Conectarea panourilor solare ridică adesea anumite întrebări, mai ales atunci când trebuie să conectați mai multe module. Se pare că acesta este un proces foarte complex care necesită cunoștințe specifice. Dar, de fapt, schema de conectare este foarte simplă, este ușor de implementat și asamblat o baterie foto de puterea necesară.

Există trei opțiuni pentru conectarea bateriilor la un circuit comun. Acestea sunt conexiuni seriale, paralele și mixte (serie-paralel).

În acest caz, terminalele cu același nume ale celor două module sunt conectate între ele („plus” cu „plus”, „minus” cu „minus”). Apoi, firele sunt scoase de la bornele unuia dintre fotomodule, care sunt conectate fie la controlerul de încărcare, fie direct la baterie. Astfel, puteți combina orice număr de panouri solare, principalul lucru este să conectați între ele numai terminale cu același nume.

Acest circuit implică conectarea „plus” al primului modul la „minus” al celui de-al doilea și ieșirea firelor externe de la „minus” al primului fotomodul și „plusul” celui de-al doilea. Aici, de asemenea, nu contează câte panouri solare vor fi combinate într-o singură baterie. Principalul lucru este să nu încălcați principiul. „Plus” din primul la „minus” al doilea, „plus” al doilea la „minus” al treilea, „plus” al treilea la „minus” al patrulea etc. Firele de la bornele neutilizate („minus” al primului modul și „plus” al ultimului) sunt scoase la controler sau baterie.

Este adesea folosită o schemă de conexiune mixtă. În acest caz, mai întâi trebuie să asamblați două grupuri de module conectate în paralel (prin combinarea terminalelor cu același nume), apoi să le conectați între ele în serie, ca și cum ar fi module simple, nu grupuri. Numărul de grupuri (precum și numărul de baterii din ele) poate fi oricare.

De ce sunt necesare conexiuni diferite?

Sunt necesare diferite metode de comutare pentru a obține parametrii de ieșire doriti. De exemplu, dacă trebuie să furnizați o putere de 160 W și o tensiune de 12 V, dar puterea unei baterii solare este de numai 80 W la 12 V necesar, atunci aceasta înseamnă că trebuie să conectați 2 baterii în paralel. Ca rezultat, tensiunea sistemului nu se va modifica (12 V), iar puterea totală de ieșire va deveni 160 W. Dacă este necesar să se obțină o tensiune de ieșire nu de 12 V, ci, să zicem, de 24 V, atunci în acest caz se utilizează o conexiune în serie a două module. Circuitul mixt vă permite să reglați ambii parametri simultan. Astfel, folosind diferite tipuri de comutare, este posibilă asamblarea unei centrale solare cu caracteristici optime pentru funcționare.

Conectarea la sistemul energetic de acasă

În ceea ce privește integrarea bateriei solare asamblate în sistemul energetic al unei locuințe private, există mai multe opțiuni. Deci, cel mai popular este un circuit care utilizează un controler de încărcare, un invertor de baterie și baterii. Tensiunea din heliocâmp este mai întâi direcționată pentru a încărca bateria și numai după aceea este transferată la sarcină.

Sarcina este de obicei împărțită în 2 categorii: redundantă (frigidere, cazane pe gaz, iluminat de urgență etc.) și neredundante (iluminat obișnuit, calculator etc.). Consumul de energie al dispozitivelor redundante poate fi oricare, dar durata funcționării lor autonome este determinată de capacitatea bateriei.

Datorită prezenței unui invertor special pentru baterie, devine posibilă transferul de energie electrică la sarcini dacă tensiunea bateriei depășește o valoare specificată. În același timp, consumatorii pot fi alimentați cu energie solară chiar dacă există tensiune în rețeaua centrală de energie. Astfel, consumul extern de energie al casei este redus semnificativ.

Când rețeaua centrală este deconectată, invertorul va alimenta sarcina redundantă de la baterie. Dacă heliocâmpul produce energie în acest moment, atunci o folosește și invertorul. Excesul de energie solară necheltuită pe sarcină va fi folosită pentru a încărca bateria. Acest circuit este excelent pentru furnizarea de alimentare autonomă, funcționează și în absența unei tensiuni centrale de alimentare. Dar, în același timp, sarcina neredundantă va fi alimentată doar de la soare (folosirea tehnologiei reziduale este prioritară);

Dacă intenționați să utilizați heliofield doar pentru a reduce consumul de energie din rețeaua externă, atunci puteți utiliza o schemă mai simplă și mai ieftină. Este mult mai profitabil în timpul întreruperilor de curent rare și pe termen scurt. În timpul zilei, heliocâmpul furnizează energie consumatorilor, dacă aceasta nu este suficientă, atunci electricitatea este preluată din rețeaua externă. Dar când alimentarea centralizată este oprită, invertorul se va opri și energia solară nu va fi folosită. Sarcina redundantă va fi alimentată de baterie.

În prezent, pe piața de energie alternativă din Rusia sunt mai frecvente două tipuri de panouri solare: monocristaline și policristaline. Bateriile monocristaline sunt mai eficiente în transformarea energiei solare în energie electrică decât bateriile policristaline. Mai mult, costul lor este, de asemenea, mai mare decât costul bateriilor policristaline. Acest lucru se datorează unui proces de producție mai complex și mai costisitor.

O altă întrebare importantă care apare atunci când alegeți panourile solare este producătorul. Desigur, majoritatea panourilor solare sunt produse în China. Există și baterii de producție europeană și rusă. Bateriile chineze, în cea mai mare parte, sunt mult mai ieftine decât omologii lor europeni și rusi, dar copiile de calitate scăzută sunt mai frecvente în rândul lor. În ciuda acestui fapt, am ales panouri solare de la compania chineză Suoyang. S-au dovedit a fi un produs de înaltă calitate la un preț destul de rezonabil, pe care inginerii noștri l-au putut verifica personal vizitând unitatea de producție Suoyang din China.

Dacă v-ați hotărât asupra tipului de panouri solare și a producătorului acestora, acum trebuie să calculați corect puterea modulelor solare necesară pentru nevoile dumneavoastră. totul este descris în detaliu. Cunoscând puterea necesară a panourilor solare, este ușor să determinați numărul necesar.

Cum se instalează?

Să începem cu alegerea unei locații. Panourile solare pot fi instalate aproape oriunde pe acoperișul unei case de țară, pe un teren lângă casă și chiar pe balconul unui bloc de apartamente. Principalul lucru este că sunt îndeplinite condițiile de bază pentru obținerea unei producții maxime de energie electrică. Acesta este unghiul de înclinare în raport cu orizont și orientare.

Suprafața de absorbție a luminii a panourilor solare ar trebui să fie îndreptată spre sud. Condițiile ideale sunt îndeplinite dacă razele soarelui cad pe suprafața celulei solare la un unghi de 90° cât mai mult timp posibil. Selectați unghiul de înclinare optim pentru regiunea dvs., ținând cont de perioada din an în care este prognozat consumul maxim de energie electrică. Pentru fiecare regiune, unghiul optim de înclinare este determinat separat. De exemplu, pentru regiunea Moscovei, unghiul optim de înclinare vara este de 15 o -20 o, iar iarna 60 o -70 o. Pentru a profita la maximum de panourile solare, este recomandat să schimbați unghiul de înclinare de cel puțin două ori pe an.

La conectarea în serie, pentru a evita o scădere a eficienței, toate panourile din lanț trebuie să fie amplasate pe același plan, la același unghi.

Daca te hotarasti sa instalezi panouri solare nu pe acoperis, ci pe zona din apropierea casei tale, nu uita sa le ridici de la suprafata solului cu cel putin 50 cm (in cazul in care iarna este multa zapada).

Panouri solare si umbra

Chiar și puțină umbră afectează negativ producția de energie electrică a panourilor solare. Prin urmare, se recomandă amplasarea panourilor solare în locuri care nu sunt supuse umbririi. Pe tot parcursul anului, umbra își schimbă poziția, luați în considerare acest lucru la instalare. Încercați să nu acoperiți panourile solare cu sticlă suplimentară, aceasta reduce eficiența panoului cu aproximativ 30%, chiar și cu transparența vizibilă a sticlei.

Orez. 1. Reflexia luminii

Ventilatia panourilor solare

Nu instalați strâns partea inferioară a panourilor solare, trebuie să existe o distanță între panou și planul de instalare pentru circulația aerului. Aerisirea adecvată a suprafeței inferioare a panourilor solare asigură disiparea căldurii în exces, ceea ce afectează negativ eficiența panourilor.

Pentru a obține o fixare fiabilă, panourile solare trebuie fixate în cel puțin patru puncte. Cadrul de montare din aluminiu este proiectat pentru fixare pe partea lungă, nu folosiți partea scurtă pentru fixare.

Orez. 2. Montarea panourilor solare

Există mai multe modalități de atașare a panourilor solare, principalele: folosind și folosind o conexiune cu șuruburi prin orificiile de pe partea inferioară a cadrului. Pentru fixare, utilizați numai găurile special prevăzute în cadrul panoului. Garanția la panourile solare se termină dacă sunt găurite altele suplimentare; găuri, precum și efectuarea de modificări la design. Pentru a monta panourile solare, utilizați elemente de fixare durabile din materiale rezistente la coroziune.

Conectarea panourilor solare

Firele de conectare încorporate sunt rezistente la UV. Secțiunea transversală a firului este de 4 mm 2. Pentru o conexiune închisă ermetic, sunt prevăzute la capetele firelor.

Orez. 3. Conectori standard MC4

Verificați întotdeauna dacă instalația electrică este corectă înainte de a conecta panourile solare la sistem. Verificați polaritatea și măsurați tensiunea în circuit deschis a rețelei solare dacă diferă de valoarea nominală, există o conexiune incorectă.

Când conectați panourile solare, nu depășiți tensiunea maximă și curentul nominal al altor dispozitive. Urmați specificațiile producătorilor de invertoare și controlere de încărcare.

Nu deschideți cutia de joncțiune a bateriei solare. Panourile au toate firele și conectorii necesari pentru conectarea la sistem.

Pentru conectare, se recomandă utilizarea numai a firelor de cupru cu un singur conductor cu o secțiune transversală în funcție de curentul și lungimea firului, dar nu mai puțin de 4 mm 2. Izolația firului trebuie să fie rezistentă la radiațiile ultraviolete. Dacă utilizați un fir care nu este rezistent la radiațiile ultraviolete, asigurați-vă că îl așezați într-o ondulare destinată instalării exterioare. Încercați să feriți firele de lumina directă a soarelui. Pentru a conecta panourile solare, utilizați numai conectori speciali din standardul MC4. Conexiunea dintre fir și conector se realizează folosind o unealtă specială de sertizare sau lipire.

Cum se construiește o centrală solară mică

Pentru a asambla o centrală solară mică, veți avea nevoie de:

1. baterie solară;
2. Controler de încărcare;
3. Baterie (de preferință sigilată dacă intenționați să o instalați în interior);
4. Invertor pentru transformarea tensiunii electrice 12V la 220V;
5. Siguranțe pentru protecția la scurtcircuit (de preferat);
6. Set de conectori MC4 pentru conectarea unei baterii solare la controler.

Mai jos este o diagramă a unei mici centrale solare.

Energia alternativă devine din ce în ce mai accesibilă. Acest articol vă va oferi o înțelegere completă a energiei solare locale, a tipurilor de celule și panouri solare, a principiilor de construire a fermelor solare și a fezabilității economice.

Caracteristicile energiei solare la latitudini medii

Pentru locuitorii din latitudinile mijlocii, energia alternativă este foarte atractivă. Chiar și la latitudinile nordice, doza medie anuală de radiații este de 2,3-2,6 kWh/m2. Cu cât este mai aproape de sud, cu atât este mai mare această cifră. În Yakutsk, de exemplu, intensitatea radiației solare este de 2,96, iar în Khabarovsk - 3,69 kWh/m2. Indicatorii din decembrie variază între 7% și 20% din media anuală și se dublează în iunie și iulie.

Iată un exemplu de calcul al eficienței panourilor solare pentru Arkhangelsk, o regiune cu una dintre cele mai scăzute intensități de radiație solară:

• Q este cantitatea medie anuală de radiație solară din regiune (2,29 kWh/m2);
• To off - coeficient de abatere a suprafeței colectorului de la direcția de sud (valoare medie: 1,05);
• P nominal - puterea nominală a panoului solar;
• Kpot - coeficient de pierdere în instalațiile electrice (0,85-0,98);
• Testul Q este intensitatea radiației la care a fost testat panoul (de obicei 1000 kWh/m2).

Ultimii trei parametri sunt indicați în pașaportul panourilor. Astfel, dacă panourile KVAZAR cu o putere nominală de 0,245 kW funcționează în condițiile de la Arhangelsk, iar pierderile în instalația electrică nu depășesc 7%, atunci un bloc de fotocelule va asigura o generare de aproximativ 550 Wh. În consecință, pentru un obiect cu un consum nominal de 10 kWh, vor fi necesare aproximativ 20 de panouri.

Fezabilitate economică

Perioada de rambursare a panourilor solare este ușor de calculat. Înmulțiți cantitatea zilnică de energie produsă pe zi cu numărul de zile dintr-un an și cu durata de viață a panourilor fără a reduce puterea - 30 de ani. Instalația electrică discutată mai sus este capabilă să genereze în medie de la 52 la 100 kWh pe zi, în funcție de durata orelor de lumină. Valoarea medie este de aproximativ 64 kWh. Astfel, în 30 de ani, centrala ar trebui, teoretic, să genereze 700 mii kWh. Cu un tarif unic de 3,87 ruble. iar costul unui panou este de aproximativ 15.000 de ruble, costurile se vor amortiza în 4-5 ani. Dar realitatea este mai prozaică.

Cert este că valorile din decembrie ale radiației solare sunt cu aproximativ un ordin de mărime mai mici decât media anuală. Prin urmare, pentru funcționarea complet autonomă a unei centrale electrice în timpul iernii, sunt necesare de 7-8 ori mai multe panouri decât vara. Acest lucru crește semnificativ investiția, dar reduce perioada de rambursare. Perspectiva introducerii unui „tarif verde” pare destul de încurajatoare, dar și astăzi este posibil să se încheie un acord pentru furnizarea de energie electrică a rețelei la un preț angro de trei ori mai mic decât tariful cu amănuntul. Și chiar și acest lucru este suficient pentru a vinde profitabil de 7-8 ori surplusul de energie electrică generată vara.

Principalele tipuri de panouri solare

Există două tipuri principale de panouri solare.

Celulele solare din siliciu solid sunt considerate celule de prima generație și sunt cele mai comune: aproximativ 3/4 din piață. Există două tipuri de ele:

• monocristaline (negru) au randament ridicat (0,2-0,24) si pret mic;
• policristaline (albastru închis) sunt mai ieftin de produs, dar mai puțin eficiente (0,12-0,18), deși eficiența lor scade mai puțin cu lumina difuză.

Celulele solare moi sunt numite celule de film și sunt realizate fie din depunere de siliciu, fie dintr-o compoziție multistrat. Elementele din siliciu sunt mai ieftine de produs, dar eficiența lor este de 2-3 ori mai mică decât cele cristaline. Cu toate acestea, în lumină difuză (amurg, condiții înnorate) sunt mai eficiente decât cele cristaline.

Unele tipuri de filme compozite au o eficiență de aproximativ 0,2 și costă mult mai mult decât elementele solide. Utilizarea lor în centralele solare este foarte discutabilă: panourile de film sunt mai susceptibile la degradare în timp. Domeniul lor principal de aplicare sunt centralele mobile cu consum redus de energie.

Pe lângă un bloc de fotocelule, panourile hibride includ și un colector - un sistem de tuburi capilare pentru încălzirea apei. Avantajul lor nu este doar în economisirea spațiului și posibilitatea de alimentare cu apă caldă. Datorită răcirii cu apă, fotocelulele pierd mai puține performanțe atunci când sunt încălzite.

Masă. Revizuirea producătorilor

Echipamente pentru complex de energie solară

Bateriile generează un curent continuu de până la 40 V în timpul funcționării Pentru a-l utiliza în scopuri casnice, sunt necesare o serie de transformări. Următoarele echipamente sunt responsabile pentru aceasta:

1. Pachet de baterii. Vă permite să utilizați energia generată noaptea și în timpul orelor de intensitate scăzută. Se folosesc baterii cu gel cu o tensiune nominală de 12, 24 sau 48 V.
2. Controlerele de încărcare mențin ciclul optim de funcționare a bateriei și transferă puterea necesară către consumatorii de energie. Echipamentul necesar este selectat în funcție de parametrii bateriilor și acumulatorilor.
3. Invertorul de tensiune transformă curentul continuu în curent alternativ și are o serie de funcții suplimentare. În primul rând, invertorul acordă prioritate sursei de tensiune, iar dacă nu există o putere suficientă, „amestecă” puterea de la alta. Invertoarele hibride fac, de asemenea, posibilă alimentarea excesului de energie generată în rețeaua orașului.

1 - panouri solare 12 V; 2 - panouri solare 24 V; 3 - regulator de încărcare; 4 - baterie 12 V; 5 - iluminat 12 V; 6 - invertor; 7 — automatizare inteligentă a locuinței; 8 — bloc baterie 24 V; 9 - generator de avarie; 10 - consumatori principali 220 V

Uz casnic

Panourile solare pot fi utilizate în absolut orice scop: de la compensarea energiei primite și alimentarea liniilor individuale până la autonomia completă a sistemului energetic, inclusiv încălzirea și alimentarea cu apă caldă. În acest din urmă caz, utilizarea pe scară largă a tehnologiilor de economisire a energiei - recuperatoare și pompe de căldură - joacă un rol important.

Pentru utilizarea mixtă a energiei solare se folosesc invertoare. În acest caz, puterea poate fi direcționată fie către funcționarea liniilor sau sistemelor individuale, fie să compenseze parțial utilizarea energiei electrice din oraș. Un exemplu clasic de sistem energetic eficient este o pompă de căldură alimentată de o mică centrală solară cu un banc de baterii.

1 - retea orasului 220 V; 2 - panouri solare 12 V; 3 - iluminare 12 V; 4 - invertor; 5 - regulator de încărcare; 6 - consumatori principali 220 V; 7 - baterie

În mod tradițional, panourile sunt instalate pe acoperișurile clădirilor, iar în unele soluții arhitecturale înlocuiesc complet învelișul acoperișului. În acest caz, panourile trebuie să fie orientate spre latura de sud, astfel încât incidența razelor pe plan să fie perpendiculară.

Conectarea panourilor solare nu ar trebui să fie dificilă. Nu există nimic extraordinar în această procedură. Dar, din când în când continui să primesc întrebări despre schema de conectare a panoului solar, am decis să scriu acest articol și să ofer ilustrații pentru a rezolva aceste întrebări odată pentru totdeauna.

Din fizica școlară cunoaștem conceptele de conexiuni seriale, paralele și serie-paralel (sau mixte). Nu există nimic în panourile solare care să ducă legătura lor dincolo de conceptele fizicii școlare. Înțeleg perfect că oamenii își pun aceste întrebări nu pentru că nu știu ce este o conexiune serială sau paralelă. Ei știu. Sunt „speriiați” de un nou subiect de luat în considerare - panourile solare.

Așadar, o voi spune din nou: nu există așa ceva în panourile solare. Acesta este exact același dispozitiv format din module solare ca toate celelalte, ceea ce înseamnă că schemele de conectare pentru un grup de module în baterii sunt realizate după aceleași principii. După ce am spus, vei exclama: „Asta este ideea! Și mă gândeam!”, și nu mai este nevoie să continui articolul.

Cu toate acestea, voi continua să elimin orice îndoială, plus că veți primi informații practice utile pe parcurs. Am o mai mare simpatie pentru cei care, fără teamă să pară proști, pun întrebări. Acest lucru îi ajută să avanseze, mai degrabă decât să pară inteligenți și să stea pe loc.

Trei opțiuni de schemă de conectare

După cum am spus mai sus, există trei opțiuni pentru conectarea modulelor solare în panouri solare. Să ne uităm la primul dintre ele - opțiunea de conectare paralelă (Fig. 1):

Figura 1.

În această opțiune, conectăm terminalul (+) al unui modul la terminalul (+) al celui de-al doilea modul și, de asemenea, conectăm terminalele (-) ale ambelor module. Din terminalul (+) și terminalul (-) al oricăruia dintre module scoatem capetele (nucleele) pentru a conecta grupul rezultat (bateria) de două module pentru conectarea, de exemplu, la un regulator de încărcare, dacă acesta este prevăzut în centrala noastră solară sau la baterii reîncărcabile, în cazul în care nu este prevăzut un controler de încărcare a bateriei.

Dacă este nevoie să conectăm trei module într-o singură baterie, procedăm la fel. Conectam toate cele trei bornele (+), apoi toate cele trei bornele (-) și scoatem, de asemenea, capetele de la bornele (+) și de la bornele (-). Nu contează câte baterii trebuie să conectați, totul se repetă exact la fel.

Varianta a doua. Conexiune serială (Fig. 2):

Figura 2.

În acest caz, conectați borna (+) a primului modul la borna (-) a celui de-al doilea modul. De la borna (-) a primului modul și de la borna (+) a celui de-al doilea modul scoatem capetele pentru conectarea la regulatorul de încărcare sau la baterii. De asemenea, nu contează câte module conectați, principiul este același. Terminalul (+) al primului la terminalul (-) al celui de-al doilea, terminalul (+) al celui de-al doilea către terminalul (-) al celui de-al treilea, terminalul (+) al celui de-al treilea către terminalul (-) din a patra etc., exact câte module aveți nevoie pentru a vă conecta.

Ei bine, a treia opțiune. Serie-paralel (Fig. 3):

Figura 3.

Într-adevăr, uneori trebuie să apelezi la această opțiune de conectare. Pentru ușurință de înțelegere, mai întâi asamblați două grupuri de module în paralel în figură, stânga sus și stânga jos sunt primul grup; dreapta sus și dreapta jos sunt al doilea grup. După aceasta, conectați aceste două grupuri în serie ca și cum nu ar fi grupuri, ci două module. Un grup poate avea nu două module, ci trei sau patru și pot exista și trei, patru sau mai multe astfel de grupuri.

În practică arată așa. Iată cum arată modulul solar din față, adică de pe suprafața sa de lucru:

Aceasta este partea din spate cu cutia de borne amplasată pe ea. Aici trebuie conectate miezurile cablurilor la bornele:

Aceasta este partea din spate cu cutia de borne amplasată pe ea. Aici trebuie conectate miezurile cablurilor la bornele:

Aceasta este cutia de borne în sine cu miezurile de cablu conectate. Vă rugăm să rețineți că miezurile cablurilor sunt fie sertizate cu un vârf inel, fie, ca în cazul meu, cositorite cu lipire:

Și acestea sunt miezuri de cablu sertizate destinate conectării în cleme terminale deja sub acoperișul casei:

Al treilea nucleu este backupul meu. Până acum nu a fost folosit și, prin urmare, nu a fost presat.

Care este necesitatea de a conecta module în funcție de diferite circuite?

Uite. Știm că avem nevoie de puterea unei centrale solare de 160 W, iar dispozitivele, controlerul de încărcare și invertorul au nevoie de o tensiune de intrare de 12 V. Cumpărăm două module solare de 12 volți, fiecare de 80 W și le conectăm cum? Corect. Paralel. Astfel, oferim o tensiune de circuit de 12 V iar puterea totală a modulelor va fi de 160 W.

Adică am folosit prima schemă de conexiune paralelă. Dacă am avea nevoie de o putere de 240 W și o tensiune de 12 V, am apela din nou la prima schemă, doar că ar fi deja trei module.

Există momente în care este nevoie să asamblați un circuit nu pentru 12 V, ci pentru 24 V, 36 V și mai mult. Pentru ce este asta? Cert este că cu cât instalăm mai multe module, cu atât puterea totală a modulelor solare este mai mare. Aceasta, la rândul său, duce la o creștere a curenților în circuite. Ne amintim legea lui Ohm.

Puterea împărțită la tensiune este egală cu curentul. Creștem puterea, tensiunea rămâne aceeași, ceea ce înseamnă că curentul crește. O creștere a curentului ne obligă să creștem secțiunea transversală a firului. Așa că imaginați-vă, numărul de module crește, ceea ce înseamnă că aria acoperită de acestea crește și, prin urmare, lungimea firelor crește.

Nu uitați de recomandarea pe care am dat-o despre comutarea modulelor solare sub acoperișul unei case în articol. Și, de asemenea, trebuie să creștem secțiunea transversală a acestor fire. Adică urmează o creștere inevitabilă a costului firelor. Pentru a evita costurile inutile, sistemul este reconstruit la o tensiune mai mare.

Acest lucru se poate realiza prin conectarea modulelor în serie. Să presupunem că Figura 2 prezintă două module de 12 volți. Datorită schemei de conectare în serie, am reușit ca acestea să poată fi incluse într-un circuit de 24 de volți. În ceea ce privește conexiunea mixtă, este necesară atunci când ambele sarcini trebuie rezolvate simultan.

Concluzie

Atunci când utilizați diferite opțiuni de circuit, ar trebui să aveți în vedere câteva lucruri importante care afectează caracteristicile electrice rezultate obținute la comutarea modulelor în panouri solare.

Acest lucru este important!

Deci, de exemplu, în ultimul articol am spus că atunci când sunt conectate în serie, se însumează tensiunea modulelor conectate. Dacă conectați două module de 12 volți, tensiunea rezultată va fi de 24 de volți. Nu iau acum în calcul concepte precum tensiunea în circuit deschis, curentul de scurtcircuit etc., pentru a nu te păcăli cu teorie.

Dar nu am vorbit despre ce se va întâmpla cu curenții, iar acest lucru este important pentru dvs. atunci când alegeți, de exemplu, un regulator de încărcare solară. Ce controler de curent de intrare ar trebui să alegeți?

Deci, trebuie să știți: într-un circuit în serie, curentul rezultat va fi egal cu curentul modulului cu cea mai mică valoare, adică cel mai mic curent dintre toate modulele conectate în serie. De aceea se recomandă conectarea în serie a modulelor cu aceleași caracteristici, astfel încât din cauza unui singur modul „slab” să nu pierzi puterea pe care modulele ar putea-o oferi dacă ar fi toate la fel.

Cu o conexiune în paralel, am spus că tensiunea rezultată va fi egală cu tensiunea unui modul, indiferent câte dintre ele conectați în paralel. Dar curentul rezultat va fi suma curenților tuturor modulelor conectate în paralel.

Pentru ca o conexiune mixtă (sau serie-paralelă) să nu vă provoace dificultăți, simțiți-vă liber, la figurat, desigur, să împărțiți întregul grup în altele mai mici și, după ce ați aflat curentul și tensiunea fiecărui grup mic separat, luați în considerare acestea. grupuri mici ca un modul separat.

După cum puteți vedea, nu există nimic super abstrus în diagrama de conectare a panoului solar. Este simplu. Apropo, același principiu de conectare se aplică bateriilor reîncărcabile, dar aceasta este o altă poveste. Există câteva nuanțe acolo.

Dacă acest articol v-a ajutat, faceți clic pe unul dintre butoanele rețelelor sociale, astfel încât articolul să-i ajute pe alții.

O sursă alternativă de energie bazată pe panouri solare este o opțiune excelentă pentru organizarea unei surse de alimentare independente. Va oferi o eficiență energetică ridicată nu numai în zilele caniculare, ci și pe vreme înnorată. Ar fi bine să ai acasă un astfel de dispozitiv, nu-i așa?

Pentru a face acest lucru, trebuie doar să selectați corect componentele tehnice și să efectuați instalarea. Oricine poate face acest lucru dacă cunoaște diagramele și metodele de conectare a panourilor solare. Vă vom spune cum să construiți un sistem productiv care transformă „energia verde” în energie electrică necesară pentru alimentarea echipamentelor de uz casnic.

În plus, veți învăța cum să alegeți un loc pentru instalarea panourilor solare și cum să le combinați cu o rețea electrică staționară. Sfaturi utile și recomandări importante vor oferi asistență eficientă meșterilor de acasă. Pentru a fi mai ușor de înțeles, sunt furnizate fotografii tematice, diagrame și videoclipuri.

Când plănuiți să conectați singur panourile solare, trebuie să aveți o idee despre elementele din care constă sistemul.

Panourile solare constau dintr-un set, al cărui scop principal este transformarea energiei solare în energie electrică. Puterea curentului a sistemului depinde de intensitatea luminii: cu cât radiația este mai strălucitoare, cu atât este mai mare curentul generat.

Pe lângă modulul solar, dispozitivul unei astfel de centrale electrice include convertoare fotoelectrice - un controler și un invertor, precum și baterii conectate la acestea

Principalele elemente structurale ale sistemului sunt:

• Baterie solară– transformă lumina solară în energie electrică.
• Baterie– o sursă de curent chimic care acumulează energie electrică generată.
• Controler de încărcare– monitorizează tensiunea bateriei.
• Invertor, care transformă tensiunea electrică directă a bateriei în 220V alternativ, necesar pentru funcționarea sistemului de iluminat și funcționarea aparatelor electrocasnice.
• Siguranțe, instalat între toate elementele sistemului și protejând sistemul de scurtcircuite.
• Set de conectori standard MC4.

Pe lângă scopul principal al controlerului - de a monitoriza tensiunea bateriei, dispozitivul oprește anumite elemente după cum este necesar. Dacă indicatorul de la bornele bateriei în timpul zilei atinge 14 volți, ceea ce indică faptul că acestea sunt supraîncărcate, controlerul întrerupe încărcarea.

Noaptea, când tensiunea bateriei atinge un nivel extrem de scăzut de 11 volți, controlerul oprește funcționarea centralei electrice.

Unde este cel mai bun loc pentru a instala panourile?

Primul lucru pe care trebuie să-l faceți înainte de a instala și conecta o baterie solară este să decideți asupra locației unității.

Pentru a instala module fotovoltaice, este convenabil să folosiți structuri staționare din profile metalice sau analogi rotativi mai modernizați

Panourile solare pot fi amplasate în aproape orice punct bine iluminat:

• pe acoperișul unei cabane de țară;
• pe balconul unui bloc de apartamente;
• in zona adiacenta casei.

Principalul lucru este de a asigura condițiile necesare pentru obținerea unei producții maxime de energie electrică. Una dintre acestea este orientarea și unghiul de înclinare față de orizont. Deci suprafața de absorbție a luminii a unității ar trebui să fie îndreptată spre sud.

În mod ideal, razele soarelui ar trebui să cadă pe el la 90°. Pentru a obține acest efect, este necesar să selectați unghiul optim de pantă în funcție de condițiile climatice ale regiunii. Acest indicator este diferit pentru fiecare regiune.

Pentru a asigura performanța maximă a panourilor solare, se recomandă schimbarea unghiului aparatelor de 2-4 ori pe an: 18 aprilie, 24 august, 7 octombrie și 5 martie

De exemplu, în regiunea Moscovei, unghiul de înclinare a suprafeței panourilor solare pentru lunile de vară este de 15-20 °, iar în lunile de iarnă se schimbă la 60-70 °.

Când amplasați panouri solare în zona adiacentă casei, este mai bine să ridicați panourile deasupra suprafeței solului cu cel puțin jumătate de metru - în cazul în care cade o cantitate mare de zăpadă. Aceasta solutie este corecta si in sensul ca asigura distanta suficienta pentru circulatia aerului.

Merită să ne amintim că chiar și o umbră mică are un efect negativ asupra producerii de energie electrică a unității. Panourile trebuie amplasate numai în locuri care nu sunt supuse nici măcar la cea mai mică umbrire.

Unii „meșteri” instalează sticlă suplimentară deasupra panourilor pentru a proteja bateriile, dar chiar și cu transparență vizibilă, stratul de sticlă poate reduce eficiența panourilor cu 30%

Există mai multe moduri de a fixa panourile:

• prin activarea clemelor de prindere;
• prin șuruburi prin găurile situate în partea de jos a cadrului.

Structura de susținere trebuie să fie realizată din materiale rezistente la coroziune. Indiferent de metoda de instalare, nu puteți modifica singur designul panoului sau nu puteți face găuri suplimentare.

Este datoria proprietarului să păstreze panourile curate. Colectarea prafului, zăpezii și excrementelor de păsări pe ecran va reduce cantitatea de energie electrică produsă de sistem cu cel puțin 10%.

Opțiuni de conectare a bateriei solare

Panourile solare sunt formate din mai multe panouri individuale. Pentru a crește parametrii de ieșire a sistemului sub formă de putere, tensiune și curent, elementele sunt conectate între ele folosind legile fizicii.

Conectarea mai multor panouri între ele se poate face folosind una dintre cele trei scheme de instalare a panourilor solare:

• paralel;
• secvenţial;
• amestecat.

Un circuit paralel presupune conectarea bornelor cu același nume între ele, în care elementele au două noduri comune pentru convergența conductorilor și ramificarea acestora.

Într-un circuit paralel, „plusurile” sunt conectate la „plusuri”, iar „minusurile” la „minusurile”, în urma cărora curentul de ieșire crește, iar tensiunea de ieșire rămâne în limita de 12 volți.

Curentul maxim posibil la ieșire într-un circuit paralel este direct proporțional. Principiile pentru calcularea cantităților sunt prezentate în articolul nostru recomandat.

Un circuit în serie implică conectarea polilor opuși: „plusul” primului panou cu „minusul” celui de-al doilea. Restul „plus” nefolosit al celui de-al doilea panou și „minus” al primei baterii sunt conectate la controlerul situat mai departe de-a lungul circuitului.

Acest tip de conexiune creează condiții pentru fluxul de curent electric, în care rămâne singura cale pentru transferul de energie de la sursă la consumator.

Cu o schemă de conectare în serie, tensiunea de ieșire crește și ajunge la 24 de volți, ceea ce este suficient pentru a alimenta echipamente portabile, lămpi LED și unele receptoare electrice

Un circuit serie-paralel sau mixt este cel mai des utilizat atunci când este necesar să se conecteze mai multe grupuri de baterii. Prin utilizarea acestui circuit, atât tensiunea, cât și curentul pot fi crescute la ieșire.

Această opțiune este, de asemenea, benefică în sensul că, dacă unul dintre elementele structurale ale sistemului se defectează, celelalte circuite de conectare continuă să funcționeze. Acest lucru crește semnificativ fiabilitatea întregului sistem.

Cu un circuit de conectare serie-paralel, tensiunea de ieșire atinge un nivel ale cărui caracteristici sunt cele mai potrivite pentru rezolvarea majorității problemelor casnice

Principiul asamblarii unui circuit combinat se bazează pe faptul că dispozitivele din cadrul fiecărui grup sunt conectate în paralel. Și toate grupurile sunt conectate într-un singur circuit în serie.

Prin combinarea diferitelor tipuri de conexiuni, nu este dificil să asamblați o baterie cu parametrii necesari. Principalul lucru este că numărul de elemente conectate trebuie să fie astfel încât tensiunea de funcționare furnizată bateriilor, ținând cont de scăderea acesteia în circuitul de încărcare, să depășească tensiunea în sine, iar curentul de sarcină al bateriei să ofere cantitatea necesară de încărcare. actual.

Schema de asamblare a sistemului de energie solară

Conectarea panourilor solare se realizează folosind fire de conectare încorporate cu o secțiune transversală de 4 mm 2. Firele de cupru cu un singur miez, a căror împletitură izolatoare este rezistentă la radiațiile ultraviolete, sunt cele mai potrivite în acest scop.

Dacă utilizați un fir a cărui izolație nu este rezistentă la razele UV, este recomandat să îl așezați la exterior într-un manșon ondulat.

Capătul fiecărui fir este conectat la un conector MC4 prin lipire sau sertizare, rezultând o conexiune etanșă

Indiferent de schema aleasă, este imperativ să verificați corectitudinea instalației electrice înainte de a o instala.

La conectarea panourilor, nu se recomandă depășirea cerințelor tehnice pentru curentul admisibil și tensiunea maximă a altor dispozitive. Este important să respectați specificațiile regulatorului de încărcare și ale invertorului specificate de producător.

Schema de asamblare standard pentru cea mai simplă centrală solară este următoarea.

Schema de conectare a panourilor la baterie, invertor și controler are un design simplu și, prin urmare, nu provoacă dificultăți deosebite în legătură

Conectarea elementelor multidirecționale

Atunci când se utilizează o schemă de instalare secvențială a panourilor solare, pentru a nu reduce eficiența dispozitivelor, toate panourile circuitului comun ar trebui să fie plasate în același unghi și pe același plan.

Dacă panourile sunt amplasate în planuri diferite, acest lucru poate duce la faptul că cel mai apropiat sau mai iluminat va funcționa mai puternic decât cele situate puțin mai departe.

Aceasta înseamnă că panoul din apropiere va genera energie electrică, din care o parte va fi eliberată pentru a încălzi panourile îndepărtate. Și motivul constă în faptul că curentul curge pe calea cu cea mai mică rezistență. Pentru a minimiza pierderile, este mai bine să utilizați un controler separat pentru fiecare panou.

Principalele cerințe la utilizarea controlerului sunt puterea panourilor conectate peste 1 kW și distanța dintre baterii la o distanță suficient de mare

Problema poate fi rezolvată și prin instalarea de diode de întrerupere. Ele sunt plasate în interior între plăci. Datorită acestui lucru, în timp ce oferă putere maximă, plăcile nu se supraîncălzi.

Căderea de tensiune în conexiuni, precum și firele în sine, a părții de joasă tensiune a sistemului este, de asemenea, importantă.

Tabel de discrepanță între puterea transmisă și secțiunea transversală a firului, indicând cu roșu parametrii la care există riscul de încălzire puternică la foc

Un exemplu este faptul că pe o bucată de cablu de metru cu o secțiune transversală de 4 mm2, atunci când trece un curent de 80A (tensiune 12 V), valorile scad cu 3,19%, adică 30,6 W. Când răsucirea este activată, căderea de tensiune poate varia de la 0,1 la 0,3 V.

Combinație de energie solară și rețea staționară

Atunci când intenționați să utilizați electricitatea de la soare în paralel cu o rețea staționară centralizată echipată, schema de conectare este ușor diferită. Și principalul motiv pentru această decizie este că consumatorul privat nu are posibilitatea de a „deversa” energia rămasă.

Și acest lucru poate provoca supratensiuni de până la o secundă.

Atunci când se combină electricitatea solară cu o rețea centralizată staționară, aceștia sunt ghidați de aceeași regulă: cu cât sunt conectate mai multe surse, cu atât schema devine mai complexă.

Conform diagramei de mai sus, tensiunea din heliocâmp este mai întâi îndreptată către baterie, iar de acolo este transmisă la sarcină.

Când proiectați această opțiune de instalare, merită să luați în considerare două tipuri de încărcare:

• nerezervabile– lumina in casa, electrocasnicele etc.;
• rezervat– iluminat de avarie, frigider, centrala electrica.

Rețineți: cu cât capacitatea bateriei este mai mare, cu atât mai mult timp aparatele electrice de rezervă vor funcționa în mod autonom.

Atunci când alegeți această metodă de generare a energiei în rețea, fiți pregătiți pentru faptul că va trebui să solicitați permisiunea de la rețelele electrice locale.

În ciuda faptului că produc tensiune, a cărei calitate este uneori mai mare decât cea din rețeaua centralizată, rețelele locale de energie nu dau voie ca contorul electric să se rotească în sens opus.

Din acest motiv, conform schemei, invertoarele solare nu mai funcționează atunci când se pierde tensiunea din rețea. Și sarcina redundantă începe să fie „alimentată” de la baterie.

Concluzii și video util pe această temă

Videoclipul #1. Un exemplu de asamblare și instalare a unui sistem standard din fabrică:

Videoclipul #2. Cum se instalează corect panourile:

Nu este nimic complicat în procesul de conectare a mai multor panouri cu alte elemente ale sistemului. Dar pentru un maestru începător, procesul poate deveni dificil. Prin urmare, dacă nu aveți experiență în calcule și abilități de instalare, ar trebui să contactați un specialist care are cunoștințele necesare.

Ai vrea să ne spui cum ți-ai asamblat propria centrală solară pentru casa ta sau pentru casa ta? Poate cunoașteți subtilitățile procesului care nu sunt descrise în articol? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, să puneți întrebări, să vă împărtășiți părerea și fotografiile pe tema articolului.