Схеми и методи за свързване на слънчеви панели: как правилно да инсталирате слънчевия панел

Алтернативен източник на енергия, базиран на слънчеви панели, е отличен вариант за организиране на независимо енергийно захранване. Той ще осигури висока енергийна ефективност не само в горещите дни, но и при облачно време. Би било хубаво да има такова устройство у дома, нали?

За да направите това, трябва само правилно да изберете техническите компоненти и да инсталирате. Всеки може да направи това, познавайки схемите и методите за свързване на слънчеви панели. Ще ви кажем как да изградите производствена система, която преработва „зелена енергия“ в електричество, което е необходимо за захранване на домакинското оборудване.

Освен това ще научите как да изберете място за инсталиране на слънчеви панели и как да ги комбинирате със стационарна електрическа мрежа. Полезни съвети и важни препоръки ефективно ще помогнат на домашните майстори. За опростяване на възприятието са дадени тематични фотографии, диаграми и видеоклипове.

Слънчево устройство

Когато планирате сами да свържете слънчеви панели, трябва да имате представа от какви елементи се състои системата.

Слънчевите панели се състоят от комплект батерии на фотоволтаични клеткичиято основна цел е да преобразува слънчевата енергия в електрическа. Силата на тока на системата зависи от интензитета на светлината: колкото по-ярко е излъчването, толкова по-голям е генерираният ток.

Основните структурни елементи на системата са:

• Слънчева батерия - Преобразува слънчевата светлина в електрическа енергия.
• батерия - Химически източник на ток, който акумулира генерирана електрическа енергия.
• Контролер на заряда - следи напрежението на батериите.
• инвертор, който преобразува постоянното електрическо напрежение на батерията в променлив ток 220V, което е необходимо за функционирането на осветителната система и работата на домакинските уреди.
• предпазителиинсталиран между всички елементи на системата и предпазващ системата от късо съединение.
• Комплект конектори стандартен MC4.

В допълнение към основната цел на контролера е да следи напрежението на батериите, устройството изключва определени елементи, ако е необходимо. Ако индикаторът на клемите на батерията през деня достигне знак от 14 волта, което показва, че те се презареждат, контролерът прекъсва зареждането.

В допълнение към соларния модул устройството на такава електроцентрала включва фотоволтаични преобразуватели - контролер и инвертор, както и батерии, свързани към тях

През нощния период, когато индикаторът за напрежение на батерията достигне изключително ниско ниво от 11 волта, контролерът спира електроцентралата.

Къде е по-добре да инсталирате панелите?

Първото нещо, което трябва да направите преди да инсталирате и свържете слънчевата батерия, е да определите местоположението на устройството.

За монтаж на фотоволтаични модули е удобно да се използват стационарни конструкции, изработени от метални профили, или по-модерни въртящи се аналози

Слънчевите панели могат да бъдат поставени на почти всяко добре осветено място:

• на покрива на селска вила;
• на балкона на жилищната сграда;
• на прилежащата до къщата територия.

Основното е да се осигурят необходимите условия за получаване на максимално производство на енергия. Една от тях е ориентацията и ъгълът на наклон спрямо хоризонта. Така че повърхността, поглъщаща светлина, трябва да бъде насочена на юг.

В идеалния случай слънчевите лъчи трябва да падат върху него при 90 °. За да се постигне този ефект, е необходимо да се избере оптималният ъгъл на наклона в зависимост от климатичните условия в региона. За всеки регион този показател е различен.

За да се осигури максимална ефективност на слънчевите клетки, се препоръчва да се променя ъгълът на устройствата 2-4 пъти годишно: 18 април, 24 август, 7 октомври и 5 март

Например, в района на Москва ъгълът на наклона на повърхността на слънчевите панели за летните месеци е 15-20 °, а през зимните месеци се променя на 60–70 °.

Когато поставяте соларни панели на територията в съседство с къщата, е по-добре да повдигнете панелите над почвената повърхност с поне половин метър - в случай на силен снеговалеж. Това решение е правилно в смисъл, че осигурява достатъчно разстояние за циркулация на въздуха.

Струва си да се помни, че дори малка сянка влияе неблагоприятно върху производството на електроенергия от устройството. Панелите трябва да се поставят само на места, които не са обект на най-малкото засенчване.

Някои „занаятчии“ инсталират допълнително стъкло върху панелите, за да защитят батериите, но дори и при видима прозрачност, стъкленият слой може да намали ефективността на панелите с 30%

Има няколко начина за фиксиране на панелите:

• чрез активиране на скобите;
• чрез болтове през проходните отвори, разположени в долната част на рамката.

Носещата конструкция трябва да бъде изработена от устойчиви на корозия материали. Независимо от метода на инсталиране, е невъзможно да направите промени в дизайна на панела и да пробиете допълнителни отвори.

Задачата на собственика на дома е да поддържа панелите чисти. Натрупването на прах, сняг и птичи отпадъци на екрана с поне 10% намалява количеството електроенергия, произведено от системата.

Опции за свързване на слънчеви клетки

Слънчевите панели се състоят от няколко отделни панела. За да увеличите изходните параметри на системата под формата на мощност, напрежение и ток, елементите са свързани помежду си, прилагайки законите на физиката.

Свързването на няколко панела един към друг може да се извърши чрез прилагане на една от трите схеми за инсталиране на слънчеви панели:

• паралелно;
• сериен;
• смесена.

Паралелна верига включва свързване на едни и същи клеми един към друг, в които елементите имат два общи възли за сближаване на проводниците и тяхното разклоняване.

В паралелна верига "плюсовете" са свързани с "плюсовете", а "минусите" с "минусите", в резултат на което изходният ток се увеличава, а изходното напрежение остава в рамките на 12 волта

Стойността на максималния възможен изходен ток в паралелна верига е пряко пропорционална брой свързани елементи, Принципите за изчисляване на количеството са дадени в нашата препоръчана статия.

Серийната верига включва свързване на противоположните полюси: "плюс" на първия панел към "минус" на втория. Останалите неизползвани „плюс“ на втория панел и „минус“ на първата батерия са свързани към контролера, разположен по-надолу по веригата.

Този тип връзка създава условия за протичане на електрически ток, при който остава единственият начин за пренос на енергия от източника към потребителя.

При схема за серийно свързване изходното напрежение се увеличава и достига знак от 24 волта, което е достатъчно за захранване на преносимо оборудване, LED лампи и някои консуматори на енергия

Серийно-паралелна или смесена верига най-често се използва, когато е необходимо да се свържат няколко групи батерии. Прилагайки тази схема към изхода, може да се увеличи както напрежението, така и тока.

Със схема на серийно-паралелно свързване изходното напрежение достига точка, чиито характеристики са най-подходящи за решаване на по-голямата част от битовите проблеми

Тази опция е от полза в смисъл, че в случай на повреда на един от структурните елементи на системата, другите свързващи вериги продължават да функционират. Това значително увеличава надеждността на цялата система.

Принципът на сглобяване на комбинираната верига се основава на факта, че устройствата във всяка група са свързани паралелно. И свързването на всички групи в една верига се извършва последователно.

Комбинирайки различни видове връзки, няма да е трудно да сглобите батерия с необходимите параметри. Основното е, че броят на свързаните елементи трябва да бъде такъв, че работното напрежение, подавано към батериите, като се вземе предвид падането му в зареждащата верига, надвишава напрежението на батериядокато токът на натоварване на батерията осигурява необходимата стойност на тока на зареждане.

Монтажна схема на слънчева електрическа система

Свързването на соларни панели се осъществява чрез използването на вградени свързващи проводници с напречно сечение от 4 мм², Едножилните медни проводници са най-подходящи за тази цел, изолационната им оплетка е устойчива на ултравиолетово лъчение.

В случай на използване на проводник, чиято изолация не е устойчива на UV лъчи, се препоръчва гофрирането на външната му облицовка.

Краят на всеки проводник е свързан към MC4 конектора чрез запояване или кримпване, което осигурява плътна връзка

Независимо от избраната схема преди свързване на соларни панели без отказ е необходимо да се провери правилното окабеляване.

При свързване на панелите не се препоръчва да се надвишават техническите изисквания за допустимия ток и максимално напрежение на други устройства. Важно е да следвате спецификациите на производителя за контролера на заряда и инвертора.

Стандартната схема за монтаж на най-простата слънчева централа е следната.

Схемата на свързване на панелите към батерията, инвертора и контролера е с опростен дизайн и следователно не създава особени затруднения при свързването

За да избегнете счупване контролера, когато свързвате системни елементи е важно да следвате последователността.

Монтажните работи се извършват на няколко етапа:

1. Батерията е свързана към контролера, като се използват съответните конектори за това и не забравяйте да наблюдавате полярността.
2. Към контролера през конекторите, спазвайки същата полярност, е свързана слънчева батерия.
3. Към гнездата на контролера е свързан товар от 12 V.
4. Ако е необходимо да преобразувате електрическото напрежение от 12 до 220 V, тогава в схемата е включен инвертор. Той е свързан само с батерията и в никакъв случай директно към контролера.
5. Към свободния изход на инвертора свържете електрически уреди, проектирани за напрежение 220 V.

След като направите връзката, трябва да проверите полярността и да измерите напрежението на отворената верига на панелите. Ако индикаторът се различава от стойността на паспорта, връзката е неправилна.

За да свържете устройството към системата, не е необходимо да отваряте разклонителната кутия - всички конектори са разположени в достъпността

На последния етап слънчевата батерия трябва да бъде заземена. За да се сведе до минимум вероятността от късо съединение, предпазителите се инсталират на кръстовището между батерията, инвертора и контролера.

Енергията на слънчевите електроцентрали ще намери приложение в захранването на домакински уреди с ниска мощност и в зареждането на батерии на мобилното оборудване:

Тези, които желаят да построят слънчева батерия със собствените си ръце, ще помогнат на предоставената информация в следващата статия.

Свързване на многопосочни елементи

Използвайки последователна инсталационна схема за слънчеви панели, за да не се намали ефективността на устройствата, всички панели от общата верига трябва да бъдат поставени под същия ъгъл и в една и съща равнина.

Ако панелите са разположени в различни равнини, това може да доведе до факта, че близките или по-осветените ще работят по-мощно от тези, разположени малко по-далеч.

Това означава, че близкият панел ще генерира електричество, някои от които ще отидат за отопление на отдалечените панели. А причината е, че токът тече по пътя на най-малко съпротивление. За да сведете до минимум загубите, по-добре е да използвате отделен контролер за всеки панел.

Основните изисквания при използване на контролера са мощността на свързаните панели над 1 kW и разстоянието между батериите на достатъчно голямо разстояние

Можете да решите проблема, като инсталирате прекъснати диоди. Те се поставят вътре между плочите. Поради това, давайки индикатора за максимална мощност, плочите не се прегряват.

Също толкова важен е спадът на напрежението в връзките, както и самите проводници на частта с ниско напрежение на системата.

Таблица на несъответствие между предаваната мощност и напречното сечение на проводника, червена, показваща параметрите, при които съществува риск от силно пожароопасно нагряване

Пример е фактът, че метров участък на кабел с напречно сечение от 4 мм² когато токът преминава през индикатора 80A (напрежение 12 V), стойностите падат с 3.19%, което е 30.6 вата. При използване на обрати спадът на напрежението може да варира от 0,1 до 0,3 V.

Комбинация от слънчева енергия и стационарна мрежа

Когато планирате да използвате електричество от слънцето паралелно с оборудвана централизирана стационарна мрежа, схемата на свързване е малко по-различна. И основната причина за това решение е, че частният потребител няма възможност да „зареже“ останалата енергия.

А това може да провокира спадове на напрежението с продължителност до една секунда.

Когато комбинирате слънчево електричество със стационарна централизирана мрежа, те се ръководят от същото правило: колкото повече източници са свързани, толкова по-сложна става веригата

Според горната диаграма напрежението от хелиополиса първо се насочва към акумулатора, а оттам се предава към товара.

При проектирането на такава опция за инсталиране трябва да се вземат предвид два вида натоварване:

• не е запазено - светлина в къщата, домакински уреди и др .;
• излишен - аварийно осветление, хладилник, електрически бойлер.

Помислете: колкото по-голям е капацитетът на батерията, толкова по-излишните електрически уреди ще работят офлайн.

Когато избирате този метод за генериране на енергия в мрежата, бъдете готови за факта, че ще трябва да съставите разрешение в местните енергийни мрежи.

Въпреки факта, че слънчеви инвертори Те генерират напрежение, качеството на което понякога е по-високо от това в централизирана мрежа, локалните енергийни мрежи не дават зелена светлина на измервателния уред да се върти в обратна посока.

Поради тази причина, съгласно схемата, слънчевите инвертори спират да работят в момента на спиране на тока. И излишният товар започва да се "захранва" от батерията.

Изводи и полезно видео по темата

Авторите на видеоматериала, който е предоставен по-долу, споделят личния си опит и анализират нюансите на инсталирането на слънчеви панели.

Видео №1. Пример за сглобяване и инсталиране на фабрично изградена система:

Видео №2. Как да инсталирате панелите правилно:

Няма нищо сложно в процеса на свързване на няколко панела с други елементи на системата. Но за начинаещ майстор процесът може да стане труден. Ето защо, при липса на опит в изчисленията и уменията за инсталиране, трябва да се свържете със специалист, който има необходимите знания.

Искате ли да разкажете как сте построили собствена слънчева електроцентрала за лятна къща или селска къща? Може би знаете тънкостите на процеса, които не са описани в статията? Моля, пишете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси, споделяйте мнения и снимки по темата на статията.