Schematy i metody łączenia paneli słonecznych: jak prawidłowo zainstalować panel słoneczny

Alternatywne źródło energii oparte na panelach słonecznych jest doskonałą opcją do zorganizowania niezależnego zaopatrzenia w energię. Zapewni wysoką wydajność energetyczną nie tylko w upalne dni, ale także w pochmurne dni. Byłoby miło mieć takie urządzenie w domu, prawda?

Aby to zrobić, wystarczy poprawnie wybrać komponenty techniczne i zainstalować. Każdy może to zrobić, znając schematy i metody łączenia paneli słonecznych. Powiemy Ci, jak zbudować system produkcyjny, który przetwarza „zieloną energię” w energię elektryczną, która jest potrzebna do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego.

Ponadto dowiesz się, jak wybrać miejsce instalacji paneli słonecznych i jak połączyć je ze stacjonarną siecią energetyczną. Przydatne wskazówki i ważne zalecenia skutecznie pomogą mistrzom domu. Aby uprościć postrzeganie, podano zdjęcia tematyczne, diagramy i filmy.

Urządzenie słoneczne

Planując samodzielnie podłączyć panele słoneczne, musisz wiedzieć, z jakich elementów składa się system.

Panele słoneczne składają się z zestawu baterie na ogniwach fotowoltaicznychktórego głównym celem jest przekształcenie energii słonecznej w energię elektryczną. Obecna siła układu zależy od natężenia światła: im jaśniejsze promieniowanie, tym większy generowany prąd.

Główne elementy konstrukcyjne systemu to:

• Bateria słoneczna - Przekształca światło słoneczne w energię elektryczną.
• Bateria - Źródło prądu chemicznego, które gromadzi wytworzoną energię elektryczną.
• Kontroler ładowania - monitoruje napięcie akumulatorów.
• Falownik, który przekształca stałe napięcie elektryczne akumulatora na 220 V prądu przemiennego, co jest niezbędne do funkcjonowania systemu oświetleniowego i działania urządzeń gospodarstwa domowego.
• Bezpiecznikizainstalowany między wszystkimi elementami systemu i zabezpieczający system przed zwarciem.
• Zestaw złącz standard MC4.

Oprócz głównego celu kontrolera jest monitorowanie napięcia baterii, urządzenie w razie potrzeby wyłącza niektóre elementy. Jeśli wskaźnik na zaciskach akumulatora w ciągu dnia osiągnie znak 14 woltów, co oznacza, że ​​ładują się, kontroler przerywa ładowanie.

Oprócz modułu słonecznego urządzenie takiej elektrowni obejmuje konwertery fotowoltaiczne - sterownik i falownik, a także podłączone do nich baterie

W nocy, gdy wskaźnik napięcia akumulatora osiąga bardzo niski poziom 11 woltów, sterownik zatrzymuje elektrownię.

Gdzie lepiej jest zainstalować panele?

Pierwszą rzeczą do zrobienia przed zainstalowaniem i podłączeniem baterii słonecznej jest określenie lokalizacji urządzenia.

Do instalacji modułów fotowoltaicznych wygodnie jest używać stacjonarnych konstrukcji wykonanych z profili metalowych lub bardziej nowoczesnych obrotowych analogów

Panele słoneczne można umieścić w prawie każdym dobrze oświetlonym miejscu:

• na dachu wiejskiej chaty;
• na balkonie budynku mieszkalnego;
• na terytorium przylegającym do domu.

Najważniejsze jest zapewnienie warunków niezbędnych do uzyskania maksymalnego wytwarzania energii. Jednym z nich jest orientacja i kąt nachylenia względem horyzontu. Tak więc pochłaniająca światło powierzchnia urządzenia powinna być skierowana na stronę południową.

Idealnie byłoby, gdyby promienie słoneczne padały na nią pod kątem 90 °. Aby osiągnąć ten efekt, należy wybrać optymalny kąt nachylenia w zależności od warunków klimatycznych regionu. Dla każdego regionu ten wskaźnik jest inny.

Aby zapewnić maksymalną wydajność ogniw słonecznych, zaleca się zmianę kąta urządzeń 2-4 razy w roku: 18 kwietnia, 24 sierpnia, 7 października i 5 marca

Na przykład w regionie moskiewskim kąt nachylenia powierzchni paneli słonecznych w miesiącach letnich wynosi 15–20 °, aw miesiącach zimowych zmienia się na 60–70 °.

Umieszczając panele słoneczne na terytorium sąsiadującym z domem, lepiej jest unieść panele nad powierzchnię gleby o co najmniej pół metra - w przypadku silnych opadów śniegu. To rozwiązanie jest poprawne w tym sensie, że zapewnia wystarczającą odległość dla cyrkulacji powietrza.

Warto pamiętać, że nawet mały cień niekorzystnie wpływa na wytwarzanie energii elektrycznej przez urządzenie. Panele należy umieszczać tylko w miejscach, które nie podlegają nawet najmniejszemu zacienieniu.

Niektórzy „rzemieślnicy” instalują dodatkowe szyby na panelach, aby chronić akumulatory, ale nawet przy widocznej przezroczystości szklana warstwa pośrednia może zmniejszyć wydajność paneli o 30%

Istnieje kilka sposobów naprawy paneli:

• poprzez aktywację zacisków;
• przez wkręcenie otworów przelotowych znajdujących się na dole ramy.

Konstrukcja nośna musi być wykonana z materiałów odpornych na korozję. Bez względu na metodę instalacji nie można wprowadzać zmian w projekcie panelu i wiercić dodatkowych otworów.

Zadaniem właściciela domu jest utrzymanie paneli w czystości. Nagromadzenie kurzu, śniegu i odchodów ptaków na ekranie o co najmniej 10% zmniejsza ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez system.

Opcje podłączenia ogniw słonecznych

Panele słoneczne składają się z kilku oddzielnych paneli. Aby zwiększyć parametry wyjściowe układu w postaci mocy, napięcia i prądu, elementy są ze sobą połączone, stosując prawa fizyki.

Połączenie kilku paneli ze sobą można wykonać, stosując jeden z trzech schematów instalacji paneli słonecznych:

• równoległy;
• sekwencyjny;
• mieszane

Obwód równoległy polega na połączeniu ze sobą tych samych zacisków, w których elementy mają dwa wspólne węzły zbieżności przewodów i ich rozgałęzienia.

W obwodzie równoległym „plusy” są połączone z „plusami”, a „minusy” z „minusami”, w wyniku czego wzrasta prąd wyjściowy, a napięcie wyjściowe pozostaje w granicach 12 woltów

Wartość maksymalnego możliwego prądu wyjściowego w obwodzie równoległym jest wprost proporcjonalna liczba połączonych elementów. Zasady obliczania ilości podano w naszym zalecanym artykule.

Obwód szeregowy obejmuje podłączenie przeciwnych biegunów: „plus” pierwszego panelu do „minus” drugiego. Pozostałe niewykorzystane „plusy” drugiego panelu i „minus” pierwszej baterii są podłączone do kontrolera znajdującego się w dalszej części obwodu.

Ten rodzaj połączenia stwarza warunki dla przepływu prądu elektrycznego, w którym pozostaje jedyny sposób na transfer energii ze źródła do odbiorcy.

W schemacie połączeń szeregowych napięcie wyjściowe rośnie i osiąga wartość 24 woltów, co wystarcza do zasilania urządzeń przenośnych, lamp LED i niektórych odbiorników energii

Obwód szeregowo-równoległy lub mieszany jest najczęściej używany, gdy konieczne jest podłączenie kilku grup akumulatorów. Dzięki zastosowaniu tego obwodu na wyjściu można zwiększyć zarówno napięcie, jak i prąd.

W schemacie połączeń szeregowo-równoległych napięcie wyjściowe osiąga punkt, którego charakterystyka jest najbardziej odpowiednia do rozwiązania większości problemów domowych

Ta opcja jest korzystna w tym sensie, że w przypadku awarii jednego z elementów konstrukcyjnych systemu inne obwody łączące nadal działają. To znacznie zwiększa niezawodność całego systemu.

Zasada montażu połączonego obwodu opiera się na fakcie, że urządzenia w każdej grupie są połączone równolegle. A połączenie wszystkich grup w jednym obwodzie odbywa się sekwencyjnie.

Łącząc różne rodzaje połączeń, montaż akumulatora o niezbędnych parametrach nie będzie trudny. Najważniejsze jest to, że liczba podłączonych elementów musi być taka, aby napięcie robocze doprowadzone do akumulatorów, biorąc pod uwagę ich spadek w obwodzie ładowania, przekraczało napięcie bateriepodczas gdy prąd obciążenia akumulatora zapewnia wymaganą wartość prądu ładowania.

Schemat montażu słonecznego układu elektrycznego

Połączenie paneli słonecznych odbywa się za pomocą wbudowanych przewodów łączących o przekroju 4 mm². Do tego celu najlepiej nadają się druty miedziane jednożyłowe, ich oplot izolacyjny jest odporny na promieniowanie ultrafioletowe.

W przypadku stosowania drutu, którego izolacja nie jest odporna na promienie UV, zaleca się karbowanie jego zewnętrznej podszewki.

Koniec każdego drutu jest podłączony do złącza MC4 przez lutowanie lub zaciskanie, co zapewnia szczelne połączenie

Niezależnie od wybranego schematu wcześniej łączenie paneli słonecznych bezbłędnie należy sprawdzić prawidłowe okablowanie.

Podczas podłączania paneli nie zaleca się przekraczania wymagań technicznych dotyczących dopuszczalnego prądu i maksymalnego napięcia innych urządzeń. Ważne jest, aby postępować zgodnie ze specyfikacjami producenta regulatora ładowania i falownika.

Standardowy schemat montażu najprostszej elektrowni słonecznej jest następujący.

Schemat połączeń paneli z akumulatorem, falownikiem i sterownikiem ma prostą konstrukcję i dlatego nie powoduje szczególnych trudności w podłączeniu

Aby uniknąć pęknięcia kontroler, podczas łączenia elementów systemu ważne jest przestrzeganie sekwencji.

Prace instalacyjne są wykonywane w kilku etapach:

1. Bateria jest podłączona do kontrolera, wykorzystując do tego odpowiednie złącza i nie zapominając o obserwacji biegunowości.
2. Do kontrolera poprzez złącza, zachowując tę ​​samą polaryzację, podłączony jest akumulator słoneczny.
3. Obciążenie 12 V jest podłączone do gniazd kontrolera.
4. Jeśli konieczne jest przekształcenie napięcia elektrycznego z 12 na 220 V, wówczas w obwodzie znajduje się falownik. Jest podłączony tylko do akumulatora, aw żadnym wypadku nie bezpośrednio do kontrolera.
5. Do wolnej mocy wyjściowej falownika podłącz urządzenia elektryczne zaprojektowane na napięcie 220 V.

Po wykonaniu połączenia należy sprawdzić polaryzację i zmierzyć napięcie obwodu otwartego paneli. Jeśli wskaźnik różni się od wartości paszportu, połączenie jest nieprawidłowe.

Aby podłączyć urządzenie do systemu, nie trzeba otwierać skrzynki przyłączeniowej - wszystkie złącza znajdują się w dostępie

Na ostatnim etapie bateria słoneczna musi być uziemiona. Aby zminimalizować prawdopodobieństwo zwarcia, bezpieczniki są instalowane na styku akumulatora, falownika i sterownika.

Energia elektrowni słonecznych znajdzie zastosowanie w zasilaniu urządzeń gospodarstwa domowego małej mocy oraz w ładowaniu akumulatorów urządzeń mobilnych:

Ci, którzy chcą zbudować baterię słoneczną własnymi rękami, pomogą podanym informacjom w następnym artykule.

Połączenie elementów wielokierunkowych

Stosując sekwencyjny schemat instalacji paneli słonecznych, aby nie zmniejszać wydajności urządzeń, wszystkie panele wspólnego obwodu powinny być umieszczone pod tym samym kątem i na tej samej płaszczyźnie.

Jeśli panele znajdują się w różnych płaszczyznach, może to prowadzić do tego, że bliski lub bardziej oświetlony będzie działał mocniej niż te umieszczone nieco dalej.

Oznacza to, że bliski panel wytworzy elektryczność, z której część odejdzie, aby ogrzać odległe panele. A powodem jest to, że prąd płynie wzdłuż ścieżki najmniejszego oporu. Aby zminimalizować straty, lepiej jest użyć osobnego kontrolera dla każdego panelu.

Główne wymagania podczas korzystania ze sterownika to moc podłączonych paneli powyżej 1 kW oraz odległość między akumulatorami na wystarczająco dużej odległości

Możesz rozwiązać problem, instalując odcięte diody. Są one umieszczone między płytami. Z tego powodu, dając wskaźnik maksymalnej mocy, płyty nie przegrzewają się.

Równie ważny jest spadek napięcia w połączeniach, a także same druty niskonapięciowej części systemu.

Tabela niedopasowania między przenoszoną mocą a przekrojem drutu, czerwona wskazująca parametry, przy których istnieje ryzyko silnego, niebezpiecznego nagrzewania

Przykładem jest fakt, że odcinek metryczny kabla o przekroju 4 mm² gdy prąd przepływa przez wskaźnik 80A (napięcie 12 V), wartości spadają o 3,19%, czyli 30,6 wata. Podczas stosowania skrętów spadek napięcia może wynosić od 0,1 do 0,3 V.

Połączenie energii słonecznej i sieci stacjonarnej

Planując równoległe wykorzystanie elektryczności słonecznej z wyposażoną scentralizowaną siecią stacjonarną, schemat połączeń jest nieco inny. A głównym powodem tej decyzji jest to, że prywatny konsument nie ma możliwości „zrzucenia” pozostałej energii.

A to może powodować spadki napięcia trwające do jednej sekundy.

Łącząc energię słoneczną ze stacjonarną scentralizowaną siecią, kierują się tą samą zasadą: im więcej źródeł jest podłączonych, tym bardziej skomplikowany staje się obwód

Zgodnie z powyższym schematem napięcie z heliopolis jest najpierw kierowane w stronę akumulatora, a stamtąd jest przekazywane do obciążenia.

Projektując taką opcję instalacji, należy wziąć pod uwagę dwa rodzaje obciążeń:

• nie zastrzeżone - światło w domu, sprzęcie gospodarstwa domowego itp.;
• zastrzeżone - oświetlenie awaryjne, lodówka, kocioł elektryczny.

Zastanów się: im większa pojemność baterii, tym więcej zbędnych urządzeń elektrycznych będzie działać w trybie offline.

Wybierając tę ​​metodę generowania energii do sieci, przygotuj się na to, że będziesz musiał sporządzić pozwolenie w lokalnych sieciach energetycznych.

Pomimo tego falowniki słoneczne Generują napięcie, którego jakość jest czasem wyższa niż w sieci scentralizowanej, lokalne sieci energetyczne nie dają zielonemu światłu licznika, aby mógł obracać się w przeciwnym kierunku.

Z tego powodu, zgodnie ze schematem, falowniki słoneczne przestają działać w chwili awarii zasilania. Nadmiarowy ładunek zaczyna być „zasilany” z akumulatora.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Autorzy zamieszczonego poniżej materiału wideo dzielą się osobistymi doświadczeniami i analizują niuanse instalacji paneli słonecznych.

Wideo nr 1. Przykład montażu i instalacji systemu fabrycznego:

Wideo nr 2. Jak poprawnie zainstalować panele:

Nie ma nic skomplikowanego w procesie łączenia kilku paneli z innymi elementami systemu. Ale dla początkującego mistrza proces może stać się trudny. Dlatego przy braku doświadczenia w obliczeniach i umiejętnościach instalacyjnych powinieneś skontaktować się ze specjalistą, który ma niezbędną wiedzę.

Chcesz opowiedzieć, jak zbudowałeś własną elektrownię słoneczną na dom letni lub wiejski? Być może znasz subtelności procesu, które nie są opisane w tym artykule? Napisz komentarz w bloku poniżej, zadawaj pytania, dziel się opiniami i zdjęciami na temat artykułu.