ערכות ושיטות לחיבור פאנלים סולאריים: כיצד להתקין כראוי את הפאנל הסולארי

מקור אנרגיה חלופי המבוסס על פאנלים סולאריים הוא אפשרות מצוינת לארגון אספקת אנרגיה עצמאית. זה יספק יעילות אנרגטית גבוהה לא רק בימים חמים, אלא גם במזג אוויר מעונן. יהיה נחמד שיהיה מכשיר כזה בבית, נכון?

לשם כך, עליך רק לבחור נכון את הרכיבים הטכניים ולהתקין. כל אחד יכול לעשות זאת, תוך הכרת התוכניות והשיטות לחיבור פאנלים סולאריים. אנו אגיד לך כיצד לבנות מערכת ייצור המעבדת "אנרגיה ירוקה" לחשמל, הנחוצה להפעלת ציוד ביתי.

בנוסף, תלמדו כיצד לבחור מקום להתקנת פאנלים סולאריים וכיצד לשלב אותם עם רשת חשמל נייחת. טיפים שימושיים והמלצות חשובות יעזרו לאדוני הבית. כדי לפשט את התפיסה ניתנים צילומים נושאיים, תרשימים וסרטונים.

מכשיר סולארי

כשאתם מתכננים לחבר עצמכם פאנלים סולאריים, עליכם לקבל מושג מאילו אלמנטים המערכת מורכבת.

לוחות סולאריים מורכבים מערכה סוללות בתאים פוטו וולטאייםשמטרתו העיקרית היא להמיר אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית. חוזק הזרם של המערכת תלוי בעוצמת האור: ככל שהקרינה בהירה יותר, כך הזרם הנוצר גדול יותר.

האלמנטים המבניים העיקריים של המערכת הם:

• סוללה סולארית - ממיר אור שמש לאנרגיה חשמלית.
• סוללה - מקור זרם כימי שצובר אנרגיה חשמלית שנוצרת.
• בקר טעינה - מפקח על מתח הסוללות.
• מהפךאשר ממיר את המתח החשמלי הקבוע של הסוללה ל- AC 220V, הנחוץ לתפקוד מערכת התאורה ולהפעלת מכשירי חשמל ביתיים.
• נתיכיםמותקן בין כל רכיבי המערכת והגנה על המערכת מפני קצר חשמלי.
• סט מחברים MC4 סטנדרטי.

בנוסף למטרה העיקרית של הבקר היא ניטור מתח הסוללות, המכשיר מכבה אלמנטים מסוימים לפי הצורך. אם המחוון בסופי הסוללה בשעות היום מגיע לסימן של 14 וולט, מה שמצביע על טעינתם מחדש, הבקר קוטע טעינה.

בנוסף למודול הסולארי, המכשיר של תחנת כוח כזו כולל ממירים פוטו-וולטאיים - בקר ומהפך, כמו גם סוללות המחוברות אליהם.

במהלך תקופת הלילה, כאשר מחוון מתח הסוללה מגיע לרמה נמוכה במיוחד של 11 וולט, הבקר עוצר את תחנת הכוח.

היכן עדיף להתקין את הלוחות?

הדבר הראשון שצריך לעשות לפני התקנת וחיבור הסוללה הסולארית הוא לקבוע את מיקום היחידה.

להתקנת מודולים פוטו-וולטאים, נוח להשתמש במבנים נייחים העשויים מפרופילי מתכת, או אנלוגים סיבוביים מודרניים יותר.

ניתן להציב פאנלים סולאריים כמעט בכל מקום מואר היטב:

• על גג קוטג 'כפרי;
• במרפסת בניין הדירות;
• בשטח הסמוך לבית.

העיקר לספק את התנאים הדרושים להשגת ייצור חשמל מרבי. אחד מאלה הוא כיוון וזווית הנטייה ביחס לאופק. לכן יש להפנות את המשטח הסופג אור של היחידה לצד הדרומי.

באופן אידיאלי, קרני השמש צריכות ליפול עליו בגובה 90 °. כדי להשיג אפקט זה, יש צורך לבחור את זווית המדרון האופטימלית בהתאם לתנאי האקלים של האזור. עבור כל אזור, אינדיקטור זה שונה.

כדי להבטיח ביצועים מקסימליים של תאים סולאריים, מומלץ לשנות את זווית המכשירים 2-4 פעמים בשנה: 18 באפריל, 24 באוגוסט, 7 באוקטובר ו -5 במרץ.

לדוגמה, באזור מוסקבה זווית ההטיה של פני התא הסולארי בחודשי הקיץ היא 15-20 מעלות, ובחודשי החורף הוא משתנה ל 60-70 מעלות.

כשמניחים פאנלים סולאריים על השטח הסמוך לבית, עדיף להרים את הפאנלים מעל פני האדמה בחצי מטר לפחות - במקרה של שלג כבד. פיתרון זה נכון במובן זה שהוא מספק מרחק מספיק לזרימת אוויר.

כדאי לזכור שאפילו צל קטן משפיע לרעה על ייצור החשמל על ידי היחידה. יש למקם פאנלים רק במקומות שאינם כפופים אפילו להצללה קלה ביותר.

כמה "בעלי מלאכה" מתקינים זכוכית נוספת על גבי הלוחות כדי להגן על הסוללות, אך אפילו בשקיפות נראית לעין, שכבת הזכוכית יכולה להפחית את יעילות הלוחות ב -30%

ישנן מספר דרכים לתקן את הלוחות:

• על ידי הפעלת מלחציים;
• על ידי בריחה דרך החורים דרך שנמצאים בתחתית המסגרת.

על המבנה התומך להיות עשוי מחומרים עמידים בפני קורוזיה. ללא קשר לשיטת ההתקנה, אי אפשר לבצע שינויים בעיצוב הפאנלים ולקדוח חורים נוספים.

המשימה של בעל הבית היא לשמור על ניקיון הפאנלים. הצטברות אבידות, שלג וירידות ציפורים על המסך בשיעור של לפחות 10% מקטינה את כמות החשמל המיוצרת על ידי המערכת.

אפשרויות חיבור לתאים סולאריים

לוחות סולאריים מורכבים מכמה לוחות נפרדים. כדי להגדיל את פרמטרי הפלט של המערכת בצורה של כוח, מתח וזרם, האלמנטים מחוברים זה לזה, מיישמים את חוקי הפיזיקה.

ניתן לבצע חיבור של כמה פאנלים זה לזה על ידי החלת אחת משלושת התוכניות להתקנת פאנלים סולאריים:

• מקביל;
• רצף;
• מעורב.

מעגל מקביל כרוך בחיבור של אותם מסופים זה לזה, בהם האלמנטים יש שני צמתים משותפים להתכנסות של מוליכים וענפיהם.

במעגל מקביל, ה"פלוסים "מחוברים עם ה"פלוסים", ו"המינוסים "עם" המינוסים ", כתוצאה מהם זרם היציאה עולה, ומתח היציאה נשאר בתוך 12 וולט

הערך של זרם הפלט המרבי האפשרי במעגל מקביל הוא ביחס ישר מספר הפריטים המחוברים. העקרונות לחישוב הכמות ניתנים במאמר המומלץ שלנו.

המעגל הסדרתי כולל חיבור הקטבים ההפוכים: "פלוס" הלוח הראשון ל"מינוס "של השני. הנותר "פלוס" הבלתי מנוצל של הלוח השני וה"מינוס "של הסוללה הראשונה מחוברים לבקר שנמצא בהמשך המעגל.

חיבור מסוג זה יוצר את התנאים לזרימת הזרם החשמלי, בהם נותרה הדרך היחידה להעברת אנרגיה מהמקור לצרכן.

בעזרת סכמת חיבור טורית מתח המוצא גדל ומגיע לסימן של 24 וולט, המספיק להעברת ציוד נייד, מנורות LED וכמה צרכני חשמל.

לרוב משתמשים במעגל סדרתי-מקביל או מעורב כאשר יש צורך לחבר כמה קבוצות של סוללות. על ידי החלת מעגל זה לפלט ניתן להגביר את המתח והזרם כאחד.

באמצעות סכימה של חיבור מקבילי, מתח היציאה מגיע לנקודה שמאפייניה מתאימים ביותר לפיתרון עיקר הבעיות הביתיות

אפשרות זו מועילה במובן זה שבמקרה של כישלון של אחד האלמנטים המבניים של המערכת, מעגלי חיבור אחרים ממשיכים לתפקד. זה מגדיל באופן משמעותי את האמינות של המערכת כולה.

עקרון ההרכבה של המעגל המשולב מבוסס על העובדה שההתקנים בתוך כל קבוצה מחוברים במקביל. והחיבור של כל הקבוצות במעגל אחד מתבצע ברצף.

בשילוב סוגים שונים של חיבורים, לא יהיה קשה להרכיב סוללה עם הפרמטרים הדרושים. העיקר שמספר האלמנטים המחוברים חייב להיות כזה שמתח ההפעלה המסופק לסוללות, בהתחשב בנפילתו במעגל הטעינה, עולה על המתח של סוללותבעוד שזרם העומס של הסוללה סיפק את הערך הנדרש של זרם הטעינה.

תרשים הרכבה של מערכת חשמל סולארית

חיבור לוחות סולאריים מתבצע באמצעות חוטי חיבור מובנים עם חתך רוחב של 4 מ"מ². חוטי נחושת חד ליבתיים הם המתאימים ביותר למטרה זו, הצמה הבידודית שלהם עמידה בפני קרינה אולטרה סגולה.

במקרה של שימוש בחוט שבידודו אינו עמיד לקרני UV, מומלץ גלי את ריריתו החיצונית.

הקצה של כל חוט מחובר למחבר MC4 באמצעות הלחמה או כווץ, מה שמבטיח חיבור הדוק

ללא קשר לתכנית שנבחרה קודם חיבור פאנלים סולאריים מבלי להיכשל יש לבדוק את החיווט הנכון.

בעת חיבור הלוחות, לא מומלץ לחרוג מהדרישות הטכניות עבור הזרם המותר והמתח המרבי של התקנים אחרים. חשוב שתעקוב אחר מפרטי היצרן עבור בקר הטעינה והמהפך.

תוכנית ההרכבה הסטנדרטית של תחנת הכוח הסולארית הפשוטה ביותר היא כדלקמן.

דיאגרמת החיבור של הפאנלים לסוללה, המהפך והבקר היא בעלת עיצוב פשוט, ולכן אינה גורמת לקשיים מיוחדים בחיבור

כדי למנוע שבירה הבקר, בעת חיבור אלמנטים של המערכת חשוב לעקוב אחר הרצף.

עבודות ההתקנה מבוצעות במספר שלבים:

1. הסוללה מחוברת לבקר, באמצעות המחברים המתאימים לכך ולא שוכחת לשמור על הקוטביות.
2. לבקר דרך המחברים, תוך התבוננות באותה קוטביות, מחוברת סוללת שמש.
3. עומס של 12 וולט מחובר לשקעי הבקר.
4. אם יש צורך להמיר את המתח החשמלי בין 12 ל -220 וולט, אז כלול מהפך במעגל. הוא מחובר רק לסוללה ובשום מקרה לא ישירות לבקר.
5. לפלט החינמי של המהפך חבר מכשירי חשמל המיועדים למתח של 220 וולט.

לאחר יצירת החיבור, עליך לבדוק את הקוטביות ולמדוד את מתח המעגל הפתוח של הפאנלים. אם המחוון שונה מערך הדרכון, החיבור אינו נכון.

כדי לחבר את המכשיר למערכת, אין צורך לפתוח את תיבת הצומת - כל המחברים ממוקמים בנגישות

בשלב הסופי, יש לסמוך על סוללת השמש. כדי למזער את הסבירות לקצר, מותקנים נתיכים בצומת שבין הסוללה, המהפך והבקר.

האנרגיה של תחנות כוח סולאריות תמצא יישום בהספק מכשירי חשמל ביתיים בעלי הספק נמוך ובטעינת סוללות של ציוד נייד:

מי שמעוניין לבנות סוללה סולארית במו ידיו יעזור למידע שנמסר במאמר הבא.

חיבור של אלמנטים רב כיווניים

באמצעות תוכנית התקנה רציפה לפאנלים סולאריים, כדי לא להפחית את היעילות של המכשירים, יש להציב את כל הפאנלים של המעגל המשותף באותה זווית ובאותו מישור.

אם הפאנלים ממוקמים במישורים שונים, זה יכול להוביל לכך שהמוארים הקרובים יותר או יותר יעבדו יותר חזקים מאלו שנמצאים מעט רחוק יותר.

המשמעות היא שהפאנל הקרוב ייצור חשמל, שחלקו יעבור לחימום הפאנלים הרחוקים. והסיבה היא שהזרם זורם בדרך של התנגדות פחותה. כדי למזער הפסדים, עדיף להשתמש בבקר נפרד לכל לוח.

הדרישות העיקריות בעת השימוש בבקר הם כוח הלוחות המחוברים לאורך 1 קילוואט והמרחק בין הסוללות על מרחק מספיק גדול

אתה יכול לפתור את הבעיה על ידי התקנת דיודות חתוכות. הם מונחים בפנים בין הצלחות. בשל כך, נותן את מחוון ההספק המרבי, הלוחות אינם מתחממים יתר על המידה.

חשוב לא פחות הוא ירידת המתח בחיבורים, כמו גם החוטים עצמם של חלק המתח הנמוך של המערכת.

טבלת חוסר ההתאמה בין הכוח המועבר לחתך החוט, אדום המציין את הפרמטרים בהם קיים סכנה לחימום מסוכן באש חזק

דוגמא לכך היא העובדה שמקטע מטר של כבל עם חתך רוחב של 4 מ"מ² כאשר הזרם עובר דרך המחוון 80A (מתח 12 וולט), הערכים נופלים ב 3.19% שהם 30.6 וואט. בעת שימוש בפיתולים, ירידת המתח יכולה להשתנות בין 0.1 ל 0.3 V.

שילוב של אנרגיה סולארית ורשת נייחת

כאשר מתכננים להשתמש בחשמל מהשמש במקביל לרשת הנייחת והריכוז המאובזרת, תוכנית החיבור שונה במקצת. והסיבה העיקרית להחלטה זו היא שלצרכן הפרטי אין הזדמנות "לזרוק" את האנרגיה שנותרה.

וזה יכול לעורר ירידות מתח שנמשכות עד שנייה.

כשמשלבים חשמל סולרי עם רשת מרכזית נייחת, הם מונחים על ידי אותו כלל: ככל שמקושרים יותר מקורות, כך המעגל מסובך יותר

על פי התרשים לעיל, המתח מהליופוליס מופנה לראשונה לסוללה, ומשם הוא מועבר לעומס.

בעת תכנון אפשרות התקנה כזו, יש לקחת בחשבון שני סוגים של עומס:

• לא שמור - אור בבית, מכשירי חשמל ביתיים וכו ';
• שמור - תאורת חירום, מקרר, דוד חשמלי.

קחו בחשבון: ככל שקיבולת הסוללה גדולה יותר, מכשירי חשמל מיותרים יותר יעבדו במצב לא מקוון.

בבחירת שיטה זו להפקת אנרגיה לרשת, היו מוכנים לעובדה שתצטרכו לערוך היתר ברשתות האנרגיה המקומיות.

למרות זאת ממירים סולאריים הם מייצרים מתח שאיכותו לעיתים גבוהה מזו ברשת מרכזית, רשתות אנרגיה מקומיות אינן נותנות אור ירוק למטר שיסובב בכיוון ההפוך.

מסיבה זו, על פי התוכנית, ממירים סולאריים מפסיקים לפעול בזמן הפסקת חשמל. והעומס המיותר מתחיל "להזין" מהסוללה.

מסקנות ווידאו שימושי בנושא

מחברי חומר הווידיאו, המסופק להלן, חולקים את החוויה האישית שלהם ומנתחים את הדקויות של התקנת פאנלים סולאריים.

סרטון מס '1. דוגמה להרכבה והתקנה של מערכת שהוקמה במפעל:

סרטון מס '2. כיצד להתקין את הלוחות בצורה נכונה:

אין שום דבר מסובך בתהליך של חיבור מספר לוחות עם אלמנטים אחרים במערכת. אבל עבור מאסטר מתחיל, התהליך יכול להיות קשה. לכן, בהיעדר ניסיון בחישובי ומיומנויות התקנה, עליך לפנות למומחה שיש לו את הידע הדרוש.

רוצה לספר איך בנית תחנת כוח סולארית משלך לבית קיץ או בית כפרי? אולי אתה יודע את הדקויות של התהליך שלא מתואר במאמר? אנא כתוב הערות בגוש למטה, שאל שאלות, שתף דעות ותמונות בנושא המאמר.