 A. Persyaratan tegangan sistem adalah 14 V. Parameter modul PV tunggal adalah sebagai berikut;
Langkah 1: Perhatikan persyaratan larik PV saat ini
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV yang akan dihubungkan secara paralel
Tegangan rangkaian terbuka VOC =18 V
Tegangan pada titik daya maksimum VM =14 V
Arus hubung singkat ISC =6,5 A
Arus pada titik daya maksimum IM =6 A
Daya Maksimum:
PM =VM x SayaL
PM =14V x 6A
PM =84 W
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara paralel
N =IMA / SayaL
=40 / 6
N =6,66 (Nilai integer lebih tinggi 7)
Ambil modul nilai integer 7 yang lebih tinggi. Karena nilai integer N yang lebih tinggi, nilai IMA dan sayaSCA juga akan meningkat.
SayaMA =SayaM × T
=6 × 7
SayaMA =42 J
Langkah 4:Menghitung daya total array PV
PMA =N × PM
=7 × 84
PMA =588 W
Dengan demikian, kita membutuhkan 7 modul PV untuk dihubungkan secara paralel dengan daya total 588 W untuk mendapatkan arus larik PV maksimum yang diinginkan sebesar 40 A.
Dalam koneksi paralel, masalah ketidakcocokan arus tidak menjadi masalah tetapi ketidakcocokan tegangan adalah masalah. Dalam modul yang terhubung paralel, voltase akan tetap sama jika modul memiliki peringkat voltase yang sama.
Tetapi jika peringkat tegangan modul terhubung paralel berbeda maka tegangan sistem ditentukan oleh modul yang memiliki peringkat tegangan terendah yang mengakibatkan hilangnya daya.
Efek ketidakcocokan tegangan tidak separah ketidakcocokan saat ini tetapi harus berhati-hati saat memilih modul. Direkomendasikan untuk modul kombinasi seri dengan nilai arus yang sama dan modul kombinasi paralel dengan peringkat tegangan yang sama.
Bila kita perlu menghasilkan daya besar dalam kisaran Giga-watt untuk pembangkit sistem PV besar, kita perlu menghubungkan modul secara seri dan paralel. Pada pembangkit listrik PV besar terlebih dahulu, modul dihubungkan secara seri yang dikenal sebagai “string modul PV” untuk mendapatkan level tegangan yang diperlukan.
Kemudian banyak string seperti itu terhubung secara paralel untuk mendapatkan level saat ini yang diperlukan untuk sistem. Gambar berikut menunjukkan koneksi modul secara seri dan paralel. Untuk menyederhanakannya, perhatikan gambar berikut ini.
Modul 1 dan modul 2 dihubungkan secara seri sebut saja string 1. Tegangan rangkaian terbuka dari string 1 VOC1 ditambahkan yaitu
VOC1 =VOC + VOC =2VOC
Sedangkan arus hubung singkat string 1 ISC1 adalah sama yaitu
SayaSC1 =ISC
Mirip dengan string 1, modul 3 dan 4 membentuk string 2. Tegangan rangkaian terbuka dari string 2 VOC2 ditambahkan yaitu
VOC2 =VOC + VOC =2VOC
Sedangkan arus hubung singkat string 2 ISC2 adalah sama yaitu
SayaSC2 =ISC
Sekarang string 1 dan string 2 terhubung secara paralel, tidak ada tegangan yang tetap sama tetapi arus ditambahkan yaitu tegangan rangkaian terbuka dari array modul PV
VOCA =VOC1 =VOC2 =2VOC
Dan arus hubung singkat dari array modul PV
SayaSCA =ISC1 + SayaSC2 =ISC + SayaSC =2ISC
Penghitungan yang sama berlaku untuk tegangan dan arus pada PowerPoint maksimum.
Di sini untuk perhitungan jumlah modul yang diperlukan secara seri dan paralel, dan daya, kami mengasumsikan bahwa semua modul memiliki parameter yang identik. Perhatikan bahwa;
Langkah 1: Catat kebutuhan arus, tegangan, dan daya array PV
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV
Parameter modul PV seperti arus dan tegangan pada titik daya maksimum dan parameter lain seperti VOC , sayaSC, dan PM juga harus diperhatikan.
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara seri dan paralel
Untuk menghitung jumlah modul dalam seri Ns tegangan array total dibagi dengan tegangan modul individual, Karena modul PV seharusnya bekerja di bawah STC, rasio tegangan array pada titik daya maksimum VMA ke tegangan modul pada titik daya maksimum VM diambil.
Demikian pula, untuk menghitung jumlah modul secara paralel Np arus array total dibagi dengan arus modul individual, Karena modul PV seharusnya bekerja di bawah STC, rasio arus array pada titik daya maksimum IMA ke arus modul pada titik daya maksimum IM diambil.
Perhitungan serupa untuk tegangan rangkaian terbuka dan arus hubung singkat dapat dilakukan. Perhatikan bahwa nilai Ns dan NP bisa menjadi non-integer jadi kita harus mengambil bilangan bulat yang lebih tinggi berikutnya dan nilai IMA , sayaSCA , VMA , dan VOCA juga akan meningkat dari yang kita inginkan.
Langkah 4: Menghitung daya total array PV
Kekuatan total larik PV adalah penjumlahan dari daya maksimum masing-masing modul yang terhubung secara seri dan paralel.
Jika PM adalah kekuatan maksimum dari satu modul, dan NS adalah jumlah modul yang dihubungkan secara seri dan NP adalah jumlah modul yang terhubung secara paralel, maka daya total array PV
PMA =NP × TS × PM
Kita juga dapat menghitung daya larik dengan produk tegangan dan arus larik PV pada titik daya maksimum yaitu
VMA × IMA
Sekarang mari kita ambil contoh untuk campuran – kombinasi. Kita harus menentukan jumlah modul yang diperlukan untuk array PV yang memiliki parameter berikut;
Langkah 1: Catat kebutuhan arus, tegangan, dan daya array PV
Langkah 2: Perhatikan parameter modul PV
Tegangan pada titik daya maksimum modul VM =70 V
Arus pada titik daya maksimum modul IM =17 A
Daya maksimum PM :
PM =VM x SayaL
PM =70V x 17A
PM =1190 W
Langkah 3: Hitung jumlah modul yang akan dihubungkan secara seri dan paralel
NS =VMA / VM
NS =400 / 70
NS =5,71 (Nilai bilangan bulat lebih tinggi 6)
Ambil modul 6 nilai integer yang lebih tinggi. Karena nilai integer yang lebih tinggi dari NS , nilai VMA dan VOCA juga akan meningkat.
VMA =VM × TS
=70 × 6
VMA =420V
Sekarang,
NP =IMA / SayaL
NP =100 / 17
NP =5,88 (Nilai bilangan bulat lebih tinggi 6)
Ambil modul 6 nilai integer yang lebih tinggi. Karena nilai bilangan bulat yang lebih tinggi dari NP , nilai IMA dan sayaSCA juga akan meningkat.
SayaMA =SayaM × TP
SayaMA =17 × 6
SayaMA =102 A
Langkah 4: Menghitung daya total array PV
PMA =NS × TP × PM
=6 × 6 × 1190
PMA =42840 W
Jadi, kita membutuhkan 36 modul PV . Sebuah string enam modul yang dihubungkan secara seri dan enam string tersebut dihubungkan secara paralel, memiliki daya total 42840 W untuk mendapatkan arus array PV maksimum yang diinginkan sebesar 100 A dan tegangan 400 V.
Perhatikan bahwa karena nilai bilangan bulat yang lebih tinggi dari 6, arus dan tegangan larik PV maksimum masing-masing adalah 102 A dan 420 V.
Kesimpulan
Dalam artikel ini, studi mendalam tentang modul dan susunan fotovoltaik surya telah dilakukan. Kebutuhan, struktur, dan desain modul untuk tingkat daya yang lebih tinggi dipelajari. Ini juga termasuk prosedur pengukuran parameter dan penjelasan dioda bypass dan dioda pemblokiran untuk keamanan modul.
Kami juga melihat penjelasan tentang array modul PV beserta kombinasi kebutuhan dan koneksinya. Perhitungan dan prosedur perancangan sambungan seri, paralel, dan campuran dilakukan secara mendetail disertai dengan kajian ketidaksesuaian tegangan dan arus modul. Studi modul dan susunan fotovoltaik seperti itu merupakan persyaratan wajib bagi perancang sistem PV.
Artikel ini memberikan pemahaman desain yang signifikan tentang komponen penting (modul dan array) dalam sistem PV, yang dapat digunakan untuk membuat desain yang tepat, efisien, dan andal dalam sebuah PV sistem.
Teknologi Industri
Koneksi Seri Baterai ke Panel PV Kami tahu bahwa panel surya dan baterai dapat dihubungkan secara seri, paralel, atau kombinasi sambungan seri-paralel tergantung pada tegangan sistem, kapasitas cadangan, peringkat beban, dll. Misalkan kita memiliki panel surya 24V, 350W. Kita harus menghubungkannya
Pengkabelan Baterai dan Panel Surya dalam Konfigurasi Seri-Paralel Anda mungkin berpikir apa tujuan dari kombinasi aneh dari sambungan seri dan paralel dari panel surya dan baterai, bukan rangkaian sederhana atau konfigurasi paralel. Yah, itu tergantung pada kebutuhan sistem yaitu meningkatkan tega
Karena mereka membutuhkan biaya awal yang besar, satu-satunya cara untuk melihat laba atas investasi itu adalah jika mereka bertahan lama. Dan itu berarti pemeliharaan preventif penting untuk panel surya pada bangunan komersial. Tapi sebelum melihat bagaimana, ada baiknya meninjau mengapa. Pentin
Panel surya saat ini merupakan salah satu energi hijau yang paling dicari karena kuat. Selanjutnya, karena panel memperoleh energi dari sinar matahari, cahaya matahari secara teknis gratis. Bergantung pada ukurannya, aplikasinya dapat bervariasi mulai dari mengisi daya gadget seperti laptop dan pons
