Các sơ đồ và phương pháp kết nối các tấm pin mặt trời: làm thế nào để cài đặt đúng tấm pin mặt trời

Một nguồn năng lượng thay thế dựa trên các tấm pin mặt trời là một lựa chọn tuyệt vời để tổ chức một nguồn cung cấp năng lượng độc lập. Nó sẽ cung cấp hiệu quả năng lượng cao không chỉ trong những ngày nóng, mà cả trong thời tiết nhiều mây. Sẽ thật tuyệt nếu có một thiết bị như vậy ở nhà, phải không?

Để làm điều này, bạn chỉ cần chọn chính xác các thành phần kỹ thuật và cài đặt. Mọi người đều có thể làm điều này, biết các sơ đồ và phương pháp kết nối các tấm pin mặt trời. Chúng tôi sẽ cho bạn biết làm thế nào để xây dựng một hệ thống sản xuất xử lý năng lượng xanh của Đức thành điện năng, cần thiết để cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng.

Ngoài ra, bạn sẽ học cách chọn một nơi để lắp đặt các tấm pin mặt trời và cách kết hợp chúng với lưới điện cố định. Lời khuyên hữu ích và các khuyến nghị quan trọng sẽ giúp chủ nhà hiệu quả. Để đơn giản hóa nhận thức, hình ảnh, sơ đồ và video theo chủ đề được đưa ra.

Thiết bị năng lượng mặt trời

Khi có kế hoạch tự kết nối các tấm pin mặt trời, bạn cần có ý tưởng về các yếu tố mà hệ thống bao gồm.

Tấm năng lượng mặt trời bao gồm một bộ pin trên các tế bào quang điệnvới mục đích chính là chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện. Cường độ hiện tại của hệ thống phụ thuộc vào cường độ ánh sáng: bức xạ càng sáng, dòng điện được tạo ra càng lớn.

Các yếu tố cấu trúc chính của hệ thống là:

• Pin mặt trời - Chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng điện.
• Pin - Một nguồn hóa chất tích lũy năng lượng điện được tạo ra.
• Bộ điều khiển sạc - theo dõi điện áp của pin.
• Biến tần, chuyển đổi điện áp không đổi của pin thành AC 220 V, cần thiết cho hoạt động của hệ thống chiếu sáng và hoạt động của các thiết bị gia dụng.
• Cầu chìcài đặt giữa tất cả các yếu tố của hệ thống và bảo vệ hệ thống khỏi ngắn mạch.
• Bộ đầu nối MC4 tiêu chuẩn.

Ngoài mục đích chính của bộ điều khiển là theo dõi điện áp của pin, thiết bị sẽ tắt một số yếu tố cần thiết. Nếu chỉ báo trên các cực của pin vào ban ngày đạt đến mức 14 volt, điều này cho biết rằng chúng đang sạc lại, bộ điều khiển sẽ ngắt sạc.

Ngoài mô-đun năng lượng mặt trời, thiết bị của một nhà máy điện như vậy bao gồm các bộ chuyển đổi quang điện - bộ điều khiển và biến tần, cũng như pin được kết nối với chúng

Trong thời gian ban đêm, khi chỉ báo điện áp pin đạt mức cực thấp 11 volt, bộ điều khiển dừng nhà máy điện.

Nơi nào tốt hơn để cài đặt các bảng?

Điều đầu tiên cần làm trước khi lắp đặt và kết nối pin mặt trời là xác định vị trí của thiết bị.

Để lắp đặt các mô-đun quang điện, thuận tiện sử dụng các cấu trúc đứng yên làm bằng các cấu hình kim loại hoặc các chất tương tự quay hiện đại hơn

Các tấm pin mặt trời có thể được đặt ở hầu hết mọi nơi có ánh sáng tốt:

• trên mái nhà của một ngôi nhà nông thôn;
• trên ban công của tòa nhà chung cư;
• Trong lãnh thổ liền kề nhà.

Điều chính là cung cấp các điều kiện cần thiết để có được năng lượng tối đa. Một trong số đó là hướng và góc nghiêng so với đường chân trời. Vì vậy, bề mặt hấp thụ ánh sáng của đơn vị nên được hướng vào phía nam.

Lý tưởng nhất là các tia nắng mặt trời chiếu vào nó ở 90 °. Để đạt được hiệu ứng này, cần phải chọn góc dốc tối ưu tùy thuộc vào điều kiện khí hậu của khu vực. Đối với mỗi khu vực, chỉ số này là khác nhau.

Để đảm bảo hiệu suất tối đa của pin mặt trời, nên thay đổi góc của thiết bị 2-4 lần một năm: 18 tháng 4, 24 tháng 8, 7 tháng 10 và 5 tháng 3

Ví dụ, ở khu vực Moscow, góc nghiêng của bề mặt pin mặt trời trong những tháng mùa hè là 15 nhiệt20 °, và trong những tháng mùa đông, nó thay đổi thành 60 nhiệt70 °.

Khi đặt các tấm pin mặt trời trên lãnh thổ liền kề với ngôi nhà, tốt hơn là nhấc các tấm lên trên bề mặt đất ít nhất nửa mét - trong trường hợp tuyết rơi dày. Giải pháp này đúng theo nghĩa là nó cung cấp một khoảng cách đủ để lưu thông không khí.

Điều đáng ghi nhớ là ngay cả một cái bóng nhỏ cũng ảnh hưởng xấu đến việc phát điện của đơn vị. Các bảng chỉ nên được đặt ở những nơi không chịu bóng dù là nhỏ nhất.

Một số thợ thủ công của người Viking "lắp đặt thêm kính trên đỉnh các tấm pin để bảo vệ pin, nhưng ngay cả với độ trong suốt có thể nhìn thấy, lớp xen kẽ kính có thể giảm 30% hiệu quả của tấm pin

Có một số cách để sửa các bảng:

• bằng cách kích hoạt các kẹp;
• bằng cách bắt vít qua các lỗ xuyên qua nằm ở dưới cùng của khung.

Cấu trúc hỗ trợ phải được làm bằng vật liệu chống ăn mòn. Bất kể phương pháp cài đặt là gì, không thể thay đổi thiết kế bảng điều khiển và khoan thêm lỗ.

Nhiệm vụ của chủ nhà là giữ cho các tấm sạch sẽ. Sự tích tụ của bụi, tuyết và phân chim trên màn hình ít nhất 10% làm giảm lượng điện do hệ thống tạo ra.

Tùy chọn kết nối pin mặt trời

Các tấm pin mặt trời bao gồm một số tấm riêng biệt. Để tăng các tham số đầu ra của hệ thống dưới dạng công suất, điện áp và dòng điện, các phần tử được kết nối với nhau, áp dụng các định luật vật lý.

Việc kết nối nhiều tấm với nhau có thể được thực hiện bằng cách áp dụng một trong ba phương án lắp đặt tấm pin mặt trời:

• song song;
• tuần tự;
• hỗn hợp.

Một mạch song song liên quan đến việc kết nối các đầu cuối giống nhau với nhau, trong đó các phần tử có hai nút chung là sự hội tụ của các dây dẫn và sự phân nhánh của chúng.

Trong một mạch song song, "điểm cộng" được kết nối với "điểm cộng" và "điểm trừ" với "điểm trừ", do đó dòng điện đầu ra tăng và điện áp đầu ra vẫn duy trì trong vòng 12 volt

Giá trị của dòng điện đầu ra tối đa có thể có trong một mạch song song tỷ lệ thuận với nhau số lượng các mục được kết nối. Các nguyên tắc để tính toán số lượng được đưa ra trong bài viết khuyến nghị của chúng tôi.

Mạch nối tiếp liên quan đến việc kết nối các cực đối diện: cộng với cộng đồng của bảng điều khiển thứ nhất với bảng trừ trừ thứ hai. Phần còn lại chưa được sử dụng cộng với cộng đồng của bảng điều khiển thứ hai và phần trừ điểm của pin thứ nhất được kết nối với bộ điều khiển nằm ở phía dưới mạch.

Kiểu kết nối này tạo ra các điều kiện cho dòng điện, trong đó vẫn là cách duy nhất để truyền năng lượng từ nguồn tới người tiêu dùng.

Với sơ đồ kết nối nối tiếp, điện áp đầu ra tăng và đạt mốc 24 volt, đủ để cung cấp năng lượng cho thiết bị cầm tay, đèn LED và một số người tiêu dùng điện

Một mạch song song hoặc mạch hỗn hợp thường được sử dụng nhất khi cần kết nối một số nhóm pin. Bằng cách áp dụng mạch này cho đầu ra, cả điện áp và dòng điện có thể được tăng lên.

Với sơ đồ kết nối song song nối tiếp, điện áp đầu ra đạt đến điểm có đặc điểm phù hợp nhất để giải quyết phần lớn các vấn đề trong nước

Tùy chọn này có lợi theo nghĩa là trong trường hợp hỏng một trong các thành phần cấu trúc của hệ thống, các mạch kết nối khác tiếp tục hoạt động. Điều này làm tăng đáng kể độ tin cậy của toàn bộ hệ thống.

Nguyên lý lắp ráp của mạch kết hợp dựa trên thực tế là các thiết bị trong mỗi nhóm được kết nối song song. Và kết nối của tất cả các nhóm trong một mạch được thực hiện tuần tự.

Kết hợp các loại kết nối khác nhau, sẽ không khó để lắp ráp pin với các thông số cần thiết. Điều chính là số lượng phần tử được kết nối phải sao cho điện áp hoạt động được cung cấp cho pin, có tính đến sự sụt giảm của nó trong mạch sạc, vượt quá điện áp của pintrong khi dòng tải của pin cung cấp giá trị cần thiết của dòng sạc.

Sơ đồ lắp ráp hệ thống điện mặt trời

Việc kết nối các tấm pin mặt trời được thực hiện thông qua việc sử dụng các dây kết nối tích hợp với tiết diện 4 mm². Dây đồng lõi đơn phù hợp nhất cho mục đích này, dây bện cách điện của chúng có khả năng chống bức xạ cực tím.

Trong trường hợp sử dụng dây có lớp cách điện không chịu được tia UV, nên sử dụng lớp lót bên ngoài của nó.

Đầu của mỗi dây được kết nối với đầu nối MC4 bằng cách hàn hoặc uốn, đảm bảo kết nối chặt chẽ

Bất kể kế hoạch đã chọn trước đó là gì kết nối các tấm pin mặt trời mà không thất bại là cần thiết để kiểm tra hệ thống dây điện chính xác.

Khi kết nối các bảng, không nên vượt quá các yêu cầu kỹ thuật đối với dòng điện và điện áp tối đa cho phép của các thiết bị khác. Điều quan trọng là bạn phải tuân theo các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất cho bộ điều khiển sạc và biến tần.

Sơ đồ lắp ráp tiêu chuẩn của nhà máy điện mặt trời đơn giản nhất như sau.

Sơ đồ kết nối của các tấm với pin, biến tần và bộ điều khiển có thiết kế đơn giản và do đó không gây ra những khó khăn đặc biệt trong việc kết nối

Để tránh vỡ bộ điều khiển, khi kết nối các yếu tố hệ thống, điều quan trọng là phải tuân theo trình tự.

Công việc cài đặt được thực hiện trong một số giai đoạn:

1. Pin được kết nối với bộ điều khiển, sử dụng các đầu nối thích hợp cho việc này và không quên quan sát cực tính.
2. Đối với bộ điều khiển thông qua các đầu nối, quan sát cùng cực, pin mặt trời được kết nối.
3. Tải 12 V được kết nối với ổ cắm bộ điều khiển.
4. Nếu cần phải chuyển đổi điện áp từ 12 đến 220 V, thì một biến tần được bao gồm trong mạch. Nó chỉ được kết nối với pin và trong mọi trường hợp không trực tiếp với bộ điều khiển.
5. Để đầu ra miễn phí của biến tần kết nối các thiết bị điện được thiết kế cho điện áp 220 V.

Sau khi thực hiện kết nối, bạn cần kiểm tra cực tính và đo điện áp mạch mở của các tấm. Nếu chỉ báo khác với giá trị hộ chiếu, kết nối không chính xác.

Để kết nối thiết bị với hệ thống, không cần phải mở hộp nối - tất cả các đầu nối được đặt trong khả năng truy cập

Ở giai đoạn cuối, pin mặt trời phải được nối đất. Để giảm thiểu khả năng xảy ra ngắn mạch, cầu chì được lắp đặt tại điểm nối giữa pin, biến tần và bộ điều khiển.

Năng lượng của các nhà máy năng lượng mặt trời sẽ tìm thấy ứng dụng trong việc cung cấp năng lượng cho các thiết bị gia dụng năng lượng thấp và sạc pin cho thiết bị di động:

Những người muốn chế tạo pin mặt trời bằng tay của chính họ sẽ giúp thông tin được cung cấp trong bài viết tiếp theo.

Kết nối các yếu tố đa chiều

Sử dụng sơ đồ lắp đặt tuần tự cho các tấm pin mặt trời, để không làm giảm hiệu quả của các thiết bị, tất cả các bảng của mạch chung phải được đặt ở cùng một góc và trên cùng một mặt phẳng.

Nếu các tấm được đặt ở các mặt phẳng khác nhau, điều này có thể dẫn đến thực tế là ánh sáng gần hoặc nhiều hơn sẽ hoạt động mạnh hơn so với các tấm nằm xa hơn một chút.

Điều này có nghĩa là bảng điều khiển gần sẽ tạo ra điện, một số trong đó sẽ biến mất để làm nóng các bảng ở xa. Và lý do là dòng điện chạy dọc theo con đường ít kháng cự nhất. Để giảm thiểu tổn thất, tốt hơn là sử dụng bộ điều khiển riêng cho mỗi bảng.

Các yêu cầu chính khi sử dụng bộ điều khiển là công suất của các bảng được kết nối trên 1 kW và khoảng cách giữa các pin trong khoảng cách đủ lớn

Bạn có thể giải quyết vấn đề bằng cách cài đặt điốt bị cắt. Chúng được đặt bên trong giữa các tấm. Do đó, cho chỉ số công suất tối đa, các tấm không quá nóng.

Điều quan trọng không kém là sự sụt giảm điện áp trong các kết nối, cũng như chính các dây của phần điện áp thấp của hệ thống.

Bảng không khớp giữa công suất truyền và tiết diện của dây, màu đỏ biểu thị các thông số có nguy cơ cháy nhiệt nguy hiểm mạnh

Một ví dụ là thực tế là một phần mét của cáp có tiết diện 4 mm² khi dòng điện đi qua chỉ báo 80A (điện áp 12 V), các giá trị giảm 3,19%, là 30,6 watt. Khi sử dụng xoắn, độ sụt điện áp có thể thay đổi từ 0,1 đến 0,3 V.

Kết hợp năng lượng mặt trời và mạng lưới tĩnh

Khi có kế hoạch sử dụng điện từ mặt trời song song với mạng cố định tập trung được trang bị, sơ đồ kết nối hơi khác nhau. Và lý do chính cho quyết định này là người tiêu dùng tư nhân không có cơ hội "đổ" năng lượng còn lại.

Và điều này có thể kích thích giảm điện áp kéo dài đến một giây.

Khi kết hợp điện mặt trời với mạng tập trung cố định, chúng được dẫn theo cùng một quy tắc: càng nhiều nguồn được kết nối, mạch càng trở nên phức tạp

Theo sơ đồ trên, điện áp từ heliopolis trước tiên được hướng vào pin, và từ đó nó được truyền đến tải.

Khi thiết kế một tùy chọn cài đặt như vậy, hai loại tải trọng cần được tính đến:

• không dành riêng - ánh sáng trong nhà, đồ gia dụng, vv;
• dành riêng - chiếu sáng khẩn cấp, tủ lạnh, nồi hơi điện.

Hãy xem xét: dung lượng pin càng lớn, các thiết bị điện dự phòng sẽ hoạt động ngoại tuyến càng nhiều.

Khi chọn phương pháp tạo năng lượng này vào mạng, hãy chuẩn bị cho thực tế là bạn sẽ phải xin giấy phép trong các mạng năng lượng địa phương.

Mặc dù thực tế là biến tần năng lượng mặt trời Chúng tạo ra điện áp, chất lượng đôi khi cao hơn so với mạng tập trung, mạng năng lượng cục bộ không bật đèn xanh cho đồng hồ để quay theo hướng ngược lại.

Vì lý do này, theo sơ đồ, biến tần mặt trời ngừng hoạt động tại thời điểm mất điện. Và tải dự phòng bắt đầu để được nạp dữ liệu từ pin.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Các tác giả của tài liệu video, được cung cấp dưới đây, chia sẻ kinh nghiệm cá nhân của họ và phân tích các sắc thái của việc lắp đặt các tấm pin mặt trời.

Video số 1. Một ví dụ về lắp ráp và lắp đặt hệ thống do nhà máy sản xuất:

Video số 2. Cách cài đặt bảng chính xác:

Không có gì phức tạp trong quá trình kết nối một số bảng với các yếu tố khác của hệ thống. Nhưng đối với một bậc thầy mới làm quen, quá trình này có thể trở nên khó khăn. Do đó, trong trường hợp không có kinh nghiệm về tính toán và kỹ năng cài đặt, bạn nên liên hệ với một chuyên gia có kiến ​​thức cần thiết.

Bạn muốn nói về cách bạn xây dựng trạm năng lượng mặt trời của riêng bạn cho một ngôi nhà mùa hè hoặc một ngôi nhà nông thôn? Có lẽ bạn biết sự tinh tế của quá trình không được mô tả trong bài viết? Hãy viết bình luận trong khối bên dưới, đặt câu hỏi, chia sẻ ý kiến ​​và hình ảnh về chủ đề của bài viết.