Esquemes i mètodes de connexió de plaques solars: com instal·lar adequadament el panell solar

Una font d’energia alternativa basada en plaques solars és una excel·lent opció per organitzar un subministrament d’energia independent. Proporcionarà una alta eficiència energètica no només en dies de calor, sinó també en temps ennuvolat. Estaria bé tenir un dispositiu així a casa, oi?

Per fer-ho, només cal seleccionar i instal·lar correctament els components tècnics. Tothom pot fer-ho, coneixent els esquemes i els mètodes de connexió de plaques solars. Us expliquem com construir un sistema de producció que processi l’energia “verda” en electricitat, necessària per alimentar equipament de la llar.

A més, aprendràs a triar un lloc per instal·lar plaques solars i com combinar-les amb una xarxa elèctrica estacionària. Consells útils i recomanacions importants ajudaran els amos de casa eficaçment. Per simplificar la percepció, es proporcionen fotografies temàtiques, esquemes i vídeos.

Dispositiu solar

En el moment de planificar la connexió de plaques solars, heu de tenir en compte quins elements consisteix el sistema.

Els panells solars consisteixen en un kit bateries de cèl·lules fotovoltaiquesque té com a objectiu principal convertir l’energia solar en energia elèctrica. La força actual del sistema depèn de la intensitat de la llum: com més brillant sigui la radiació, més gran és el corrent generat.

Els elements estructurals principals del sistema són:

• Bateria solar - Converteix la llum solar en energia elèctrica.
• Bateria - Una font de corrent químic que acumula energia elèctrica generada.
• Controlador de càrrega - monitoritza la tensió de les bateries.
• Inversor, que converteix el voltatge elèctric constant de la bateria en corrent alterna a 220V, que és necessari per al funcionament del sistema d’il·luminació i el funcionament dels electrodomèstics.
• Fusiblesinstal·lat entre tots els elements del sistema i protegint el sistema contra curtcircuit.
• Conjunt de connectors estàndard MC4.

A més de la finalitat principal del controlador és controlar la tensió de les bateries, el dispositiu apaga certs elements segons sigui necessari. Si l’indicador dels terminals de la bateria durant el dia arriba a una marca de 14 volts, cosa que indica que es recarreguen, el controlador interromp la càrrega.

A més del mòdul solar, el dispositiu d’una central elèctrica inclou convertidors fotovoltaics: un controlador i un inversor, a més de bateries connectades a elles.

Durant el període nocturn, quan l’indicador de tensió de la bateria arriba a un nivell extremadament baix d’11 volts, el controlador atura la central.

On és millor instal·lar els panells?

El primer que cal fer abans d’instal·lar i connectar la bateria solar és determinar la ubicació de la unitat.

Per a la instal·lació de mòduls fotovoltaics, és convenient utilitzar estructures estacionàries fetes de perfils metàl·lics o analògics rotatius més moderns

Els panells solars es poden situar en gairebé qualsevol lloc ben il·luminat:

• al terrat d’una casa rural;
• al balcó de l’edifici d’apartaments;
• al territori adjacent a la casa.

El principal és proporcionar les condicions necessàries per obtenir la màxima generació d'energia. Un d’aquests és l’orientació i l’angle d’inclinació respecte a l’horitzó. De manera que la superfície que absorbeix la llum de la unitat ha de ser dirigida cap al costat sud.

L’ideal seria que els raigs del sol caiguessin sobre ella a 90 °. Per aconseguir aquest efecte, cal seleccionar l’angle de pendent òptim segons les condicions climàtiques de la regió. Per a cada regió, aquest indicador és diferent.

Per garantir el màxim rendiment de les cèl·lules solars, es recomana canviar l’angle dels dispositius 2-4 vegades a l’any: 18 d’abril, 24 d’agost, 7 d’octubre i 5 de març

Per exemple, a la regió de Moscou, l’angle d’inclinació de la superfície de les plaques solars durant els mesos d’estiu és de 15-20 º, i als mesos d’hivern canvia a 60-70 °.

Quan col·loqueu plaques solars al territori adjacent a la casa, és millor aixecar els panells sobre la superfície del sòl com a mínim mig metre, en cas de nevades intenses. Aquesta solució és correcta en el sentit que proporciona una distància suficient per a la circulació de l’aire.

Val la pena recordar que fins i tot una petita ombra afecta negativament la generació d’electricitat per part de la unitat. Els panells només s'han de col·locar en llocs que no estiguin subjectes ni a la menor ombra.

Alguns "artesans" instal·len vidres addicionals a la part superior dels panells per protegir les bateries, però fins i tot amb una transparència visible, la capa de vidre pot reduir l'eficiència dels panells en un 30%

Hi ha diverses maneres de solucionar els panells:

• activant les pinces;
• enroscant els forats a través de la part inferior del marc.

L’estructura de suport ha de ser de materials resistents a la corrosió. Independentment del mètode d’instal·lació, és impossible fer canvis en el disseny del panell i foradar forats addicionals.

La tasca del propietari és mantenir els panells nets. L’acumulació de pols, neu i excrement d’ocells a la pantalla en un mínim d’un 10% redueix la quantitat d’electricitat produïda pel sistema.

Opcions de connexió de cèl·lules solars

Els panells solars consten de diversos panells separats. Per augmentar els paràmetres de sortida del sistema en forma de potència, tensió i corrent, els elements estan connectats entre si, aplicant les lleis de la física.

La connexió de diversos panells entre ells es pot realitzar aplicant un dels tres esquemes per a la instal·lació de plaques solars:

• paral·lel;
• seqüencial;
• mixt.

Un circuit paral·lel consisteix a connectar els mateixos terminals els uns amb els altres, en els quals els elements tenen dos nodes comuns de convergència de conductors i la seva ramificació.

En un circuit paral·lel, els "pluses" estan connectats amb els "pluses", i els "minuses" amb els "minuses", com a resultat que el corrent de sortida augmenta, i la tensió de sortida es manté dins dels 12 volts.

El valor del màxim corrent de sortida possible en un circuit paral·lel és directament proporcional nombre d’elements connectats. Al nostre article recomanat es detallen els principis per calcular la quantitat.

El circuit en sèrie implica connectar els pols oposats: el “plus” del primer plafó al “menys” del segon. El "plus" restant inutilitzat del segon panell i el "menys" de la primera bateria es connecten al controlador situat més avall del circuit.

Aquest tipus de connexió crea les condicions per al flux de corrent elèctric, en què queda l’única forma de transferència d’energia de la font al consumidor.

Amb un esquema de connexió en sèrie, el voltatge de sortida augmenta i arriba a una marca de 24 volts, que és suficient per alimentar equips portàtils, llums LED i alguns consumidors d'energia

Un circuit en paral·lel en sèrie o mixt s’utilitza més sovint quan és necessari connectar diversos grups de bateries. Aplicant aquest circuit a la sortida, es pot augmentar tant la tensió com el corrent.

Amb un esquema de connexió en sèrie-paral·lel, la tensió de sortida arriba a un punt les característiques més adequades per resoldre la majoria dels problemes domèstics

Aquesta opció és beneficiosa en el sentit que en cas de fallada d’un dels elements estructurals del sistema, continuen funcionant altres circuits de connexió. Això augmenta significativament la fiabilitat de tot el sistema.

El principi de muntatge del circuit combinat es basa en el fet que els dispositius dins de cada grup estan connectats en paral·lel. I la connexió de tots els grups d’un circuit es realitza de manera seqüencial.

Combinant diferents tipus de connexions, no serà difícil muntar una bateria amb els paràmetres necessaris. El principal és que el nombre d’elements connectats ha de ser tal que la tensió de funcionament subministrada a les bateries, tenint en compte la seva caiguda en el circuit de càrrega, superi la tensió de bateriesmentre que el corrent de càrrega de la bateria proporcionava el valor requerit del corrent de càrrega.

Esquema de muntatge d’un sistema elèctric solar

La connexió de plaques solars es realitza mitjançant l’ús de cables de connexió incorporats amb una secció de 4 mm². Els cables de coure d'un sol nucli són els més adequats per a aquest propòsit, la seva trena aïllant és resistent a les radiacions ultraviolades.

En el cas d’utilitzar un filferro l’aïllament del qual no sigui resistent als rajos UV, es recomana corrugar el revestiment exterior.

L’extrem de cada fil es connecta al connector MC4 mitjançant soldadura o sega, cosa que garanteix una connexió estreta

Independentment de l’esquema seleccionat anteriorment connectant plaques solars sense fallar és necessari comprovar el cablejat correcte.

Quan es connecten els panells, no es recomana superar els requisits tècnics per a la tensió i la tensió màxima d’altres dispositius admissibles. És important que seguiu les especificacions del fabricant per al controlador i el convertidor de càrrega.

El sistema de muntatge estàndard de la central solar més simple és el següent.

El diagrama de connexió dels panells a la bateria, inversor i controlador té un disseny senzill i, per tant, no causa dificultats especials per connectar-se

Per evitar el trencament el controlador, quan es connecten elements del sistema és important seguir la seqüència.

Els treballs d’instal·lació es realitzen en diverses etapes:

1. La bateria està connectada al controlador, utilitzant els connectors adequats per a això i sense oblidar observar la polaritat.
2. Al controlador mitjançant els connectors, observant la mateixa polaritat, hi ha connectada una bateria solar.
3. Es connecta una càrrega de 12 V a les preses del controlador.
4. Si cal convertir la tensió elèctrica de 12 a 220 V, s'inclou un inversor al circuit. Només està connectat a la bateria i en cap cas directament al controlador.
5. A la sortida lliure del convertidor connecteu aparells elèctrics dissenyats per a una tensió de 220 V.

Després de realitzar la connexió, heu de comprovar la polaritat i mesurar la tensió del circuit obert dels panells. Si l’indicador difereix del valor del passaport, la connexió és incorrecta.

Per connectar el dispositiu al sistema, no cal obrir la caixa de connexió: tots els connectors es troben a l’accessibilitat

A l’última fase, s’ha de posar a terra la bateria solar. Per minimitzar la probabilitat que hi hagi un curtcircuit, s’instal·len fusibles a la unió entre la bateria, l’inversor i el controlador.

L’energia de les centrals solars trobarà aplicació a l’alimentació d’electrodomèstics de baix consum i a la càrrega de les bateries d’equips mòbils:

Aquells que vulguin construir una bateria solar amb les seves pròpies mans ajudaran la informació que es dóna al següent article.

Connexió d’elements multidireccionals

Utilitzant un esquema d'instal·lació seqüencial per a panells solars, per no reduir l'eficiència dels dispositius, tots els panells del circuit comú haurien de situar-se al mateix angle i en el mateix pla.

Si els panells es troben en diferents plans, això pot conduir al fet que els propers o més il·luminats funcionin més potents que els situats una mica més enllà.

Això significa que el panell proper generarà electricitat, algunes de les quals aniran a escalfar els panells allunyats. I el motiu és que el corrent flueix pel camí de menys resistència. Per minimitzar les pèrdues, és millor utilitzar un controlador separat per a cada panell.

Els principals requisits quan s’utilitza el controlador són la potència dels panells connectats de més d’1 kW i la distància entre les bateries a una distància prou gran.

Podeu resoldre el problema mitjançant la instal·lació de díodes tallats. Es col·loquen a l’interior entre les plaques. Degut a això, donant el màxim indicador de potència, les plaques no es sobreescalfen.

Igualment important és la caiguda de tensió en les connexions, així com els fils propis de la part de baixa tensió del sistema.

Taula de desajust entre la potència transmesa i la secció del filferro, en vermell que indica els paràmetres en els quals hi ha risc de perill greu d’incendi

Un exemple és el fet que una secció mesuradora d’un cable amb una secció de 4 mm² quan el corrent passa per l’indicador 80A (tensió 12 V), els valors cauen un 3,19%, que és de 30,6 watts. Quan s'utilitza voltes, la caiguda de tensió pot variar de 0,1 a 0,3 V.

Combinació d’energia solar i una xarxa estacionària

Quan es planifica utilitzar l'electricitat del sol en paral·lel amb la xarxa estacionària centralitzada equipada, l'esquema de connexió és lleugerament diferent. I el principal motiu d'aquesta decisió és que el consumidor privat no té l'oportunitat de "bolcar" l'energia que queda.

I això pot provocar caigudes de tensió de fins a un segon.

Quan es combina l'electricitat solar amb una xarxa centralitzada estacionària, es guien per la mateixa regla: com més fonts estiguin connectades, més complicat serà el circuit

Segons el diagrama anterior, el voltatge de l’heliòpolis es dirigeix ​​primer cap a la bateria, i des d’allà es transmet a la càrrega.

A l’hora de dissenyar aquesta opció d’instal·lació, cal tenir en compte dos tipus de càrrega:

• no reservat - llum a la casa, electrodomèstics, etc .;
• reservat - enllumenat d’emergència, nevera, caldera elèctrica.

Penseu en compte: com més gran sigui la capacitat de la bateria, més aparells elèctrics redundants funcionen fora de línia.

A l’hora d’escollir aquest mètode de generació d’energia a la xarxa, prepareu-vos perquè haureu d’elaborar un permís a les xarxes d’energia locals.

Tot i que inversors solars Generen tensió, la qualitat de vegades és superior a la d’una xarxa centralitzada, les xarxes d’energia locals no donen llum verda al comptador per girar en sentit contrari.

Per això, segons l’esquema, els inversors solars deixen de funcionar en el moment d’una fallada d’energia. I la càrrega redundant comença a "alimentar-se" de la bateria.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els autors del material de vídeo, que es proporciona a continuació, comparteixen la seva experiència personal i analitzen els matisos de la instal·lació de plaques solars.

Vídeo # 1. Un exemple de muntatge i instal·lació d’un sistema construït a la fàbrica:

Vídeo # 2. Com instal·lar correctament els panells:

En el procés de connexió de diversos panells amb altres elements del sistema no hi ha res complicat. Però per a un mestre novell, el procés pot arribar a ser difícil. Per tant, en absència d’experiència en càlculs i habilitats d’instal·lació, heu de contactar amb un especialista que en tingui els coneixements necessaris.

Voleu explicar com vau construir la vostra central solar per a una casa d’estiu o una casa de camp? Potser coneixeu les subtileses del procés que no es descriuen a l’article? Escriviu comentaris al bloc següent, feu preguntes, compartiu opinions i fotos sobre el tema de l'article.