Schematy i metody łączenia paneli słonecznych: jak prawidłowo zainstalować panel słoneczny
Alternatywne źródło energii oparte na panelach słonecznych to doskonała opcja na zorganizowanie niezależnego zasilania.Zapewni wysoką efektywność energetyczną nie tylko w upalne dni, ale także przy pochmurnej pogodzie. Fajnie byłoby mieć takie urządzenie w domu, prawda?
Aby to zrobić, wystarczy poprawnie wybrać komponenty techniczne i przeprowadzić instalację. Każdy może to zrobić, jeśli zna schematy i sposoby łączenia paneli słonecznych. Podpowiemy Ci, jak zbudować produktywny system przetwarzający „zieloną energię” na energię elektryczną potrzebną do zasilania sprzętów gospodarstwa domowego.
Dodatkowo dowiesz się jak wybrać miejsce do montażu paneli fotowoltaicznych oraz jak połączyć je ze stacjonarną siecią elektryczną. Przydatne wskazówki i ważne zalecenia zapewnią skuteczną pomoc domowym rzemieślnikom. Aby ułatwić zrozumienie, zamieszczono tematyczne zdjęcia, diagramy i filmy.
Treść artykułu:
Urządzenie z baterią słoneczną
Planując samodzielne podłączenie paneli fotowoltaicznych trzeba mieć pojęcie z jakich elementów składa się dany system.
Panele słoneczne składają się z zestawu baterie fotowoltaiczne, którego głównym celem jest konwersja energii słonecznej na energię elektryczną. Moc prądowa systemu zależy od intensywności światła: im jaśniejsze jest promieniowanie, tym większy jest generowany prąd.
Główne elementy konstrukcyjne systemu to:
- Bateria słoneczna – przetwarza światło słoneczne na energię elektryczną.
- Bateria – źródło prądu chemicznego, które akumuluje wygenerowaną energię elektryczną.
- Kontroler ładowania – monitoruje napięcie akumulatora.
- Falownik, który przetwarza stałe napięcie elektryczne akumulatora na napięcie przemienne 220 V, które jest niezbędne do funkcjonowania instalacji oświetleniowej i pracy sprzętu AGD.
- Wyłączniki automatyczne, instalowany pomiędzy wszystkimi elementami systemu i zabezpieczający system przed zwarciami.
- Zestaw złączy w standardzie MC4.
Oprócz głównego celu sterownika - monitorowania napięcia akumulatora, urządzenie w razie potrzeby wyłącza określone elementy. Jeśli wskaźnik na zaciskach akumulatora w ciągu dnia osiągnie 14 V, co oznacza, że akumulator jest przeładowany, sterownik przerywa ładowanie.
W nocy, gdy napięcie akumulatora osiąga wyjątkowo niski poziom 11 woltów, sterownik wstrzymuje pracę elektrowni.
Gdzie najlepiej zamontować panele?
Pierwszą rzeczą, którą musisz zrobić przed instalacją i podłączeniem baterii słonecznej, jest podjęcie decyzji o lokalizacji urządzenia.
Panele słoneczne można umieścić w niemal każdym dobrze oświetlonym miejscu:
- na dachu wiejskiej chaty;
- na balkonie apartamentowca;
- na terenie sąsiadującym z domem.
Najważniejsze jest zapewnienie warunków niezbędnych do uzyskania maksymalnej produkcji energii elektrycznej. Jednym z nich jest orientacja i kąt nachylenia względem horyzontu.Dlatego powierzchnia pochłaniająca światło urządzenia powinna być skierowana na południe.
Idealnie, promienie słoneczne powinny padać na niego pod kątem 90°. Aby osiągnąć ten efekt, należy wybrać optymalny kąt nachylenia w zależności od warunków klimatycznych regionu. Wskaźnik ten jest inny dla każdego regionu.
Na przykład w regionie moskiewskim kąt nachylenia powierzchni paneli słonecznych w miesiącach letnich wynosi 15-20°, a w miesiącach zimowych zmienia się do 60-70°.
Umieszczając panele fotowoltaiczne w sąsiedztwie domu, lepiej jest unieść panele ponad powierzchnię gleby o co najmniej pół metra - w przypadku opadów dużej ilości śniegu. Rozwiązanie to jest również poprawne w tym sensie, że zapewnia odpowiednią odległość dla cyrkulacji powietrza.
Warto pamiętać, że nawet niewielki cień ma szkodliwy wpływ na wytwarzanie energii elektrycznej przez urządzenie. Panele należy umieszczać wyłącznie w miejscach, które nie podlegają nawet najmniejszemu zacienieniu.
Istnieje kilka sposobów mocowania paneli:
- poprzez aktywację zacisków zaciskowych;
- poprzez przekręcenie przez otwory przelotowe znajdujące się w dolnej części ramy.
Konstrukcja nośna musi być wykonana z materiałów odpornych na korozję. Niezależnie od sposobu montażu nie można samodzielnie dokonać zmian w konstrukcji panelu ani wywiercić dodatkowych otworów.
Utrzymanie paneli w czystości jest obowiązkiem właściciela domu. Gromadzenie kurzu, śniegu i ptasich odchodów na ekranie zmniejszy ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez system o co najmniej 10%.
Opcje podłączenia baterii słonecznej
Panele słoneczne składają się z kilku pojedynczych paneli. Aby zwiększyć parametry wyjściowe układu w postaci mocy, napięcia i prądu, elementy łączy się ze sobą wykorzystując prawa fizyki.
Połączenie kilku paneli ze sobą można wykonać korzystając z jednego z trzech schematów montażu paneli fotowoltaicznych:
- równoległy;
- sekwencyjny;
- mieszany.
Obwód równoległy polega na połączeniu ze sobą zacisków o tej samej nazwie, w którym elementy mają dwa wspólne węzły dla zbieżności przewodów i ich rozgałęzienia.
Maksymalny możliwy prąd wyjściowy w obwodzie równoległym jest wprost proporcjonalny do liczba połączonych elementów. Zasady obliczania ilości podane są w naszym polecanym artykule.
Obwód szeregowy polega na połączeniu przeciwnych biegunów: „plus” pierwszego panelu z „minusem” drugiego. Pozostały niewykorzystany „plus” drugiego panelu i „minus” pierwszego akumulatora podłączamy do sterownika umieszczonego dalej w obwodzie.
Ten rodzaj połączenia stwarza warunki dla przepływu prądu elektrycznego, w którym pozostaje jedyna ścieżka przesyłania energii ze źródła do odbiorcy.
Układ szeregowo-równoległy lub mieszany najczęściej stosuje się, gdy konieczne jest połączenie kilku grup akumulatorów. Dzięki zastosowaniu tego obwodu można zwiększyć zarówno napięcie, jak i prąd na wyjściu.
Ta opcja jest również korzystna w tym sensie, że w przypadku awarii jednego z elementów konstrukcyjnych systemu, pozostałe obwody łączące nadal działają. Znacząco zwiększa to niezawodność całego systemu.
Zasada montażu obwodu kombinowanego polega na tym, że urządzenia w każdej grupie są połączone równolegle. Wszystkie grupy są połączone szeregowo w jednym obwodzie.
Łącząc różne rodzaje połączeń, nie jest trudno złożyć akumulator o wymaganych parametrach. Najważniejsze jest, aby liczba podłączonych elementów była taka, aby napięcie robocze dostarczane do akumulatorów, biorąc pod uwagę jego spadek w obwodzie ładowania, przekraczało napięcie samych akumulatorów. baterie, a prąd obciążenia akumulatora zapewnił wymaganą ilość prądu ładowania.
Schemat montażu systemu zasilania energią słoneczną
Podłączenie paneli fotowoltaicznych odbywa się za pomocą wbudowanych przewodów połączeniowych o przekroju 4 mm2. Do tego celu najlepiej nadają się jednożyłowe druty miedziane, których oplot izolacyjny jest odporny na promieniowanie ultrafioletowe.
W przypadku stosowania przewodu, którego izolacja nie jest odporna na działanie promieni UV, zaleca się ułożenie go na zewnątrz w osłonie falistej.
Niezależnie od wybranego schematu, wcześniej łączenie paneli słonecznych Koniecznie należy sprawdzić poprawność instalacji elektrycznej.
Podczas łączenia paneli nie zaleca się przekraczania wymagań technicznych dotyczących dopuszczalnego prądu i maksymalnego napięcia innych urządzeń. Ważne jest, aby przestrzegać specyfikacji kontrolera ładowania i falownika określonych przez producenta.
Standardowy schemat montażu najprostszej elektrowni słonecznej jest następujący.
Aby uniknąć złamania kontrolerprzy łączeniu elementów systemu ważne jest zachowanie kolejności.
Prace instalacyjne przebiegają w kilku etapach:
- Akumulator podłączamy do sterownika za pomocą odpowiednich złączy pamiętając o zachowaniu polaryzacji.
- Bateria słoneczna jest podłączona do sterownika poprzez złącza, zachowując tę samą polaryzację.
- Do złączy sterownika podłączone jest obciążenie 12 V.
- Jeśli konieczne jest przekształcenie napięcia elektrycznego z 12 na 220 V, wówczas w obwodzie znajduje się falownik.Podłączany jest tylko do akumulatora i w żadnym wypadku bezpośrednio do sterownika.
- Do wolnego wyjścia falownika podłącza się urządzenia elektryczne przeznaczone na napięcie 220 V.
Po wykonaniu połączenia należy sprawdzić polaryzację i zmierzyć napięcie jałowe paneli. Jeśli wskaźnik różni się od wartości paszportu, połączenie nie zostanie wykonane poprawnie.
Na ostatnim etapie akumulator słoneczny należy uziemić. Aby zminimalizować prawdopodobieństwo zwarcia, w punktach połączeń pomiędzy akumulatorem, falownikiem i sterownikiem instalowane są bezpieczniki.
Energia elektrowni słonecznych będzie wykorzystywana do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego małej mocy oraz do ładowania akumulatorów sprzętu mobilnego:
Dostarczone informacje pomogą tym, którzy chcą zbudować baterię słoneczną własnymi rękami. w następnym artykule.
Łączenie elementów wielokierunkowych
W przypadku stosowania sekwencyjnego schematu montażu paneli fotowoltaicznych, aby nie zmniejszać wydajności urządzeń, wszystkie panele obwodu wspólnego powinny być umieszczone pod tym samym kątem i w tej samej płaszczyźnie.
Jeżeli panele rozmieszczone są w różnych płaszczyznach, może to spowodować, że ten najbliższy lub lepiej oświetlony będzie działał mocniej niż te położone nieco dalej.
Oznacza to, że najbliższy panel będzie generował energię elektryczną, której część zostanie uwolniona w celu ogrzania odległych paneli. A powodem jest to, że prąd płynie ścieżką najmniejszego oporu. Aby zminimalizować straty, lepiej zastosować osobny sterownik dla każdego panelu.
Problem można również rozwiązać instalując diody odcinające. Umieszcza się je wewnątrz, pomiędzy płytami. Dzięki temu, dostarczając maksymalną moc, płyty nie przegrzewają się.
Istotny jest także spadek napięcia na połączeniach, jak i samych przewodach części niskonapięciowej systemu.
Przykładem jest fakt, że na metrowy kawałek kabla o przekroju 4 mm2 gdy przepływa prąd 80A (napięcie 12 V), wartości spadają o 3,19%, czyli 30,6 W. Po włączeniu skręcania spadek napięcia może wahać się od 0,1 do 0,3 V.
Połączenie energii słonecznej i sieci stacjonarnej
Planując wykorzystanie energii elektrycznej ze słońca równolegle z wyposażoną scentralizowaną siecią stacjonarną, schemat połączeń jest nieco inny. A głównym powodem tej decyzji jest to, że prywatny odbiorca nie ma możliwości „zrzucenia” pozostałej energii.
Może to powodować skoki napięcia trwające do jednej sekundy.
Zgodnie z powyższym schematem napięcie z pola helio w pierwszej kolejności kierowane jest w stronę akumulatora, a stamtąd przekazywane jest do obciążenia.
Projektując tę opcję instalacji, warto wziąć pod uwagę dwa rodzaje obciążenia:
- nie podlega rezerwacji – światło w domu, sprzęt AGD itp.;
- skryty – oświetlenie awaryjne, lodówka, bojler elektryczny.
Pamiętaj: im większa pojemność akumulatora, tym dłużej zapasowe urządzenia elektryczne będą działać w trybie autonomicznym.
Wybierając tę metodę wytwarzania energii do sieci, należy być przygotowanym na to, że konieczne będzie wystąpienie o pozwolenie do lokalnych sieci elektroenergetycznych.
Chociaż falowniki do paneli fotowoltaicznych wytwarzają napięcie, którego jakość jest czasem wyższa niż w sieci scentralizowanej; lokalne sieci elektroenergetyczne nie dają zgody na obrót licznika w przeciwnym kierunku.
Z tego powodu zgodnie ze schematem inwertery fotowoltaiczne przestają działać w momencie utraty napięcia w sieci. A nadmiarowe obciążenie zaczyna być „zasilane” z akumulatora.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Autorzy materiału wideo, który znajduje się poniżej, dzielą się swoimi osobistymi doświadczeniami i analizują niuanse montażu paneli słonecznych.
Wideo nr 1. Przykład montażu i instalacji systemu w standardzie fabrycznym:
Wideo nr 2. Jak prawidłowo zamontować panele:
W procesie łączenia kilku paneli z innymi elementami systemu nie ma nic skomplikowanego. Ale dla początkującego mistrza proces ten może stać się trudny. Dlatego jeśli nie masz doświadczenia w obliczeniach i umiejętności instalacyjnych, powinieneś skontaktować się ze specjalistą, który posiada niezbędną wiedzę.
Czy chcesz nam opowiedzieć, jak zmontowałeś własną elektrownię słoneczną dla swojej daczy lub wiejskiego domu? Być może znasz subtelności procesu, które nie są opisane w artykule? Prosimy o wpisywanie komentarzy w bloku poniżej, zadawanie pytań, dzielenie się swoją opinią i zdjęciami na temat artykułu.
Mam zamiar przerobić mój dom z elektrycznego na panele fotowoltaiczne. Zainstalowałem już na całym terenie oświetlenie zasilane energią słoneczną. Oczywiście montaż paneli słonecznych powierzę tylko profesjonalistom, gdyż obiektywnie, bez doświadczenia, nie będę w stanie zrobić wszystkiego dokładnie. Powiedz mi, czy jeśli planuję przerobić tylko część moich urządzeń elektrycznych na energię słoneczną, a część zostawić na energii elektrycznej, czy jest to możliwe?
Oleg, odpowiedź na Twoje pytanie znajduje się w rozdziale „Łączenie energii słonecznej i sieci stacjonarnej”. To właśnie takie połączenie pozwala maksymalnie wykorzystać energię paneli słonecznych i korzystać z urządzeń elektrycznych w dowolnym momencie, niezależnie od warunków atmosferycznych.
Tylko nie zapomnij o takich wadach jak:
— Jeżeli cień padnie na jeden monoblok, blokuje pracę pozostałych z nim połączonych;
— Żywotność baterii do 10 lat;
— W słoneczne dni następuje nie tylko maksymalna produkcja energii, ale także nagrzewanie samych paneli (szczególnie, gdy nie ma wiatru).Wzrost temperatury panelu o każdy stopień zmniejsza wydajność średnio o 0,5%;
— Kurz na powierzchni zmniejsza wydajność panelu;
— Z biegiem czasu wydajność panelu spada do 0,8% rocznie (aktywnie przez pierwsze 2 lata - do 2%).
Mając dziś panele o sprawności sięgającej 20% (maksymalnie dla nowych), perspektywa ich wykorzystania jest w większości przypadków dyskusyjna, nawet w przypadku braku sieci elektroenergetycznych bardziej przydatnym zakupem stanie się prosty agregat prądotwórczy na olej napędowy.
Powiedzcie mi jak podłączyć panele fotowoltaiczne i sterownik MMR 12-24 V, 20 A. Napięcie na panelach wynosi 32-40 V, 280 W. Jak połączyć dwa panele - szeregowo czy równolegle?
W twoim przypadku lepiej jest zastosować obwód połączenia szeregowo-równoległego, jest to omówione w artykule, przeczytaj uważniej. To właśnie ten schemat połączeń pozwala uzyskać napięcie wyjściowe, przy którym możliwe jest normalne funkcjonowanie urządzeń gospodarstwa domowego.
Jako przykład mogę podać schemat podłączenia ze sterownikiem 80 A, ale w Twoim przypadku też będzie to istotne.
Podczas montażu wszystkich elementów należy zachować ostrożność, w szczególności postępować zgodnie ze wszystkimi instrukcjami. Przykładowo falownik podłącza się tylko do akumulatora, a nie bezpośrednio do sterownika, aby uniknąć uszkodzenia falownika. Po zmontowaniu obwodu sprawdź polaryzację i zmierz napięcie w obwodzie otwartym, które powinno pokrywać się z napięciem na tabliczce znamionowej. Jeśli jest inaczej, obwód jest nieprawidłowo złożony.
Zatem połączenie szeregowe daje sumę napięcia. Równolegle następuje sumowanie natężenia prądu.
Wow: koszt panelu wynosi od 200 tysięcy rubli.A co jeśli się zepsuje? Tak, 200 tysięcy wystarczy mi na regularny prąd do końca moich dni.
Tak, cena jest dość wysoka, ale nie musisz się martwić, że panel fotowoltaiczny się zepsuje. Nie będę długo wyjaśniał, jak i dlaczego panele fotowoltaiczne nie boją się teraz wpływów mechanicznych (uderzenia, upadku, zginania). Powiem tylko, że przy ich produkcji stosowane są specjalne technologie i procesy chemiczne.
Jeśli mi nie wierzycie, powinniście, jak to mówią, przeprowadzić test zderzeniowy „po rosyjsku”. https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Widać, że nie ma edycji wideo - każdy może przetestować panel słoneczny pod kątem wytrzymałości.
Jeśli chodzi o cenę, im więcej słonecznych dni w roku na szerokościach geograficznych, na których planowany jest montaż paneli fotowoltaicznych, tym krótszy jest okres ich zwrotu. Oczywiste jest, że zakup takich paneli dla mieszkańców regionów północnych jest zdecydowanie nieopłacalny ekonomicznie.
Nie rozumiem, jakie jeszcze „pozwolenie” trzeba wydać? Zmontowałem odbiornik, zmontowałem panel, zasiliłem go z niego. Co w ogóle obchodzi miejska sieć energetyczna o moje rzeczy osobiste, hobby i sprzęt gospodarstwa domowego? Płacimy im za energię z sieci. Nie korzystamy z tego – nie ma za co płacić, nie ma o czym negocjować. Wygląda na to, że są połączeni dobrowolnie, czy też o czymś nie wiem?
Cześć! Chcę zbudować elektrownię słoneczną o mocy 1 mW! Jak podłączyć tę stację do scentralizowanej sieci?! Jakiego rodzaju falownika potrzebuję, ile mW?! Jak panele będą połączone równolegle czy szeregowo?! Z góry dziękuję!