Последовательное соединение солнечных панелей: Как подключить солнечную панель — схемы и порядок подключения

Содержание

Как соединять солнечные панели последовательно или параллельно — MOREREMONTA

С другой стороны аккумуляторный блок подсоединяют к инвертору, преобразующему ток. При этом используется пайка элементов и тщательная их изоляция.


Поэтому элементов на одну панель понадобится ровно столько, чтобы при последовательном их подключении в сумме они выдавали V — как правило, это 36шт.

Именно по этой причине они продаются комплектами из расчета на панель определенной мощности.
Расключная коробка для солнечных батарей

Поэтому, конструкции не устанавливают прямо на землю, а закрепляют в четырех точках на высоте 50 см.

Поликристаллические фотоэлементы ярко синие и менее дорогостоящие.

Такая система состоит из нескольких групп.

Стекло предпочтительнее в том плане, что оно меньше преломляет свет, и эффективность панели становится несколько выше. Однако необходимо следить за целостностью покрытия, иначе поврежденные кремниевые пластины фотоэлементы перестанут работать Контроллер выполняет насколько функций.

Как видно из приведенных внизу рисунка расчетов, в нашем случае большую мощность мы получим при последовательном соединении солнечных батарей, так как в этом случае напряжение складывается, а максимальный ток системы ограничен модулем с меньшим током.

Расчет аккумуляторов для солнечных систем

Подключаем солнечную батарею

Соединение происходит путем подключения положительных соединений в одну группу, а отрицательных выводов — во вторую группу. Схема подключения солнечных батарей обязательно включает в себя буферное устройство: аккумулятор энергии.

Поэтому фотоэлементы лучше покупать готовые. Чтоб получилось грамотно подключить, нужно правильно по параметрам подобрать всю ситему.


Предусмотрено, чтобы внутри между пластинами были диоды, тогда в результате будет максимальный показатель мощности.

Такое соединение позволяет, не поднимая напряжения увеличить ток от панелей. Здесь плюс первой панели вам необходимо будет подключить к минусу второй.

Профиля нужно крепить неподвижно и надежно. Перед тем как установить солнечные батареи и вышеуказанные приборы, между всеми элементами схемы имеет смысл подключить предохранители, чтобы перегрузки сети не причинили вреда устройствам.

Еще необходимо помнить о том, что с низкими температурами фотоэлементы контактировать не должны.


Через инвертор энергия от солнечных модулей поступает к резервируемой нагрузке.
Как я соединил подключил, и установил, две заводские солнечные батареи

Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов

Смешанная схема резервного подключения. Они будут зависеть от габаритов самих панелей и их количества.

Теперь остается дело за малым.

При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей — тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром.


Если дом находится в тени других построек, то установка солнечных панелей целесообразна разве что только поликристаллических, и то эффективность будет снижена. Во всех случаях должны отсутствовать затемнения. Решить эту проблему поможет естественный обдув аккумуляторной батареи. Все эти факторы нужно учитывать при выборе места установки и ставить панели по наиболее удобному варианту.

Конечно же на свой страх и риск, можно подключить панель напрямую, и аккумулятор будет заряжаться, но такая система должна быть под присмотром. Это интересно: Многие из стандартных радиокомпонентов также могут вырабатывать электроэнергию при воздействии яркого света.


На этом этапе важно не перепутать тыльную сторону панели с лицевой. Это важнейший момент, так как от того будут ли панели в тени других зданий, деревьев будет зависеть их продуктивность, а значит, и количество вырабатываемой электроэнергии.

При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм. Изменения напряжения в данном случае не будет.

Нередко используется и смешанная схема подключения. Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии — в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты крепятся через отверстия рамки , фиксаторы и пр. Закрепить его можно тонким слоем силиконового герметика, а вот эпоксидную смолу для этих целей лучше не использовать, так как снять стекло в случае необходимости проведения ремонтных работ и не повредить панели будет крайне сложно.

🌞 Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию. Лайфхак подключения✅

Экономическая обоснованность

Они заказывают недорогое оборудование производства КНР на одной из интернет-площадок.

К основным элементам устройства относят: Специальные батареи, которые будут поглощать свет.

Для покупки нужно зарегистрироваться и вписать в поисковую строку нужный запрос. Таким образом, фотоэлементы оказываются зажатыми и так их нужно оставить на полсуток. Оптимальным вариантом является конвектор с выходной мощностью от 3кВт — такое устройство в состоянии обеспечить энергией не только освещение дома или квартиры, но и работы большего числа других потребителей.

Если вам будет интересно, тогда можете прочесть про схему подключения реле напряжения. Шина для спайки солнечных элементов.

Панели между собой соединяются последовательно или параллельно в зависимости от нужного напряжения. Подключите фотоэлемент к контролеру таким же образом.

На схеме ниже вы сможете наглядно увидеть этот процесс. Выбор схемы подключения Энергия, производимая солнечными панелями, не может подаваться напрямую к каким-либо электрическим приборам. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается. Процесс монтажа достаточно понятен и не требует огромных усилий, но многих отталкивает высокая цена системы. Применяя данную схему соединения панелей, мы можем регулировать напряжение и ток на выходе из системы нескольких панелей, что позволит подобрать наиболее оптимальный режим работы всей солнечной электростанции.

Контроллер зарядки АКБ

Среди них широкой популярностью пользуются солнечные системы. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

Если инсоляция позволяет, то установить солнечную панель можно и на внешней стороне балкона. Кроме того, вырабатываемый ток нестабилен, поэтому для организации энергоснабжения объекта требуется управляющий контроллер. Во время их установки вам обязательно необходимо разобраться с конструкцией этого устройство. Следующим видом являются панели, образованные монокристаллическими фотоэлектрическими деталями. Порядок подключения контроллера солнечных панелей Порядок подключения контроллера солнечных панелей В последнее время мы замечаем, что у владельцев большой и малой загородной недвижимости все большим интересом начинает пользоваться Источник: shop.

Последовательное подключение солнечных панелей

Альтернативный источник энергии на базе солнечных батарей – отличный вариант для организации независимого энергоснабжения. Он обеспечит высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать технические компоненты и произвести монтаж. Сделать это может каждый, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы расскажем, как сооружается производительная система, перерабатывающая “зеленую энергию” в электричество, необходимое для питания бытового оборудования.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементах, основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Основными конструктивными элементами системы выступают:

  • Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
  • Аккумулятор – химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
  • Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
  • Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
  • Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
  • Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

  • на крыше загородного коттеджа;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

Наши сотрудники регулярно предоставляют консультации на предмет установки солнечных электростанций различных типов, а также компания Best Energy предоставляет полный комплекс услуг для установки солнечной электростанции «под ключ». Реже бывает применение автономной системы электроснабжения на основе солнечных батарей для автомобильного транспорта и недавно к нашим специалистам поступил интересный вопрос о том, как правильно соединить две солнечные батареи разной мощности: последовательно или параллельно? Ответ на этот вопрос было принято решение опубликовать на сайте в разделе поддержки по продукции альтернативных источников энергии, доработав его в полноценный формат статьи.

Схемы соединения солнечных батарей

Всего существует три схемы соединения солнечных панелей, которые могут применяться: параллельное, последовательное и параллельно-последовательное. В зависимости от мощности солнечной электростанции и напряжения постоянного тока может применяться одна из выбранных схем. Остановимся подробнее на каждой и опишем принцип работы.

Параллельное соединение солнечных панелей

Данная схема подходит для тех случаев, когда необходимо оставить напряжение на одном уровне, но повысить мощность солнечного PV-массива. Приведем пример на двух солнечных панелях мощность 100В с напряжением 12В. Соединение происходит путем подключения положительных соединений в одну группу, а отрицательных выводов – во вторую группу. Такими образом, напряжение остается прежним 12В, а мощность возрастает до 200 Вт.

Рисунок 1. Параллельное соединение солнечных панелей (12В 200Вт).

Последовательное соединение солнечных панелей

Последовательное соединение применяется в тех ситуациях, когда необходимо поднять уровень напряжения, но зафиксировать мощность на одном уровне. На схеме отражено соединение двух солнечных панелей мощностью 100Вт с напряжением 12В, когда в итоге получаем солнечный PV-массив 24В 100Вт.

Рисунок 2. Последовательное соединение солнечных панелей (24В 100Вт).

Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей

Более сложной схемой соединения солнечных батарей будет параллельно-последовательный тип. Зачастую подобная схема применяется для относительно мощных солнечных массивов. Применение этой схемы дает возможность как поднять номинальное напряжение соединенных панелей, так и увеличить мощность. На примере показано, как можно соединить четыре панели с напряжением 12В и мощностью 100Вт. После соединения получаем солнечный PV-массив с напряжением 24В и мощностью 200Вт.

Рисунок 3. Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей (24В 200Вт).

Соединение солнечных батарей разной мощности

Когда требуется соединить вместе солнечные батареи разной мощности, то может применяться две вышеописанные схемы: параллельная и последовательная. Однако необходимо учитывать возможности применяемого MPPT-контроллера. Так, чтобы подключить батареи параллельно, максимальный выходной ток должен соответствовать току MPPT-контроллера и наоборот, для соединения разных по мощности солнечных модулей последовательно, MPPT-контроллер обязательно должен иметь более высокое рабочее напряжение, чем сумма напряжения холостого хода двух модулей.

Рисунок 4. Параллельное и последовательной соединение солнечных панелей разной мощности.

Как видно по приведенным расчетам, производительность выше на 5,5% при последовательном соединении. Рекомендуем использовать этот вариант.

Внимание! Соединение солнечных батарей разной мощности несколько снижает производительность MPPT-контроллера и делает болеет трудным поиск точки максимальной мощности, но такая система также будет нормально работать при необходимости.

Заключение

Сегодня было рассмотрено то, как правильно и эффективно соединять фотоэлектрические панели. Но если остались вопросы, наши специалисты по альтернативной энергетике проведут необходимые консультации.

Также ранее мы писали о том, как правильно соединять аккумуляторные батареи и какие это несет преимущества в зависимости от применяемой схемы соединения: параллельной, последовательной и параллельно-последовательной.

Трекеры — системы ориентации солнечных батарей

Так как в большинстве ФЭ модулей элементы соединены последовательно, несоотвествие при их последовательном соединении является наиболее распространенным из встречающихся несоответствий. Из двух простейших видов несоответсвия (несоответствие тока короткого замыкания и напряжения холостого хода) более часто происходит несоответствие тока короткого замыкания, так как оно может произойти из-за затенения части модуля. Этот вид несоответствия является и наиболее значительным.

Несоответствие напряжения холостого хода при последовательном соединении относительно выгодно. Как показано на следующей анимации в точке короткого замыкания общий ток модуля остается неизменным. Мощность модуля в точке максимальной мощности уменьшается из-за более низкой производительности «плохого» солнечного элемента. Так как два элемента подключеные последовательно, через них течет одинаковый ток, а результирующее напряжение можно найти, сложив напряжения на каждом их двух элементов.


На рисунке выходное напряжение второго элемента меньше, чем у первого.

Несоответствие тока короткого замыкания у элементов, соединенных последовательно

Несоответсвие тока короткого замыкания при последовательном соединении в зависимости от рабочей точки модуля и степени несоотвествия может оказыавть очень сильное негативное влияние на ФЭ модуль. Как показано на анимации ниже, в точке напряжения холостого хода влияние снижения тока короткого замыкания относмительно не велико. Напряжение холостого хода уменьшается лишь незначительно, так как оно логарифмически зависит от тока короткого замыкания. Однако, так как ток, текущий через два элемента, должен быть одним и тем же, суммарный ток не может привышать ток от плохого элемента. Поэтому ток от двух элементов не может быть больше, чем ток короткого замыкания плохого элемента. При низком напряжении, при котором вероятно выполнится это условие, дополнительно сгенерированный ток хорошего элемента будет рассеиваться не в каждом элементе (как это обычно происходит при коротком замыкании), а тольков плохом элементе.

В общем, несоотвествие тока при последовательном соединении может вызвать значительное падение вырабатываемой мощности, если плохой элемент производит меньший ток, чем ток точки максимальной мощности хорошего элемента, а также, если модуль работает на низких напряжениях или в режиме короткого замыкания, высокое рассеяние энергии в плохом элементе может вызвать необратимые разрушения в модуле. Два этих эффекта покзааны на рисунках ниже.


Несоответствие тока последователно соединенных элементов случается довольно часто и может иметь серьезные последствия. Isc соединения ограничено Isc самого плохого элемента.

Последователно соединенный солнечные элементы с одинаковыми токами короткого замыкания. Элементы схемы, объединенные синей пункитрной лининей представляют собой модель солнечного элемента. Источником тока является световой ток, Isc. Солнечные элементы находятся в режиме короткого замыкания, поэтому ток прямого смещения, текущий через солнечные элементы, равен нулю и напряжение тоже равно нулю. Несоответствующие токи кортокого замыкания. Максимальным током, который может течь через контур, является ток короткого замыкания плохого элемента. Поэтому дополнительный ток через хороший элемент, равный Isc1 — Isc2 вынужден течь через хороший элемент, смещая его в прямом направлении и создавая напряжение. На рисунке выходное напряжение второго элемента меньше, чем у первого.

Простой метод рассчета тока короткого замыкания последовательно соединенных несоответствующих солнечных элементов. Ток в точке пересечения представляет собой ток короткого замыкания комбинации (то есть V1+V2=0).Локальный перегрев

Перегрев на активном участке происходит, когда один солнечный элемент с низким током короткого замыкания соединяется последовательно с несколькими элементами с высоким током короткого замыкания, как показано на изображении ниже.

Один затененный элемент в цепи уменьшает ток через хорошие солнечные элементы, в результате чего они создают более высокое напряжение, которое может сместить плохой элемент в обратном направлении.Если результирующий ток, текущий в цепи, приближается к току короткого замыкания плохого элемента, то он становится ограниченным током плохого элемента. Дополнительный ток, производимый хорошими элементами, смещает их в прямом направлении. Если цепь замкнута, то прямое смещение на хороших элементах смещает обратный элемент в обратном направлении. Нагревание на активном участке происходит, когда большое количество последовательно соединенных солнечных элементов создают обратное смещение на затененном элементе, в результате чего на нем рассеивается большое количество энергии. По существу, на нем рассеивается вся энергия, производимая хорошими элементами. Большое рассеяние энергии на маленькой площади приводит к перегреву, который в свою очередь может вызвать различные разрушения, такие как растрескивание стекла, расплавление припоя или повреждение самого солнечного элемента.

Тепло, рассеянное на затененном элементе привело к растрескиванию модуля.

Обводные диоды

Разрушительное действие локального перегрева можно снивелировать с помощью обводного диода. Обводной диод соединяется параллельно с солнечным элементом, так, чтобы их полярности были противоположны, как показано ниже. В нормальных условиях каждый солнечный элемент будет смещен в прямом направлении, а обводной диод — в обратном, то есть будет в состоянии холостого хода. Однако, когда солнечный элемент в результате несоответствия токов короткого замыкания между несколькими последовательно соединенным элементами сместится в обратном направлении, обводной диод станет проводящим, позволяя току от хороших элементов течь во внешней цепи не изменяя напряжение на каждом хорошем элементе. Максимальное обратном напряжение на плохом элементе уменьшается на величину напряжений на каждом из диодов, уменьшая ток и предотвращая перегрев. Работа обводного диода и влияние на вольт-амперную характеристику показаны на изображениях ниже.

Действие обводного диода можно показать на вольт-амперной характеристике сначала получив вольт-амперную характеристику одного солнечного элемента с обводным диодом, и потом объединив ее с вольт-амперными характеристиками всех элементов. Обводной диод влияет на солнечный элемент только при обратном смещении. Если обратное смещение становится больше, чем угловое напряжение солнечного элемента, диод смещается в прямом направлении и проводит ток. Объединенная вольт-амперная характеристика показана ниже.

Вольт-амперная характеристика солнечного элемента с обводным диодом.

Предотвращение локального перегрева с помощью обводного диода. Для наглядности тут используется всего 10 элементов, один из которых затенен. Обычно модуль состоит из 36 элементов и несоответствие токов в отсутствие обводного диода приводит к еще более плохим последствиям, но при наличии обводного диода они становятся несущественными.Как бы то ни было, на практике использовать обводной диод для каждого элемента слишком дорого, поэтому их обычно включают сразу для нескольких элементов. Напряжение на затененном элементе, или любом элементе, вырабатывающим низкий ток, равно напряжению прямого смещения остальных последовательно соединенных элементов плюс напряжение на обводном диоде, который с ними соединен. Это показано на изображении ниже. Напряжение на не затененных солнечных элементах зависит от степени затенения плохих элементов. Например, если элемент полностью затенен, то не затененные элементы будут смещены в прямом направлении их токами короткого замыкания и напряжение будет равно примерно 0.6В. Если плохой элемент затенен лишь частично, то часть тока от хороших элементов может течь через цепь, а оставшийся ток сместит каждый солнечный элемент в прямом направлении, приводя к более низкому напряжению прямого смещения на каждом элементе. Максимальное рассеяние энергии на затененном элементе приблизительно равно энергии, производимой оставшимися элементами в цепи. Максимальное количество элементов, которое можно обезопасить от локального перегрева с помощью одного обводного диода равно 15. Поэтому в обычном модуле из 36 элементов для этого используется 2 обводных диода.

Обводные диоды, соединенные с несколькими солнечными элементами. Напряжение на незатененных солнечных элементах зависит от степени затенения плохого элемента. Напряжение 0.5В выбрано произвольно.Несоответствие параллельно соединенных элементов

В небольших модулях все элементы соединены последовательно и параллельное несоответствие не является проблемой. В солнечных батареях модули обычно соединены параллельно, поэтому параллельное несоответствие обычно является проблемой для батарей а не для модулей.

Параллельно соединенные элементы. Напряжение в цепи всегда одинаково, а результирующий ток равен сумме токов от каждого элемента.

На рисунке выходной ток второго элемента ниже, чем у первого. При сложении токов проблем не возникает не смотря на то, что общий ток всегда выше, чем ток каждого элемента.

Несоответствие напряжений двух параллельно соединенных элементов. Второй элемент уменьшает Voc хорошего элемента.

Легкий способ расчета результирующего напряжения холостого хода несоответствующих элементов, соединенных параллельно. Кривая вольт-амперной характеристики одного элемента отражается от оси напряжения и точка пересечения с кривой второго элемента (в которой I1+I2=0) дает результирующее напряжение холостого хода.Эффекты несоответствия в батареях

В больших фотоэлектрических батареях модули соединяются как последовательно, так и параллельно. Последовательно соединенный набор элементов или модулей называется «рядом». Объединение последовательно и параллельного соединений может привести к некоторым проблемам в ФВ батареях. Одна проблема, например, может возникнуть с напряжением холостого хода в одном из рядов. Ток через параллельно соединенные ряды (которые часто называют «блоком») будет меньше, чем ток через остальные блоки в батарее. С электрической точки зрения это аналогично случаю, когда один из последовательно соединенных солнечных элементов затенен, что приводит к потере вырабатываемой мощности. Этот эффект показан ниже.

Возможное несоответствие в больших ФВ батареях. Не смотря на то, что все модули могут быть абсолютно одинаковыми, а затенение может отсутствовать, несоответствие и локальный перегрев все равно могут иметь место. Ток при таком параллельном соединении уменьшается в четыре раза. Батарея слева электрически экивалентна цепи справа, в которой напряжение на каждом солнечном элементе в 72 раза больше, чем у обычного элемента, а ток в 4 раза больше.Параллельное соединение в сочетании с эффектом несоответствия также может привести к проблемам, если обводящий диод не рассчитан на то, чтобы выдержать ток всей параллельно соединенной батареи. Например в параллельных рядах с последовательно соединенными модулями обводящий диод подключенный параллельно с модулями оказывается подключенным параллельно, как показано на изображении ниже. Несоответствие в последовательно соединенных модулях вызовет ток через обводной диод, нагревая его. Однако, нагревание обводного диода уменьшает ток насыщения и эффективное сопротивление, при чем дополнительный ряд модулей частично затеняется. Теперь ток может течь через обводные диоды в каждом модуле, но он также должен течь через один ряд обводных диодов. Эти обводные диоды становятся еще горячее, их сопротивлении еще больше уменьшается, увеличивая ток. Если обводные диоды не рассчитаны на такой ток, они могут сгореть, что приведет к повреждению ФВ модулей.

Обводные диоды в параллельно соединенных модулях. Обычно в каждом модулей из 36 элементов есть два обводных диода. В одном наборе могут быть обводные диоды с более низким сопротивлением. Через диоды с более низким сопротивлением течет больший ток.В дополнение к обводным диодам для уменьшения потерь, вызванных несоответствием, может использоваться дополнительный диод, который называют блокирующим. Блокирующий диод, показанный ни изображении ниже, обычно используется в автономных системах для того, чтобы ночью ток от аккумуляторов не тек через ФВ батарею. При параллельном соединении модулей, каждый ряд модулей должен иметь блокирующий диод. Это не только уменьшает нагрузку на отдельный диод, но и не позволяет току из одного параллельно соединенного ряда течь в ряд с меньшим током, что снижает потери, вызванные несоответствием при параллельном соединении рядов в батарее.

Значение блокирующих диодов при параллельном соединении модулей. Блокирующий диод на затененном модуле не дает течь в него току от хорошего параллельно соединенного модуля.PVCDROM Christiana Honsberg и Stuart Bowden

Схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей

Альтернативный источник энергии на базе солнечных батарей – отличный вариант для организации независимого энергоснабжения. Он обеспечит высокую энергетическую эффективность не только в знойные деньки, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь такое устройство у себя дома, не так ли?

Для этого нужно лишь грамотно подобрать технические компоненты и произвести монтаж. Сделать это может каждый, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы расскажем, как сооружается производительная система, перерабатывающая “зеленую энергию” в электричество, необходимое для питания бытового оборудования.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки гелиопанелей и как совместить их со стационарной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для упрощения восприятия приведены тематические фотографии, схемы и видеоролики.

Содержание статьи:

Устройство солнечной батареи

Планируя выполнить подключение солнечных панелей собственноручно, необходимо иметь представление, из каких элементов состоит система.

Солнечные панели состоят из комплекта , основное предназначение которых – преобразовывать солнечную энергию в электрическую. Сила тока системы зависит от интенсивности света: чем ярче излучения, тем больший ток генерируется.

Галерея изображений

Фото из

Монтаж солнечной электростанции на крыше

Источник резервного электропитания

Установка солнечных батарей на крыше

Система из монокристаллических солнечных панелей

Аппаратура для работы частной гелиосистемы

Батарея аккумуляторов для солнечных панелей

Контроллер для функционала гелиобатарей

Инвертор в схеме с солнечными батареями

Основными конструктивными элементами системы выступают:

  • Солнечная батарея – преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
  • Аккумулятор – химический источник тока, который накапливает сгенерированную электроэнергию.
  • Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
  • Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.
  • Предохранители, устанавливаемые между всеми элементами системы и защищающие систему от короткого замыкания.
  • Комплект коннекторов стандарта МС4.

Помимо основного предназначения контроллера – следить за напряжением аккумуляторов, устройство по мере необходимости отключает те или иные элементы. Если показатель на клеммах аккумулятора в дневное время достигает отметки в 14 Вольт, что указывает на их перезарядку, контроллер прерывает зарядку.

Помимо солнечного модуля в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи – контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы

В ночной период, когда показатель напряжения аккумуляторов достигает предельно низкой отметки в 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.

Где лучше установить панели?

Первое, что необходимо сделать перед тем, как установить и подключить солнечную батарею – определиться с местом размещения агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции, выполненные из металлических профилей, либо же более модернизированные поворотные аналоги

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

  • на крыше загородного коттеджа;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на прилегающей к дому территории.

Главное – обеспечить необходимые условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Одним из таковых является ориентация и угол наклона относительно горизонта. Так светопоглощающая поверхность агрегата должна быть направлена в южную сторону.

В идеале солнечные лучи должны падать на нее под 90°. Чтобы добиться этого эффекта, необходимо подобрать оптимальный угол уклона в зависимости от климатических условий региона. Для каждого региона этот показатель свой.

Чтобы обеспечить максимальную производительность солнечных батарей, угол наклона устройств рекомендуется менять 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта

К примеру, в московском регионе угол наклона размещения поверхности солнечных батарей для летних месяцев составляет 15-20°, а в зимние месяцы изменяется до отметки в 60-70°.

Галерея изображений

Фото из

Чаще всего комплекс солнечных панелей, объединенных в мини электростанцию, монтируют на крышах домов, гаражей, хозпостроек. Их располагают также на навесах, способных держать вес гелиоустановки

Расположение солнечных панелей на установках, способных двигаться вслед за перемещением солнца, существенно увеличивает КПД системы

Если солнечные батареи нужны лишь для зарядки мобильных устройств и в качестве вспомогательных источников энергии, возможна их установка на фасаде. Желательно выбрать наиболее освещаемую сторону и выбрать оптимальный угол наклона

Неплохой производительностью, хотя и меньшей, чем при расположении на скатах крыши, обладает система, зафиксированная на перила мансарды, террасы, веранды

Самое популярное место для установки солнечных батарей

Расположение на вращающихся подставках

Крепление солнечных батарей на фасаде

Солнечные батареи на ограждении мансарды

При размещении солнечных батарей на прилегающей к дому территории, панели лучше приподнять над поверхностью почвы как минимум на полметра – на случай выпадения большого количества снега. Такое решение правильно и в том плане, что обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества агрегатом. Панели нужно размещать лишь в местах, которые не подвержены даже малейшему затенению.

Некоторые «умельцы» с целью защиты батарей устанавливают сверху панелей дополнительное стекло, но даже при видимой прозрачности стеклянная прослойка способна снизить КПД панелей на 30%

Существует несколько способов фиксации панелей:

  • посредством задействования прижимных фиксаторов;
  • путем болтового соединения через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамки.

Опорная конструкция должна быть выполнена из корозионностойких материалов. Независимо от способа монтажа в конструкцию панелей нельзя самостоятельно вносить изменения и просверливать дополнительные отверстии.

Задача домовладельца – поддерживать панели в чистом виде. Скопления на экране пыли, снега и птичьего помета как минимум на 10% уменьшает количество электроэнергии, произведенной системой.

Варианты соединения гелиобатарей

Солнечные батареи состоят из нескольких отдельных панелей. Чтобы увеличить выходные параметры системы в виде мощности, напряжения и тока, элементы присоединяют друг к другу, применяя законы физики.

Соединение нескольких панелей между собой можно выполнить, применив одну из трех схем монтажа солнечных батарей:

  • параллельная;
  • последовательная;
  • смешанная.

Параллельная схема предполагает подключение одноименных клемм друг к другу, при котором элементы имеют два общих узла схождения проводников и их разветвления.

При параллельной схеме «плюсы» соединяются с «плюсами», а «минусы» с «минусами», в результате чего выходной ток увеличивается, а напряжение на выходе остается в пределах 12 Вольт

Величина максимально возможного тока на выходе при параллельной схеме прямо пропорциональна . Принципы расчета количества приведены в рекомендуемой нами статье.

Последовательная схема предполагает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся незадействованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключают к расположенному дальше по схеме контроллеру.

Такой вид соединения создает условия для протекания электрического тока, при котором остается единственный путь для передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подключения напряжение на выходе увеличивается и достигает отметки в 24 Вольт, чего бывает достаточно для запитки портативной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Последовательно-параллельную или смешанную схему чаще всего используют при необходимости соединения нескольких групп батарей. Посредством применения этой схемы на выходе можно увеличить и напряжение и ток.

При последовательно-параллельной схеме подключения напряжение на выходе достигает отметки, характеристики которой наиболее подходят для решения основной массы бытовых задач

Такой вариант выгоден и в том плане, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы, другие связующие цепи продолжают функционировать. Это существенно повышает надежность работы всей системы.

Галерея изображений

Фото из

Соединение ячеек солнечной батареи

Количество панелей в зависимости от потребностей

Последовательное соединение солнечных приборов

Прямое подключение к приборам освещения

Принцип сборки комбинированной схемы построен на том, что устройства внутри каждой группы соединяются параллельно. А подключение всех групп в одну цепь осуществляется последовательно.

Комбинируя разные типы соединений, не составит труда собрать батарею с необходимыми параметрами. Главное – число соединенных элементов должно быть таким, чтобы подводимое к аккумуляторам рабочее напряжение с учетом его падения в зарядной цепи превышало напряжение самих , а нагрузочный ток батареи при этом обеспечивал необходимую величину зарядного тока.

Схема сборки солнечной электросистемы

Подключение солнечных панелей осуществляется посредством задействования встроенных соединительных проводов сечением в 4 мм2. Лучше всего для этой цели подходят одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к воздействию УФ-лучей, его наружную прокладку рекомендуется выполнять гофрорукаве.

Конец каждого провода соединен с разъемом стандарта МС4 посредством пайки или обжима, благодаря чему обеспечивается герметичное соединение

Независимо от выбранной схемы перед в обязательном порядке необходимо проверить правильность электромонтажа.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств. Важно придерживаться указанных производителем технических требований контроллера заряда и инвертора.

Стандартная схема сборки самой простой солнечной электростанции выглядит следующим образом.

Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простое исполнение, а потому особых сложностей в подключении не вызывает

Чтобы избежать поломки , при подключении элементов системы важно соблюдать последовательность.

Монтажные работы выполняют в несколько этапов:

  1. Аккумулятор подключают к контроллеру, задействуя для этого соответствующие разъемы и не забывая соблюдать полярность.
  2. К контроллеру через разъемы при соблюдении все той же полярности присоединяют солнечную батарею.
  3. К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
  4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Его подключают только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
  5. К свободному выходу инвертора подключают электроприборы, рассчитанные на напряжение в 220 В.

Выполнив соединение, нужно проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения – соединение выполнено неправильно.

Для подключения устройства к системе нет необходимости вскрывать распаечную монтажную коробку – все соединительные разъемы расположены в доступности

На завершающем этапе солнечную батарею необходимо заземлить. Чтобы минимизировать вероятность короткого замыкания, в местах соединения между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.

Энергия солнечных электростанций найдет применение в питании маломощных бытовых приборов и в зарядке аккумуляторов мобильной техники:

Галерея изображений

Фото из

Энергосберегающие светильники в интерьере

Уличное освещение на солнечных батареях

Обеспечение работы ж/к телевизора

Зарядка аккумуляторов мобильных устройств

Желающим соорудить солнечную батарею собственноручно поможет информация, приведенная .

Подключение разнонаправленных элементов

Применяя последовательную схему монтажа солнечных батарей, чтобы не снизить эффективность работы устройств, все панели общей цепи следует размещать под одним углом и на одной плоскости.

Если же панели будут располагаться в различных плоскостях, это может привести к тому, что ближняя или более освещенная станет работать мощнее расположенных чуть дальше.

Это значит, что ближняя панель будет генерировать электричество, часть которого будет отходить для нагрева дальних панелей. И причина кроется в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, для каждой панели лучше задействовать отдельный контроллер.

Основные требования при задействовании контроллера – мощность подключаемых панелей свыше 1 кВт и удаленность между батареями на достаточно большое расстояние

Решить вопрос можно и путем установки отсекающих диодов. Их размещают внутри между пластинами. Благодаря этому, выдавая максимальный показатель мощности, пластины не перегреваются.

Немаловажное значение имеет и падение напряжения в соединениях, а также самих проводах низковольтной части системы.

Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода, красным указывающая параметры, при которых возникает риск сильного пожароопасного нагрева

В качестве примера может служить тот факт, что на метровый отрезок кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока показателем 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, что составляет 30,6 Вт. При задействовании скруток падение напряжения может варьироваться в пределах от 0,1 до 0,3 В.

Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети

Планируя использовать электроэнергию от солнца параллельно с обустроенной централизованной стационарной сетью, схему подключения делают несколько иной. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «сбрасывать» оставшуюся энергию.

А это может спровоцировать перепады напряжения длительностью до одной секунды.

При совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются все тем же правилом: чем больше источников подключается, тем сложнее становится схема

Согласно выше приведенной схеме, напряжение от гелиополя первым делом направляется в сторону АКБ, а уже оттуда и передается на нагрузку.

Проектируя такой вариант монтажа в расчет стоит брать два вида нагрузки:

  • не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
  • резервируемая – аварийное освещение, холодильник, электрический котел.

Учитывайте: чем больше емкость аккумулятора, тем больше проработают в автономном режиме резервируемые электроприборы.

Выбирая такой способ генерации энергии в сеть, будьте готовы к тому, что придется оформлять разрешение в местных энергосетях.

Несмотря на то, что вырабатывают напряжение, качество которого порой выше того, что в централизованной сети, местные энергосети не дают добро на то, чтобы электросчетчик вращался в обратную сторону.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы прекращают работу в момент пропадания напряжения в сети. А резервируемая нагрузка начинает «запитываться» от АКБ.

Выводы и полезное видео по теме

Авторы видеоматериала, который предоставлен ниже, делятся личным опытом и разбирают нюансы монтажа гелиопанелей.

Видео #1. Пример сборки и монтажа системы заводского образца:

Видео #2. Как правильно установить панели:

Ничего сложного в процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет. Но для начинающего мастера процесс может стать затруднительным. Поэтому при отсутствии опыта в расчетах и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, владеющему необходимыми знаниями.

Хотите рассказать, как собирали собственную солнечную электростанцию для дачи или загородного дома? Возможно, вам известны тонкости процесса, не описанные в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в находящемся ниже блоке, задавайте вопросы, делитесь мнением и фото по теме статьи.

Схема Подключения Солнечных Батарей — tokzamer.ru

При монтаже солнечных батарей своими руками, панели лучше ориентировать на юг, так как в солнечные часы с этой стороны поступает максимальное количество солнечной энергии.


Подробнее о принципах работы и об особенностях построения систем автономного электроснабжения вы можете узнать от участников нашего портала, посетив соответствующую тему. Соответственно, к N-слою подключается отрицательный электрод для снятия электротока , а к P-слою — положительный.

Модули на крыше загородного дома Одна панель подключается к контроллеру без проблем — плюс и минус нужно подсоединить к соответствующим разъемам контроллера. Подключите фотоэлемент к контролеру таким же образом.
Солнечные панели. Зеленый тариф. Часть 1. Установка крепления электрических солнечных панелей

Солнечные элементы лишь восстанавливают отданный запас энергии заряжают АКБ. Диоды подбираются по двум основным параметрам: по максимальной силе тока, которая будет проходить в прямом направлении прямой токи по обратному напряжению.

Как известно, солнечные батареи предназначены для получения энергии из солнечного излучения, так вот аккумуляторы для солнечных батарей, выполняют иную функцию.

Существуют и другие, более сложные схемы, однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.

Однако их цены несколько ниже, чем стоимость аналогов, поэтому модель пользуется спросом у собственников загородных домов. Плюс первой панели нужно подключить к минусу второй.

Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на получении энергии солнца.

Система солнечного электроснабжения дома .solar system.

Экономическая обоснованность

Применяя данную схему соединения панелей, мы можем регулировать напряжение и ток на выходе из системы нескольких панелей, что позволит подобрать наиболее оптимальный режим работы всей солнечной электростанции. Блок аккумуляторных батарей.

Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора. Резиновые перчатки — чтобы не вымазывать солнечные элементы особенно их лицевую часть.

Он должен поддерживать общую мощность системы энергоснабжения, обеспечивать заряд аккумуляторов и правильно распределять поток мощности при одновременном потреблении и заряде. Она заключается в добавлении оксида 4-хвалетного кремния в электролит, что способствует переходу электролита в гелеобразное состояние.

Если вы житель Московского региона, то ваш угол наклона будет составлять градусов летом, и от 60 до 70 градусов зимой. Именно об этом мы и поговорим в этой статье.

Существуют гибкие солнечные батареи на основе аморфного кремния. В отдельных случаях потребители, питающиеся от постоянного тока, подключают напрямую к модулям.

А моно- можно отличить по форме — она не квадратная, а восьмиугольная, и цена на них выше.

Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов.
Расключная коробка для солнечных батарей

Параллельное соединение

Sliderrr Залил силиконом зазоры между панелями немного приплюснул и срезал сопло шприца, чтобы обеспечить эстетичность шва и хороший контакт силикона со стеклом. Не меньшее значение имеет и общий угол наклона конструкции, он также определяется географической ориентацией строения.

Если бы в панелях не были встроены диоды, тогда при малейшем затенении хотя бы кусочка 1 панели вся цепочка полностью бы переставала давать ток.

Для обеспечения электричеством частного дома с 4-мя жильцами надо 8 панелей 1х2 м либо 5 панелей 1,8х1,9 м. Резиновые перчатки — чтобы не вымазывать солнечные элементы особенно их лицевую часть.

Так вы сможете без проблем узнать, работает солнечная панель или нет. При подключении солнечных батарей к сети схему лучше выбрать смешанную, так как она оптимальна. Схема приведена на рисунке ниже.

Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Чтобы защитить заднюю часть батареи во время сборки, можно сделать поролоновый мат и обернуть его в полиэтиленовую пленку. Монтировать батарею после этого пока рано, надо чтоб герметик полностью схватился.


Монокристаллические фотоэлектрические панели являются вторыми по популярности. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается. Параллельное соединение увеличит силу тока и мощность , оставляя напряжение неизменным. Герметик лучше брать прозрачный. К входам подключаются клеммы одинакового знака.

Преобразователь напряжения. Такими образом, напряжение остается прежним 12В, а мощность возрастает до Вт. На схеме ниже вы сможете наглядно увидеть этот процесс. Установка диодов Шоттки В конструкции солнечных панелей зачастую используются элементы, о которых мы ранее не упоминали. Затем присоединяют непосредственно солнечные панели, используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера — вторую пару клемм.

Преимущества такого источника в том, что он практически неиссякаем, по крайней мере, в следующие пять миллиардов лет Солнце будет отдавать планете свою энергию и тепло. Потом груз убирается, а фанера и мат снимаются.
[Natalex] Что будет если подключить солнечную батарею к аккумулятору без диода Шоттки?

Подключение солнечных батарей к сети

Оставшиеся свободные провода выводят на контроллер.

Монтаж солнечных источников тепла и света на лоджии или на балконе происходит по подобной схеме. Типы аккумуляторов В солнечной энергетике наибольшей популярностью пользуется герметичный свинцово-кислотный аккумулятор, производимый с использованием 2 различных технологий: Gelled Electrolite.

Преимущества Таблица 2. При сборке солнечной электростанции следует иметь в виду каждое устройство, даже если конкретное подключение его не касается.

Флюс флюс-маркер — обязательно должен быть нейтральным в противном случае припаянные контакты быстро окислятся. Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей 24В Вт. Диод позволяет пустить электричество в обход затененной панели. В таблице представлены оптимальные рекомендации.

Задача инвертеров — преобразовывать постоянное напряжение от АКБ в переменное напряжение В. Она предполагает использование пористого стекловолоконного заполнителя-сепаратора.

Рисунок 1. Это сутки работы электроприборов при безостановочном потреблении Вт. Сначала разрабатывается схема подключения солнечных панелей, которая позволяет получить от них максимальную эффективность. Основные параметры такого блока: рабочая емкость, ток заряда, ток разряда. Приведем пример на двух солнечных панелях мощность В с напряжением 12В.

Новости и информация

Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Рисунок 4. При неправильном подключении солнечных модулей бытовые приборы и комплектующие станции могут выйти из строя.

На экран выведется несколько предложений. Так, чтобы подключить батареи параллельно, максимальный выходной ток должен соответствовать току MPPT-контроллера и наоборот, для соединения разных по мощности солнечных модулей последовательно, MPPT-контроллер обязательно должен иметь более высокое рабочее напряжение, чем сумма напряжения холостого хода двух модулей. Если необходимо выполнить подключение нескольких солнечных батарей, тогда необходимо воспользоваться одной из следующих схем соединения солнечных панелей: Параллельная. Пайка элементов в случае их последовательного соединения производится по следующей схеме.
🌞 Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию. Лайфхак подключения✅

Схемы Монтажа И Способы Подключения Солнечных Батарей

Комплект солнечной электростанции


Типичный комплект солнечной электростанции
Данное оборудование применяется в небольших гелиосистемах которые можно использовать для дома или для дачи. К обязательным компонентам относятся:

  • Солнечные панели или батареи – могут быть монокристаллические и поликристаллические. Чем отличаются и какие выбрать читайте здесь.
  • Инвертор – для чего он и как его выбрать читайте в этой статье.
  • Коннекторы для солнечных батарей – предназначены для быстрого подключения провода к панелям. Если бюджет ограничен, можно использовать пайку, но данное соединение намного удобнее.
  • Кабель, используется одножильный медный в двойной изоляции, стойкий к любым атмосферным воздействиям, сечение от 1.5 мм.

Опционный комплектующие, которые не обязательно должны быть в системе и устанавливаются при определенных задачах:

  • Аккумуляторные батареи – существует несколько вариантов, какой выбрать описано здесь.
  • Контроллер заряда аккумуляторов.
  • Реверсный электросчетчик, устанавливается если вы хотите продавать электроэнергию. В некоторых странах существует так называемый “зеленый тариф”, который позволяет зарабатывать, делая это.

Важные характеристики батарей, которые нужно учитывать

• Номинальное напряжение панелей – 12В или 24В. • Максимальное напряжение при пиковой мощности Vmp. • Напряжение холостого хода Voc – напряжение, выдаваемое панелями без нагрузки (важно при выборе контроллера заряда аккумулятора). • Ток Imp – ток при максимальной мощности панели в А.

К числу основных таких мер и механизмов относятся:

  1. Обязательное подключение солнечных и ветровых электростанций к сетям (т.е. сети обязаны принимать от таких электростанций энергию)
  2. Компенсация стоимости технологического подсоединения — сети или подключают бесплатно, или стоимость этого подключения компенсируется из специальных фондов поддержки
  3. Специальные повышенные закупочные тарифы на электроэнергию от солнечных батареи и ветрогенераторов. Такой механизм популярен в Европе, он оказался наиболее эффективным — мы видим взрывной рост количества установленных солнечных и ветровых генераторов в странах, где этот механизм был принят — Германия, Испания, Италия, Великобритания и т.д.
  4. Net metering — принятие генерируемой солнечными батареями электроэнергии в зачет потребленной. Счетчик электроэнергии может быть реверсивным или двунаправленным. Обычно баланс считается за год, количество отданной электроэнергии в сеть вычитается из количества потребленной от сетей и заявленной к оплате электроэнергии. Таким образом, фактически сети выкупают обратно часть электроэнергии по розничной цене. Такой механизм принять в США и некоторых других странах. Он также показывает свою эффективность.
  5. Различные «зеленые сертификаты», субсидии, государственные программы — мы их здесь не рассматриваем, так как это не рыночные механизмы
  6. Налоговые льготы и т.п. — они также действуют как дополнительные меры поддержки, но для России их введение маловероятно.

В России для частных лиц не действует ни один из перечисленных выше механизмов поддержки. Солнечные батареи устанавливают в России не «благодаря», а «вопреки». Немалым стимулом служит ненадежность электроснабжения от местных энергосетей, изношенность электрических сетей низкого напряжения, низкое качество электроэнергии (напряжение в розетке может падать до 120-140В, а при перекосе фаз может и подниматься более 260В), постоянный рост цены на электроэнергию.

В последние годы надежность и доступность электроэнергии от местных энергосетей понемногу растет, что снизило заинтересованность в массовой установке своих источников электроэнергии в доме — солнечных батарей, ветряков и т.п. Но инициативы федеральных и местных властей по введению социальных норм на потребление электроэнергии вызвали взрывной рост интереса населения к автономным и местным источникам электроэнергии.

Особенно интересны теперь становятся солнечные батареи для тех, у кого для нагрева воды или отопления/охлаждения используется электричество (электрические водонагреватели, котлы, тепловые насосы, кондиционеры и т.п.) . В таких домах социальная норма очень быстро расходуется, и приходится платить в основном по повышенным тарифам сверх социальной нормы. Здесь применение солнечных батарей, соединенных с сетью, является экономически выгодным (не говоря уже о приобщении к экологически чистой энергетике и заботе о защите окружающей среды)

Схемы подключения

Существуют 3 возможные схемы подключения солнечных панелей между собой, это: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение. Теперь о них подробнее.

Последовательное соединение

В данной схеме минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и тд. Что дает такое соединение – напряжение всех панелей будет приплюсовываться. Другими словами, если вы хотите получить, например сразу 220В, данная схема поможет это сделать. но используется она крайне редко.

Разберем на примере. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (это напряжение холостого хода) на выходе получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. при этом максимальная мощность тока, Imp, останется неизменной.

В данной схеме не рекомендуется использовать панели с разным значением Imp, поскольку эффективность системы будет низкая.

Параллельное соединение


К входам панелей подключаются клеммы одинакового знака, аналогично и к выходам. Удобнее всего это делать с помощью специальных Y коннекторов.
Эта схема позволяет, не поднимая напряжение панелей, увеличить ток. Разберем пример. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, напряжение холостого хода 22.48В, ток в точке максимальной мощности 5.42А. На выходе схемы номинальное напряжение и напряжение холостого хода остается без изменений, но максимальная мощность будет равна 5,42А*4=21,68А.

Последовательно-параллельное соединение


В данной схеме часть панелей соединяется последовательно, часть параллельно. Это дает возможность подобрать оптимальный режим работы электростанции путем регулирования номинальной мощности и силы тока на выходе. Разберем на примере все тех же 4х панелей с характеристиками:
• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В. • Напряжение холостого хода Voc: 22.48В. • Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А.

Соединив 2 солнечные панели последовательно и 2 параллельно на выходе мы получим напряжение 24В, напряжение холостого хода 44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Это дает возможность получить сбалансированную систему и сэкономить на таком оборудовании как контроллера заряда аккумулятора, поскольку эму не нужно будет выдерживать большое напряжение в пике работы. Так же схема дает возможность использовать панели разной мощности, например 2 по 12В, преобразовать в 24В. Наиболее удобный вариант сети для дома.

Типы фотоэлементов

Состоят солнечные батареи из нескольких панелей, оснащенных фотоэлементами, которые встречаются различных типов и размеров:

  • Компактные монокристаллические, состоящие из множества ячеек, отличаются малым весом, но в пасмурную погоду энергии для загородного дома вырабатывают немного.

  • С предыдущими похожи по составу поликристаллические панели, менее зависящие от направления солнечных лучей, поскольку, направлены кристаллы в разные стороны, благодаря чему лучей улавливают больше.

  • При одинаковых характеристиках, следующий вид панелей – тонкопленочный, потребует для установки в доме большей площади. Они напоминают пленку, натягивать которую можно в любом месте, меньше стоят, менее зависимы от облачности (потери составляют всего до 20%), но эффективность их снижается при запыленности.

Используют солнечные батареи и тогда, когда возможность подключиться к обычной сети отсутствует. Устанавливать непривередливые источники можно на балконе, на крыше или прямо на загородном участке.

Главное, помнить о двух правилах, без которых будет невозможным потребление энергии. Имеется в виду ориентация конструкции и угол наклона.

Другими словами, поверхность элементов направлена должна быть на юг, чтобы на нее попадало максимальное количество лучей. Угол наклона составлять должен 90 градусов. Чтобы работала система солнечных батарей для дома на максимальную мощность, ее расположение рекомендуется менять летом и зимой.

Еще необходимо помнить о том, что с низкими температурами фотоэлементы контактировать не должны. Поэтому, конструкции не устанавливают прямо на землю, а закрепляют в четырех точках на высоте 50 см.

Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты (крепятся через отверстия рамки), фиксаторы и пр.

Видео: Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

На картинке ниже представлен комплект электростанции, состоящий из таких устройств:


  1. Поглощающих естественный свет элементов, которые преобразуют его в электрическую энергию, т.е. солнечные батареи.
  2. Панели подсоединяются к прибору, контролирующему уровень запасенного электричества, называемому контроллером, соединенным с АКБ. Он следит за напряжением аккумулятора: при перезарядке аккумулятора в дневное время (14 Вольтах на клеммах), он автоматически отключает зарядку, а ночью, в случае разряда, т.е. предельно низкого напряжения в 11 Вольт, прекращает работу электростанции.
  3. Накопитель сгенерированной энергии – аккумулятор.
  4. Инвертор предназначен для изменения типа тока с постоянного на переменный, нужный для работы электрооборудования в загородном доме, бытовой техники, освещения. Для всех приборов придется выделить место.

Для защиты от короткого замыкания рекомендуется в схему подключения добавить между всеми перечисленными устройствами предохранители.

Схема выглядит в простейшем случае следующим образом:

Никаких сложностей, как видно, с такой схемой подключения нет. Основное – соблюдение полярности и правильное соединение штекеров (в соответствующий разъем). Если же желают использовать солнечную энергию в загородном доме одновременно со стационарной сетью, схема подключения будет выглядеть по-иному:

Нагрузка, резервируемая в этом случае, это холодильник, котел или аварийное освещение. Под нерезервируемой понимается свет в помещении, бытовая техника и пр. Электроприборы в автономном режиме работают тем дольше, чем большую емкость имеет аккумулятор. Разобравшись с тем, как работает схема подключения, нужно понять, как соединить панели между собой.

Рекомендуем:

  • Солнечная батарея своими руками
  • Солнечная батарея своими руками дома: инструкция
  • Фонтан на солнечных батареях преимущества и недостатки

Как подключить солнечную панель к контроллеру заряда

Это оборудование применяется в системе с аккумуляторами для контроля их уровня зарядки. То есть, сбрасывает излишки электроэнергии на них и предотвращает накопление в случаи полного заряда. Так же дает возможность подключения приборов с низким номинальным напряжением – 12В, 24В, 48В и тд. (в зависимости от того как соединены панели).


Подключение производится следующим образом. Контроллер имеет 3 пары контактов на панели (это стандартный вариант, есть варианты с другим количеством клемм, тогда нужно изучать инструкцию производителя к этому оборудованию):

  • 1 пара контактов – подключается сеть панелей.
  • 2 пара – подключаются аккумуляторы.
  • 3 пара – подключается источник и низким уровнем потребления.

Сначала рекомендуется подключить аккумуляторные батареи что бы проверить оборудование. Затем сами панели, после уже потребитель, если он предусмотрен в схеме.


Схема подключения, которая была в документации к контроллеру. Все достаточно просто и понятно.

Важно. Необходимо соблюдать полярность всей системы, иначе она не будет работать, возможно выйдет из строя сам контроллер. Если вы будете подключать систему к сети, это особенно важно, иначе замыкание выведет из строя все оборудование.

Видео обзор подключения

Подключение к аккумулятору


Как уже писалось выше, аккумуляторные батареи подключаются к контроллеру, который будет контролировать их заряд. С другой стороны они подключаются к инвертору, который преобразует 12В, 24В, 48В в 220В для использования потребителями. Важно так же соблюдать полярность всей схемы и использовать большее сечение провода, рекомендовано в этой части системы сечение 3 мм. Подключать аккумуляторы можно и напрямую к панелям, без использования контроллера. Однако это делать не желательно по нескольким причинам, самой важной из которых является “перегрев батарей”, то есть избыточная бесконтрольная зарядка, которая снизит их срок эксплуатации.

Подключение к инвертору

Данный прибор преобразовывает напряжение, вырабатываемое панелями или отдаваемое аккумуляторными батареями в 220В, после чего его можно использовать в бытовых целях. Есть инверторы, выдающие 380В, однако такие системы в домашних условиях используются крайне редко.
Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

  • Напряжение может быть 12В, 24В и 48В, как правило больше не бывает, и завист оно от собранной вами схемы панелей.
  • Общая мощность рассчитывается от количества панелей и мощности каждой из них. Пример, у вас 10 шт батарей по 280Вт, суммарно это 2.8кВт. Нужен незначительный запас, то есть инвертор берем минимум на 3кВт, если планируете увеличивать объем панелей в будущем, можно сразу взять более мощное оборудование.

Больше про это оборудование, а так же сложные схемы его подключения вы можете найти здесь .

Получение электроэнергии из солнечных батарей

Энергия солнца преобразуется в электрическое напряжение постоянного тока. Очевидно, что напрямую солнечную батарею к домашней электросети подключить нельзя, поскольку там должно действовать напряжение 220 (230) вольт переменного тока частотой 50 Гц. Для преобразования постоянного напряжения нужен инвертор для солнечных батарей, на выходе которого будут те самые стандартные 220 В.

Гибридная система электропитания на аккумуляторах и солнечных батареях

Но солнечная энергия достаточной интенсивности действует далеко не всегда. Досада ещё в том, что период активности солнца может не совпадать с периодом, когда необходима электроэнергия.

Другими словами, солнечную энергию нужно накопить, а только потом преобразовать. Для накопления солнечной энергии используют аккумуляторы, которые потом в нужный момент отдают электроэнергию через инвертор в нагрузку.

Заправляет всем этим процессом инвертор для солнечных батарей (внешний вид показан в начале статьи), который по совместительству является контроллером сетевого напряжения и заряда аккумуляторов. Он направляет энергию солнечных батарей для зарядки аккумуляторов, а затем, когда это нужно, запасённую в аккумуляторах электроэнергию преобразует в напряжение 220В 50Гц и отдает в нагрузку. Когда аккумуляторы разряжены, напряжение с улицы есть, а солнца нет, они заряжаются от городской сети.

Когда с улицы поступает нормальное напряжение, солнечный инвертор работает в режиме “Байпас”, то есть пропускает ток со своего входа на выход без преобразований.

Про Байпас я писал неоднократно. Например, в статьях про стабилизаторы, или про реле напряжения Барьер.

Фактически, инвертор с аккумуляторными и солнечными батареями может быть частью системы бесперебойного питания. С той лишь разницей, что там энергия берётся (и запасается) только от городской электросети, а в солнечных инверторах – приоритетно от солнечных батарей.

Возобновляемый источник энергии — солнечная энергия от Гелиос Хаус

Опубликовано 23 мая 2020
Ни для кого не секрет, что, при производстве солнечных батарей, а также при их монтаже, используют диоды. Тем не менее, у большинства пользователей нет четкого понимания о том, какую роль эти диоды выполняют и зачем они вообще нужны.
Мы постараемся пролить свет на этот сложный вопрос и сформулируем основные правила применения диодов при монтаже солнечных электростанций.

По большей части солнечные батареи состоят из некоторого количества солнечных ячеек. Простейшая эквивалентная схема солнечной ячейки выглядит следующим образом:
  
Рис. 1 Эквивалентная схема фотоэлектрической ячейки

Здесь Rп – последовательное сопротивление фотоэлектрической ячейки, Rш – шунтовое (параллельное) сопротивление фотоэлектрической ячейки.
Обычно в солнечной панели все элементы соединяются последовательно, что может приводить к проблеме «черного пятна». Рассмотрим схему солнечной батареи. Нагрузку обозначим как Rн.
  
Рис.2 Схема солнечной батареи

Если затеняется один из элементов, исчезает его ЭДС, а активное сопротивление растет по мере затенения. Нетрудно догадаться, что на затененной ячейке выделится большая часть мощности солнечной батареи, от чего ячейка может перегреться и выйти из строя, а вместе с ней и вся солнечная панель.
Для предотвращения этого нежелательного эффекта каждую фотоэлектрическую ячейку нужно шунтировать диодом.

Рис. 3 Схема фотоэлектрической панели с шунтирующими диодами.

Если солнечная ячейка освещена, шунтирующий диод заперт ЭДС самой ячейки, и ток через него не идет, солнечная батарея работает в обычном режиме. При затенении исчезает ЭДС, диод открывается и весть ток идет мимо ячейки, не повреждая её. Таким образом, фотоэлектрическая ячейка, равно как и вся солнечная батарея, не выходит из строя.

Конечно, шунтировать каждую ячейку очень сложно и дорого, поэтому обычно диоды подключают к некоторой группе ячеек. В зависимости от мощности и конструкции солнечной батареи, в монтажной коробке может быть различное количество шунтирующих диодов.

Теперь, наверняка, понятно, зачем нужны шунтирующие диоды, также совершенно ясно, что ставить их отдельно не нужно, они уже есть внутри солнечных батарей. Могут встречаться солнечные батареи и без шунтирующих диодов, однако это большая редкость.

Блокирующие диоды для солнечных панелей


Помимо шунтирующих диодов широко применяются и блокирующие. Зачем они нужны? Рассмотрим параллельное соединение двух солнечных батарей. Для наглядности изобразим их как диоды.
                   
Рис.4 Параллельное соединение двух солнечных батарей.

При затенении одной из солнечных батарей, даже частичном, возникнет довольно неприятная картина: затененный модуль станет нагрузкой для освещенного, возникнет противоток и дополнительный нагрев. Ситуация усугубляется, если сопротивление нагрузки велико, а это запросто может быть, если аккумулятор заряжен. В предельном случае имеет место просто короткое замыкание освещенной панели через затененную.
Тем не менее, если солнечных батарей две, то все не так страшно, в цепи будет течь ток короткого замыкания одной солнечной батареи, который, как известно, не так велик, чтобы как-то повредить панель.
                
Рис.5 Параллельное соединение трех солнечных батарей.

Другое дело, если параллельно соединено много солнечных батарей, больше двух. Тогда, при затенении, в цепи может протекать сумма нескольких токов короткого замыкания и затененный солнечный модуль запросто может выйти из строя. В данном случае, чтобы исключить противоток, следует установить блокирующий диод для каждой параллельной цепочки, будь это одна солнечная батарея или несколько, соединенных последовательно.

             

Рис. 6 Применение блокирующих диодов при параллельном соединении солнечных батарей.

Итак, мы рассмотрели тот единственный случай, когда действительно нужно дополнительно устанавливать блокирующие диоды.
Подключается диод при помощи МС4 коннекторов. Прелесть в том, что подключить его в неверном направлении просто невозможно, так как МС4 + и – разные и они просто не подойдут, если направление неверное. Диоды характеризуются предельным током, от 5 до 30 А. Больше 30А вряд ли получится встретить, так как это максимальный ток для МС4 коннектора.

Намеренное затенение солнечных батарей


Затенение солнечных батарей является большой проблемой, однако иногда оно создается намеренно. Довольно популярна идея установки солнечных батарей на разные стороны света, допустим, на восток и на запад. Идея, действительна, хорошая. Пожертвовав суммарной дневной выработкой, мы улучшаем распределение этой выработки в течении дня, то есть увеличиваем утреннюю и вечернюю часть. Таким образом, аккумулятор меньше циклируется и живет дольше. Использовать в подобных системах следует два независимых трекера, то есть два солнечных контроллера, что вполне логично, солнечные массивы освещены по-разному и каждый имеет свою рабочую точку.
Пример такой электростанции мы уже разбирали в обзоре «Установка солнечных батарей на разные скаты крыши».
Тем не менее, очень часто, по большей части из экономии, оба солнечных массива подключают к одному контроллеру. Якобы второй контроллер вообще не нужен, а влияние солнечных батарей друг на друга можно исключить при помощи диодов. Применяется даже термин – «развязывающие» диоды. Действительно, блокирующие диоды в данной ситуации просто необходимы, и скорее уже как противопожарная мера. Тем не менее, в течение дня один из солнечных массивов постоянно блокирован диодом, работает только самый освещенный. По сути, солнечные батареи мешают работать друг другу и толку от такой системы совсем не много.
Итак, имея солнечные батареи в разных условиях, это могут быть просто разные солнечные панели, разная ориентация по сторонам света, или разный угол установки — используйте отдельные контроллеры заряда. Диоды вам не помогут сохранить выработку. Вообще, как мы выяснили, диоды нужно ставить лишь в одном случае, когда параллельно соединены три и более солнечных батареи или группы солнечных батарей.

Вам могут быть интересны:
Монтаж солнечной электростанции своими руками
Инвертор для солнечной электростанции. Что внутри?
Защита солнечных батарей. Устройства защиты и предохранители фотоэлектрической системы

пошаговая инструкция. Информационный строительный сайт |

Современная жизнь диктует новые правила, и альтернативные источники энергии становятся все более популярными среди владельцев собственных домов или загородных коттеджей. Однако такое устройство, как правило, отличается немалой стоимостью, и далеко не каждый сможет приобрести  солнечные батареи для дома. Поэтому вопрос собственноручного изготовления конструкции приобретает все большую важность.

Особенности солнечной батареи

 

Солнечная панель представляет собой полупроводниковое сооружение, которое призвано преобразовывать солнечное излучение в электроэнергию. Такие системы выполняют главную задачу – бесперебойное, экономичное и надежное электроснабжение дома. В особенности, важно устанавливать устройство в труднодоступных районах проживания, а также в случаях, если нередко происходят перебои с подачей электроэнергии от основного источника.

 

Альтернативное устройство достаточно практично, поскольку солнечные батареи для дома, по ценам существенно отличаются от традиционного источника энергоснабжения. Изготовление своими руками позволит владельцу не просто сэкономить финансовые средства, но также и оптимизировать электропотребление.

Преимущества установки солнечной батареи

Среди основных достоинство солнечных панелей можно выделить следующие:

  • простота в установке, за счет отсутствия необходимости прокладывания кабеля к опорам;
  • минимальные затраты времени на обслуживание системы;
  • электроэнергия вырабатывается с нулевым вредом для экологической среды;
  • малый вес панелей;
  • отсутствие подвижных частей конструкции;
  • бесшумность при работе;
  • независимость поставки электричества от распределительной сети;
  • длительный срок службы устройства при минимальных расходах.

Недостатки солнечной панели

Несмотря на весомые преимущества солнечных батарей, в их функциональности можно выделить некоторые недостатки:

  • трудоемкий процесс изготовления;
  • занимают много места;
  • чувствительность к загрязнениям;
  • ночью панель не работает;
  • эффективность работы зависит от природного фактора, т.е. от пасмурных/солнечных дней.

Конструктивные параметры батареи

 

Установка солнечной батареи в частный домдело посильное. Однако для того, чтобы конструкция, изготовленная собственным трудом, приносила максимум пользы, стоит учитывать некоторые ее особенности. Рассмотрим главные требования к устройству солнечной панели:

  1. В связи с хрупкостью изделия, желательно первым делом монтировать каркас, и лишь после окончания этого процесса установить конструктивные элементы.
  2. Размер панели зависит от функциональной нагрузки, но стоит учитывать, что большая коробка будет иметь значительный вес и потребует больше проводников энергии для ее заполнения.
  3. Корпус солнечной батареи необходимо конструировать с невысокими боковыми бортиками, чтобы их тень не препятствовала попаданию солнечных лучей на элементы.
  4. Желательно обработать корпус внутри и снаружи влагостойкой краской, поскольку сооружение будет находиться под атмосферным воздействием круглые сутки.
  5. В самом корпусе следует разместить подложку.
  6. В нижней части коробки корпуса необходимо предусмотреть небольшие вентиляционные отверстия, которые позволят поддерживать требуемую температуру в радиаторе и выводить газ, образующийся в процессе работы панели.

Подбор материалов для создания панели

 

Если вы не имеете возможности купить солнечные батареи для дома, тогда собственноручное изготовление – оптимальное решение проблемы. Прежде чем приступать к формированию устройства, стоит определиться с требуемыми материалами. Рассмотрим детальнее, на что стоит обратить внимание при покупке.

  1. Для создания гелиопанели вам потребуются качественные фотоэлементы. Современные производители предлагают два типа устройств:
  • элементы из монокристаллического кремния, которые имеют КПД до 13%, однако слабо эффективны при облачности;
  • фотоэлементы из поликристаллического кремния, КПД которых составляет до 9%, но интенсивность их работы аналогична как в солнечные, так и в пасмурные дни.

Для домашнего энергоснабжения целесообразно использовать поликристаллы, которые легко доступны в наборах.

 

Важно! Приобретайте все необходимые для сборки ячейки у одного производителя, поскольку продукция различных торговых марок может иметь существенные различия в эффективности изделий. Это может повлечь дополнительные сложности при сборке, затраты при эксплуатации и невысокую мощность солнечной батареи.

 

  1. Для сборки солнечной батареи из подручных средств вам потребуется также набор специальных проводников, которые смогут соединить фотоэлементы.
  2. Корпус будущей панели желательно изготавливать из алюминиевых уголков, которые имеют небольшой вес. Допустимо сооружение из прочих материалов, к примеру, из дерева. Но поскольку изделие будет постоянно подвергаться атмосферному воздействию, это лишь снизит срок эксплуатации.
  3. Габариты корпуса для панели определяются количеством фотоячеек.
  4. Для внешнего покрытия фотоэлементов подойдет оргстекло или прозрачный поликарбонат. Можно использовать также закаленное стекло, которое не будет пропускать инфракрасные лучи.

Итак, после тщательного выбора, вам потребуется подготовить следующие материалы:

  • фотоэлементы в наборе;
  • алюминиевые уголки;
  • крепежные метизы;
  • диоды Шотке;
  • медные электропровода высокой мощности;
  • прозрачный лист из плексигласа или поликарбоната;
  • вакуумные подставки из силикона;
  • набор винтов для крепежа;
  • паяльное оборудование.

Приобрести все эти материалы можно в магазине стройматериалов либо воспользовавшись интернет-магазином данной тематики.

 

Руководство по изготовлению солнечной батареи

 

Приступать к сборке конструкции можно после того, как выбраны все необходимые материалы. Рассмотрим поэтапно необходимые действия:

  1. Соберите воедино на столе набор поликристаллических фотоячеек. В нашем примере это комплект из 40 солнечных элементов, каждый размером 6х6 дюймов.

  1. Поскольку заявленная мощность производителя составляет 4 Вт, а напряжение 0,5 Вольт, вам потребуется 36 элемента для батареи с мощностью в 18 Вт.
  2. При помощи паяльного инструмента мощностью в 25 Вт, нанесите на фотоэлементы контуры, создавая из олова припаянные проводники. Удобнее всего совершать пайку на ровной поверхности из стекла.

  1. После чего, соедините все ячейки между собой согласно электрической схеме. Важно! Вне зависимости от типа подключения, должны быть предусмотрены шунтирующие диоды, необходимые для установки на «плюсовой» клемме. Для этой цели оптимальным вариантом станут диоды Шотке, которые позволят произвести правильный расчет солнечных батарей для дома и избежать разрядки батареи в ночное время суток.

  1. Вынесите спаянные ячейки на солнечное место и протестируйте их работоспособность. В случае нормальной функциональности, можно приступать к сборке корпуса.

  1. Для сборки рамы потребуются алюминиевые уголки с невысокими бортиками и метизы. Нанесите силиконовый герметик на внутренние грани реек.
  2. Поверх этого слоя уложите подготовленный лист из поликарбоната или другого прозрачного материала, плотно прижимая к клеевому контуру для фиксации.
  3. После того, как герметик окончательно просохнет, скрепите прозрачную поверхность и раму при помощи метизов.
  4. Далее необходимо разместить вдоль внутренней прозрачной плоскости фотоэлементы с проводниками, придерживаясь расстояния в 5 мм между каждой ячейкой. Желательно сделать предварительную разметку.
  5. После этого следует зафиксировать фотоячейки и герметизировать панель, чтобы солнечные батареи на крыше дома имели долгий срок службы. Для этого нанесите на каждый элемент монтажный силикон и закройте сооружение задней панелью.

11.  Когда силикон полностью застынет, герметизируйте конструкцию целиком, чтобы все панели плотно прилегали друг к другу.

Схемы подключения солнечной панели

Существует две широко распространенные разновидности подключения солнечной батареи. Рассмотрим детальнее каждую из них.

Параллельное соединение

В такой схеме необходимо соединить клеммы обоих модулей по принципу аналогии: плюсовую с плюсовой, а минусовую с минусом. Из любого модуля возьмите клемму (+) и (-) и выведите концы для подключения к котроллеру заряда или аккумуляторной батарее. В случае, когда необходимо объединить три модуля в одну систему, действия будут такими же: соедините аналогичные клеммы всех модулей, затем выведите концы (+) и (-).

Последовательное соединение

При такой схеме подключения необходимо соединить клемму (+) от первого модуля с клеммой (-) от второго, и выведите оставшиеся концы для подключения к аккумуляторной батарее или контроллеру. Вне зависимости от количества модулей, принцип будет сохраняться одинаковый.

 

Заключение

 

Получение бесплатной электроэнергии – стремление каждого домовладельца, которое легко сделать реальным. При помощи этого устройства и преобразователя энергии, можно создать дополнительный источник электроснабжения. Важно, что солнечная панель является экологически чистым, надежным и недорогостоящим в обслуживании решением.

 

Подытоживая вышеперечисленные действия по изготовлению панели своими руками, можно выделить несколько основных рекомендаций:

  1. Проводник, соединяющий солнечные ячейки в единую систему, необходимо делать точно по размеру элементов. При этом учитывайте размеры каждого фрагмента, расстояние между пластинами и длину самого проводника на обратной стороне поверхности. Это необходимо для того, чтобы быстро и аккуратно соединить все элементы и избежать обрезания припаянного проводника, поскольку так можно легко сломать ячейку.
  2. Наносите малое количество олова на место пайки, поскольку оно плохо греется и провоцирует сильное нажатие паяльным карандашом на пластину. Существует риск ее повреждения.
  3. Желательно первым делом подготовить корпус для батареи, после чего вставить в него солнечные ячейки с проводниками. Так вы сможете избежать повреждений при перемещении элементов.

Инструкцию о том, как сделать солнечную панель собственноручно можно увидеть во фрагменте:

 

 

Серия солнечных панелей

и параллельный калькулятор

В этом посте объясняются различные способы соединения нескольких солнечных панелей вместе, а также предоставляется информация, необходимая для решения, как лучше всего настроить солнечную установку для кемпинга.

Все начинается с простого, со схем для различных конфигураций проводки и объясняется, как каждая из них влияет на необходимые компоненты.

Затем мы углубимся в сложность смешанных солнечных панелей (по возможности избегайте этого).

Мы включили интерактивный калькулятор серии и параллели, чтобы вы могли выбрать лучшую конфигурацию для своей солнечной батареи.

Мы совершили собственные ошибки при настройке нашей солнечной системы для кемперов.

Этот пост поможет вам избежать этого и с самого начала получить максимальную производительность от вашей солнечной установки.

Нужна помощь и совет по настройке электрооборудования?

Присоединяйтесь к нашей группе поддержки Facebook

Этот пост является частью нашей серии статей, посвященных электрическим компонентам кемперов.

Если вы новичок в электрике или сборке фургонов, сначала ознакомьтесь с нашим руководством по электрике для кемперов.

Электропроводка панели солнечных батарей | Последовательный и параллельный калькулятор

В зависимости от количества панелей и размеров для вашей установки может быть множество различных вариантов конфигурации.

Этот калькулятор позволяет вам ввести до трех различных характеристик панели и столько панелей, сколько вы выберете.

Введите данные, и мы рассчитаем общую выходную мощность, напряжение и ток, которые они могут производить при подключении:

  • последовательно
  • параллельно
  • и в комбинации с каждой спецификацией панели в выделенной строке.

Важно вводить каждую спецификацию только в одной строке.

Стремитесь выбрать конфигурацию, которая уравновешивает наименьшие потери общей выходной мощности и достаточно высокое напряжение, чтобы заряжать батареи в течение всего дня.

Цель состоит в том, чтобы получить наилучшее сочетание мощности (выходной мощности) и напряжения.

Предположим, вы предпочитаете без потерь подключить несколько панелей. В этом случае вам нужно будет подключить каждый вариант панели к выделенному солнечному контроллеру заряда.

Нам понадобится контроллер MPPT для обработки ряда панелей мощностью 95 Вт и еще один для панели 130 Вт с нашей установкой.

Это становится дорогим времяпрепровождением, поэтому лучше устанавливать подходящие продукты везде, где это возможно.

Используйте другие наши электрические калькуляторы, чтобы определить электрическую систему вашего автофургона.

Способы подключения нескольких солнечных панелей

Существует три различных способа подключения нескольких солнечных панелей к преобразованию вашего дома в автофургон своими руками:

  • Последовательно
  • Параллельно
  • Комбинация последовательного и параллельного

Мы рассмотрим каждый из них по очереди, прежде чем проводить сравнение.

Панели солнечных батарей, подключенные к серии

Каждая солнечная панель имеет положительную и отрицательную клеммы. Последовательное соединение создается, когда положительный вывод одной панели подключается к отрицательному выводу другой.

Когда солнечные панели подключаются последовательно, напряжение массива складывается, в то время как ток (или амперы) остается неизменным.

На приведенной выше диаграмме 4 панели по 100 Вт, каждая с номинальным напряжением 17,9 и током 5,72 А, соединенные последовательно, могут дать 71 шт.6 вольт и 5,72 ампер — всего 409 ватт.

Обратите внимание, мощность солнечных панелей указана в стандартных условиях испытаний. Эти панели мощностью 100 Вт будут обеспечивать мощность 100 Вт, но немного больше при более низких температурах.

Панели солнечных батарей, подключенные параллельно

Параллельное соединение создается, когда положительный вывод одной панели подсоединяется к положительному выводу другой, а отрицательный вывод соединяется друг с другом.

Соединения выполняются с помощью ответвлений.

Когда солнечные панели подключаются параллельно, напряжение массива остается неизменным, в то время как ток (или токи) складываются.

На приведенной выше диаграмме 4 панели по 100 Вт, каждая с номинальным напряжением 17,9 и током 5,72 А, подключенные параллельно, могут выдавать 17,9 В и 22,8 А — всего 409 Вт.

Панели солнечных батарей, соединенные последовательной и параллельной проводкой

Нет ничего удивительного в том, чтобы выяснить, что означает подключение солнечных панелей в сочетании с последовательным и параллельным подключением.

Взяв те же панели 4 x 100 Вт, вы соедините пару в одну струну (т. Е. Последовательно), вторую пару — в другую, а затем соедините две струны параллельно.

Когда солнечные панели подключаются последовательно и параллельно, напряжение в каждой цепочке складывается, в то время как ток (или амперы) остается неизменным.

Затем напряжение двух цепочек остается неизменным, в то время как ток (или токи) складываются.

На приведенной выше диаграмме показаны 4 панели по 100 Вт, каждая с номинальным напряжением 17.9 и ток 5,72А:

  • Первая пара панелей, соединенных последовательно, может выдавать 35,8 В и 5,72 А
  • Вторая пара панелей, соединенных последовательно, может выдавать 35,8 В и 5,72 А
  • Эти две соединенные параллельно цепи могут выдавать 35,8 В и 11,44 А — всего 409 Вт.

Когда все солнечные панели в массиве одинаковы, выходная мощность одинакова, независимо от того, как они подключены (по крайней мере, математически), но ток и напряжение различаются.

Это важно, когда дело доходит до выбора контроллера заряда от солнечной батареи для вашего дома на колесах или автофургона.

Но у всего этого есть два предостережения.

  1. Во-первых, расчеты верны только тогда, когда все солнечные панели в массиве одинаковы.
  2. Во-вторых, расчеты выходной мощности основаны на оптимальных условиях эксплуатации.

В следующих разделах каждый из них рассматривается по очереди.

Смешивание солнечных панелей и способы их подключения

В идеальном мире солнечная установка для кемпинга будет состоять из набора идентичных солнечных панелей.

Все они будут одной марки, типа и мощности, поэтому рабочие токи и напряжения будут одинаковыми.

Но мы живем не в идеальном мире.

Возможно, у вас есть несколько несовместимых солнечных панелей, чтобы начать бюджетную солнечную установку.

Что делать, если вы находитесь в дороге, постоянно живете в своем фургоне и вам нужно заменить существующую солнечную панель или вы хотите добавить другую к своей установке, но не можете получить те же панели?

Можете добавить другую панель?

Да, вы можете, но определить, как лучше всего настроить систему, не так просто.

Математика

Расчеты, описанные выше для последовательной, параллельной, последовательной и параллельной комбинаций, остаются в силе.

При последовательном подключении в расчетах используется наименьший номинальный ток всех панелей.

При параллельном подключении используется самое низкое напряжение.

Когда в солнечной батарее используется сочетание панелей с разными номиналами, выходная мощность перестает быть одинаковой для всех конфигураций.

Давайте возьмем пример, который идентичен настройке на Балу, конверсия нашего фургона Sprinter:

У нас есть 2 панели по 95 Вт, каждая из которых рассчитана на 4 балла.5 А и 21,1 В, а панель 130 Вт с номиналом 7,5 А и 17,3 В.

При подключении последовательно мы складываем вольт и используем наименьший номинальный ток. Таким образом, мы получаем 21,1 В + 21,1 В + 17,3 В = 59,5 В при 4,5 А.

Мы можем получить в общей сложности 267,75 Вт от наших 320-ваттных панелей — потеря более 16%.

Подключен параллельно , мы складываем усилители и используем наименьшее номинальное напряжение. Таким образом, мы получаем 4,5 А + 4,5 А + 7,5 А = 16,5 А при 17,3 В.

Всего можно получить 285.45 Вт от наших панелей на 320 Вт — потеря более 11%.

Или мы можем соединить их в комбинации последовательно и параллельно . Мы соединим 95-ваттные панели в одну цепочку, потому что они идентичны, а 130-ваттные панели будем держать в цепочке.

  • Строка панели 95 Вт может выдавать 42,2 В и 4,5 А.
  • Строка панели 130 Вт может выдавать 17,3 В и 7,5 А.
  • В сочетании эти две строки, соединенные параллельно, могут давать 17,3 В и 12 А — всего 207 Вт, потеря 35%.

Что лучше? Последовательность, параллельность или комбинация?

Калькулятор даст вам хорошее представление об общей выходной мощности, токе и напряжении, которые вы можете ожидать от каждой конфигурации проводки.

Но продолжайте читать. Решение не однозначно.

Хотя результаты расчетов интересны и полезны для определения размеров вашего контроллера заряда солнечной энергии, не подключайте солнечные панели к минимальным потерям мощности.

Все расчеты основаны на оптимальных условиях эксплуатации данных солнечных панелей.

В действительности, однако, эти условия могут выполняться не всегда.

Серия

v Параллельно в тени

Высота солнца в небе влияет на производимую энергию, меняясь в течение дня и года.

Облако и тень падают на солнечные батареи. Это может не быть большой проблемой для солнечных ферм на открытых полях, но это на автофургоне или автодоме.

Парковка под деревом или в тени здания варьирует выходную мощность панелей в зависимости от того, как они подключены.

Когда тень падает на любую часть солнечной батареи, подключенной параллельно, выходная мощность этой панели значительно снижается. НО, никакие другие панели в конфигурации не затронуты.

И наоборот, когда тень падает на любую часть солнечной батареи, соединенной последовательно, выходная мощность этой панели сильно уменьшается. И все остальные панели в конфигурации опускаются вместе с ним.

Влияет на зарядку аккумулятора

С параллельной конфигурацией проводки, позволяющей работать со смешанными панелями и лучше справляться с полутенью, вы можете подумать, что это лучший подход для солнечной установки для кемперов.

Но сначала нам нужно рассмотреть другие компоненты солнечной установки, в частности, батареи.

У нас есть подробный пост по аккумуляторным батареям для кемперов. Критическим моментом является то, что аккумулятор на 12 В требует для зарядки не менее 12,6 В (или около того).

Итак, рассмотрите все расчеты, которые мы использовали выше, а также свои собственные.

Напряжение, вырабатываемое солнечными панелями в параллельной конфигурации, низкое — около 17–22 В, в зависимости от панелей. И это когда условия окружающей среды соответствуют оптимальным условиям эксплуатации панелей.

Что-нибудь меньше, и напряжение упадет.

Давайте посмотрим на некоторые цифры, чтобы доказать это:

4 панели по 100 Вт, каждая с номинальным напряжением 17,9, могут выдавать 17,9 вольт при параллельном подключении.

Те же панели, соединенные последовательно, могут выдавать 71,6 вольт.

В обоих сценариях вырабатывается достаточно вольт для зарядки аккумуляторной батареи при хороших условиях.

Но при параллельном подключении панели должны работать не менее 70%. При меньшем напряжении напряжение упадет ниже 12.6v необходимо для зарядки аккумуляторной батареи, что делает их практически бесполезными.

При последовательном подключении производительность должна упасть примерно до 18%, прежде чем они перестанут заряжать батареи.

Автоматическое создание схемы электрических соединений Campervan на заказ

Включает 110 и 240 В, солнечную батарею, B2B, батареи, инверторы, системы 12 и 24 В, калибры проводов AWG и мм² и многое другое!

Так что же лучше?

Мы долгое время подключали смешанные панели параллельно.

Почему бы и нет? При параллельном подключении смешанные панели обрабатываются намного лучше, чем при последовательном, и мы не понесем таких потерь, если припаркуемся в тени.

А потом мы сели у костра с другими жителями и подробно все это обсудили.

Убежденные, что мы могли ошибаться, на следующее утро мы потратили 5 минут на изменение настройки с параллельной на последовательную.

С тех пор нам не нужны были связи!

Последние шесть месяцев мы были в Патагонии всю зиму в южном полушарии и никуда не ездили — существует глобальная проблема, мешающая нам путешествовать.

Мы не на связи; наши смешанные панели на 320 Вт теперь соединены последовательно с контроллером MPPT, и при тщательном управлении мы добиваемся гораздо большего.

Почему?

Хотя в оптимальных условиях эксплуатации потери немного больше, мы производим достаточно высокое напряжение, чтобы заряжать батареи от рассвета до заката.

Итак, мы заряжаем аккумуляторы дольше.

Результат!

Наши рекомендации

  • Подключите солнечную батарею к вашему кемперу последовательно.
  • По возможности используйте одни и те же солнечные панели во всем массиве.
  • Если вам необходимо использовать несколько панелей, постарайтесь сделать их как можно ближе к характеристикам друг друга. Старайтесь не ставить панель мощностью 50 Вт, 3 А, 18 В, с панелью, мощностью 200 Вт, 9 А, 21 В.
  • Если у вас смешанные панели, настройте их так, чтобы максимизировать ток, подключив соответствующие пары последовательно.
  • Обратите особое внимание на все предметы на крыше, которые могут отбрасывать тень на панели, включая антенны, спутниковые тарелки и вентиляционные отверстия.
  • Избегайте парковки в тени, чтобы добиться максимальной производительности.
  • Регулярно очищайте солнечные панели.
  • Удалите все сломанные или поврежденные панели серии, чтобы остальные панели не пострадали.
  • Используйте контроллер MPPT при последовательном подключении, чтобы выдерживать более высокое напряжение системы.

Не забывайте. Этот пост — лишь часть нашей серии по установке солнечных батарей для кемпинга своими руками. Проверьте это для получения дополнительной информации и руководств.

Загрузите главу 1 Руководства по электрике Campervan БЕСПЛАТНО!

И если вам это так нравится, что вы хотите купить полную версию, мы также вышлем вам код скидки 10%!

Нравится? Приколи это!

Подключаемые солнечные панели серии

для повышенного напряжения

Панели солнечных батарей, соединенные последовательно для повышенного напряжения Статья Учебники по альтернативной энергии 16.08.2020 08.03.2021 Учебные пособия по альтернативным источникам энергии

Как последовательно подключенные солнечные панели увеличивают напряжение

Понимание того, как солнечные панели, подключенные к серии , могут производить большее выходное напряжение, является важной частью любой конструкции солнечной системы, а понимание нескольких основных принципов при соединении различных солнечных панелей поможет при проектировании. и установка фотоэлектрической системы для питания вашего дома намного проще.

Фотоэлектрические солнечные панели — это полупроводниковые устройства, которые преобразуют солнечный свет (излучение) в электрическую энергию постоянного тока, но именно фотоэлектрические панели, отдельные солнечные элементы , отвечают за преобразование солнечного света в электричество. Однако выходная мощность фотоэлектрической панели любого типа во многом зависит от интенсивности солнечного света, падающего на ее поверхность, а также от ее ориентации, рабочей температуры и подключенной нагрузки.

Солнечные элементы изготовлены из специально обработанного силиконового материала и предназначены для поглощения как можно большего количества солнечного света.Солнечные фотоэлементы электрически соединены между собой последовательно и параллельно внутри панели (модуля) для получения желаемых значений выходного напряжения и / или тока для этой панели. Обычно солнечные фотоэлектрические панели состоят из 36, 60 или 72 соединенных между собой солнечных элементов.

Большинство кремниевых солнечных элементов вырабатывают от 0,5 до 0,6 В постоянного тока, что является основной характеристикой pn-перехода при отсутствии подключенной внешней нагрузки. Если нагрузка не подключена или требуется очень низкий ток, фотоэлектрический элемент генерирует максимальное выходное напряжение, обычно называемое напряжением холостого хода, V OC .

По мере того, как ток нагрузки от элемента увеличивается, для получения полного выходного напряжения требуется более яркий солнечный свет (выраженный в ваттах на квадратный метр, Вт / м 2 ). Однако существует максимальный предел силы тока, который может генерировать солнечный элемент, независимо от того, насколько ярким и интенсивным является излучение света.

В то время как отдельные солнечные элементы могут быть соединены вместе в одной фотоэлектрической панели, солнечные фотоэлектрические панели могут сами быть соединены вместе последовательно и / или параллельно, чтобы сформировать массив, увеличивающий общую доступную выходную мощность для конкретного солнечного приложения по сравнению с одним панель.

Подключенные солнечные панели серии

Фотоэлектрические панели оцениваются по их общей выходной мощности или пиковой мощности, Вт P . Например, 50 Вт, 100 Вт, 245 Вт и т. Д., Поэтому несколько из этих панелей, соединенных вместе, могут производить значительное количество солнечной энергии, способной обеспечить питание дома. Тогда соединение солнечных панелей вместе — простой и эффективный способ увеличить ваши возможности солнечной энергии, но важно понимать, как ведут себя последовательно соединенные солнечные панели.

Как подключить солнечные панели последовательно

Все фотоэлектрические солнечные панели вырабатывают выходное напряжение при воздействии солнечного света, и мы можем увеличить выходное напряжение панелей, подключив их последовательно. То есть последовательное соединение солнечных панелей увеличивает напряжение системы, поэтому две панели, соединенные последовательно, будут производить вдвое большее напряжение по сравнению с одной панелью, но при суммировании напряжений сила тока каждой панели остается неизменной, то есть токи в серии не складываются.

Когда солнечные фотоэлектрические панели соединены электрически последовательно, отрицательная (-) клемма первой панели подключается к положительной (+) клемме следующей (второй) панели, а отрицательная (-) второй панели является подключен к плюсу (+) третьей панели, и так до тех пор, пока все панели не будут соединены вместе. Подключенные солнечные панели серии

называются строкой , поэтому использование слова «строка» означает, что панели соединены последовательно.Обратите внимание, что последовательные цепочки фотоэлектрических панелей могут быть подключены параллельно для увеличения общего тока и, следовательно, большей выходной мощности.

Подключенные солнечные панели одного типа серии

Здесь ВСЕ солнечные фотоэлектрические панели имеют одинаковый тип и номинальную мощность. Общее выходное напряжение становится суммой выходных напряжений каждой панели, но ток последовательной цепочки равен токам панели, как показано.

Используя те же три 12-вольтовых, 5,0-амперных PV-панели, как показано выше, мы можем видеть, что, когда они четко соединены вместе в последовательную цепочку, объединенная цепочка выдает в общей сложности 36 вольт (12 + 12 + 12) при 5 .0 ампер, что дает общую мощность струны 180 ватт (вольт x ампер) по сравнению с 60 ваттами одной панели.

Таким образом, если последовательная цепочка состояла из «n» количества солнечных фотоэлектрических панелей с точно такими же характеристиками, то напряжение последовательной цепочки было бы V 1 , умноженное на «n» (В * n) вольт с выходным током, равным равно I 1 . Таким образом, общая выходная мощность струны будет равна V * I * n Вт.

Теперь давайте посмотрим на последовательное соединение солнечных панелей с разными номинальными напряжениями, но с одинаковыми номинальными токами.

Подключенные солнечные панели серии

с различным напряжением

В этом методе все солнечные панели имеют разные типы и, следовательно, номинальную мощность, но имеют общий номинальный ток. Когда панели соединяются последовательно, напряжения по-прежнему складываются так же, как и раньше, поэтому цепочка выдает 36 вольт постоянного тока при 5,0 амперах, что дает 180 ватт. Опять же, выходное напряжение будет зависеть от количества подключенных панелей, но сила тока в цепочке останется прежней и составляет 5,0 ампер.

Обратите внимание, что хотя производители указывают стандартное напряжение панели (6, 12, 24, 48 В и т. Д.), Которое очень мало меняется в зависимости от освещенности, напряжение холостого хода, В OC (то есть измеренное напряжение когда I = 0) панели может быть на 25% выше номинального напряжения панели, что приведет к чрезмерному перенапряжению для больших гирлянд.

Тогда, хотя в нашем простом примере номинальное напряжение 36 вольт, оно потенциально может быть выше 45 вольт (36 * 1,25). Затем именно этот уровень напряжения необходимо учитывать при последовательном подключении цепочек к контроллерам заряда аккумуляторов, инверторам, преобразователям напряжения или нагрузкам постоянного тока и т. Д.

Давайте посмотрим на последовательное подключение солнечных панелей с одинаковым напряжением, но разным током. рейтинги.

Панели солнечных батарей серии

, подключенные к разным токам

В этом методе все солнечные панели имеют разный номинальный ток, но имеют одинаковое номинальное напряжение.Напряжения отдельных панелей по-прежнему будут складываться, как и раньше, но на этот раз сила тока будет ограничена значением самой нижней панели в последовательной цепочке, в данном случае 1 ампер. Тогда последовательная цепочка будет выдавать 36 вольт только при 1,0 ампер.

Тогда, независимо от фактической максимальной номинальной мощности подключенных панелей, именно PV-панель с наименьшим номинальным током определяет общую выходную мощность последовательной цепочки. Например, наши три панели выше имеют индивидуальную номинальную мощность:

Таким образом, общая ожидаемая мощность от трех фотоэлектрических панелей составляет 108 Вт, но мощность, доступная для подключенной нагрузки, составляет только 36 (36 вольт умножить на 1 ампер) явно. снижение фактической мощности струн примерно до 33% от максимальной, тем самым тратя деньги на покупку более мощных солнечных панелей.Последовательное подключение солнечных панелей с разными номинальными токами следует использовать только временно, потому что, как мы видели, солнечная фотоэлектрическая панель с наименьшим номинальным током определяет текущий выходной ток всего массива.

Теперь давайте посмотрим на последовательное подключение солнечных панелей с разной мощностью, так как это наиболее распространенный сценарий.

Панели солнечных батарей различной мощности

Предположим, что у нас есть три фотоэлектрических панели мощностью 40 Вт, 100 Вт и 180 Вт, каждая из которых соединена в последовательную цепочку.Вы можете предположить, что общая мощность P T будет 320 Вт (40 + 100 + 180), но это не так. Поскольку мы знаем номинальное напряжение каждой панели, мы можем использовать закон Ома, чтобы определить силу тока каждой панели и найти истинную номинальную выходную мощность последовательной цепи.

Номинальные значения тока панели солнечных батарей

Таким образом, для панели 1.

P 1 = 40 Вт, В 1 = 6 вольт, I 1 = 6,67 ампер

и для панели 2.

P 2 = 100 Вт, В 2 = 12 В, I 2 = 8,33 ампер

и панель 3.

P 3 = 180 Вт, В 3 = 24 В, I 3 = 7,50 ампер

Как мы видели ранее, напряжения складываются, поэтому общее выходное напряжение V T будет 42 вольта (6 + 12 + 24). Однако выходной ток ограничен панелью с наименьшим выходным током, то есть панелью №1 на 6,67 ампер.Тогда максимальная выходная мощность последовательной цепи составит всего 280 Вт (42 x 6,67), что на 12,5% ниже ожидаемых 320 Вт, таким образом, pv-массив работает только с КПД 87,5% при полном солнечном свете.

Конечное соединение цепочки серии

Сводка подключенных солнечных панелей серии

Мы видели, как последовательно соединенные солнечные панели увеличивают напряжение цепочки. Таким образом, «последовательно соединенные солнечные панели имеют примерно напряжение», как V T = V 1 + V 2 + V 3 + V 4 и т. Д.поэтому последовательная проводка = большее напряжение. Сколько фотоэлементов вы подключаете к каждой последовательной цепочке, зависит от того, какое напряжение вы нацеливаете, или от количества солнечных панелей, которые у вас есть, но вы ДОЛЖНЫ принимать во внимание возможное напряжение холостого хода в цепях, значение V OC вообще раз при подключении к батареям регуляторов и контроллеров.

Хотя напряжение может увеличиваться, ток в цепи будет равняться наименьшей силе тока панели. Если все солнечные панели имеют одинаковые электрические характеристики, то цепочка будет производить 100% доступной мощности при полном солнечном свете (1000 Вт / м 2 ).Если последовательно соединенные фотоэлектрические панели имеют разную мощность и номинальные значения, то ток цепочки ограничивается самым низким током панели, что снижает эффективность цепочки даже при максимальной освещенности.

Панели разных типов, монокристаллические или поликристаллические, или с разными значениями мощности W P , например 40 Вт вместе с 50 Вт, не следует подключать последовательно, поскольку они не будут обеспечивать ожидаемую выходную мощность 90 Вт (40 + 50). поскольку нижняя панель будет управлять струной, тем самым тратя ваши деньги на большую панель на 50 Вт.

Солнечные фотоэлектрические панели — отличный способ бесплатного производства электроэнергии. Они доступны в диапазоне значений мощности от менее 10 Вт до более 200 Вт, что позволяет использовать их во многих солнечных приложениях. Но для достижения максимальной эффективности от вашей последовательной струны расположение, угол солнечного света и количество солнечного излучения так же важны, как и использование одной и той же модели солнечной панели, независимо от того, подключены ли они последовательно или параллельно. Небольшая мысль сэкономит вам деньги.

Для получения дополнительной информации о солнечных панелях, подключенных к серии , или для получения дополнительной информации о различных типах доступных солнечных панелей, или для изучения преимуществ и недостатков использования последовательно соединенных солнечных панелей для питания вашего дома, нажмите здесь, чтобы заказать ваш экземпляр с Amazon сегодня и узнайте больше о проектировании, подключении и установке подключенных к сети солнечных панелей для создания фотоэлектрических солнечных электрических систем для вашего дома.

Некоторые высококачественные солнечные панели, которые могут вас заинтересовать, которые можно соединять вместе и использовать в солнечных батареях.

Самые продаваемые продукты, связанные с панелями солнечных батарей

Полное руководство для M

Эта статья предназначена для людей, которые задаются вопросом, следует ли им подключать свои солнечные панели последовательно или параллельно; специально для мобильных приложений. Если вам интересно, как подключить панели при установке их на фургон, автофургон, школьную школу, лодку, грузовик и т. Д., То эта статья — идеальное место для вас.

Прежде всего, давайте поймем разницу между последовательным и параллельным соединением, поскольку оба они имеют явные преимущества.

Для последовательно соединенных солнечных батарей вы получаете более высокое напряжение и меньшую силу тока. Это приведет к меньшим потерям в проводе и более высокой эффективности. Итак, в последовательной цепи вы складываете напряжение каждой панели, чтобы получить общее напряжение массива, но сила тока всей цепи остается неизменной. Что-либо в последовательной конфигурации, будь то 2 или 8 панелей, вам следует рассматривать одну большую панель, поскольку все они будут действовать как одно целое.Все они должны иметь одинаковый номинальный ток и одинаковое напряжение, и все они должны иметь провод, соединяющий их одинакового сечения.

Параллельно подключенные солнечные батареи также имеют огромное преимущество, особенно для применения в транспортных средствах. В параллельной конфигурации каждая панель будет вырабатывать энергию самостоятельно. Таким образом, если одна панель выйдет из строя, или повреждена, или просто находится в тени, остальная часть солнечной батареи продолжит работу. В параллельно соединенных массивах напряжение остается неизменным, но вы добавляете силу тока.В этом случае для последовательно соединенных панелей все наоборот.

Так как же подключить собственные панели?

Здесь нужно учесть несколько важных моментов. В мобильном приложении солнечная батарея будет много раз находиться в затененной области. Если половина ваших солнечных панелей затенена, то половина ваших панелей не будет производить электричество, и все, что подключено последовательно с этими панелями, тоже не будет работать.Это гораздо более вероятно с мобильной солнечной батареей, потому что вы постоянно в движении и в новых местах.

Преимущество наземного массива, например, заключается в том, что вы можете спланировать идеальный угол для ваших панелей, устранить любые препятствия, которые могут блокировать солнце, и т. Д. Поэтому кажется, что, возможно, параллельная солнечная батарея имеет наибольший смысл .

Однако следует учитывать еще кое-что — ограниченное пространство на крыше для большинства мобильных приложений. Так как, например, крыша фургона имеет жесткие ограничения на количество панелей, которые вы можете там разместить, имеет смысл ценить эффективность превыше всего, чтобы максимально использовать ограниченное пространство.Поэтому возникает соблазн соединить все панели последовательно.

Итак, что делать? Ответ в том, что вы делаете и то, и другое; параллельный и последовательный. Поясним.


Последовательное соединение панелей, а затем параллельное соединение последовательностей, вы получите преимущество более высокой эффективности и возможность иметь отдельно функционирующие панели. Например, если у вас есть 400-ваттная установка, мы предлагаем последовательно соединить две панели, а затем параллельно соединить все вместе.Таким образом, вы можете получить преимущества как последовательного, так и параллельного. (См. Фото ниже)

Это тоже очень хорошо масштабируется; система мощностью 600 Вт будет иметь 3 набора последовательно соединенных панелей, и все серии будут подключены параллельно. Если у вас есть система мощностью 800 Вт, то у вас есть 4 набора последовательно соединенных панелей, соединенных параллельно, и так далее и так далее. (См. Фото ниже)

Еще одна вещь, о которой следует помнить, это то, что большинство солнечных панелей для систем на 12 вольт выделяют около 20-24 вольт.Если вы последовательно соедините два из них, вы получите 40-48 вольт, чего более чем достаточно, если вы используете провод 10 калибра. Если вы поставите более двух панелей последовательно, то провода 10 калибра будет недостаточно. Серия увеличивает вашу эффективность настолько, насколько может выдержать провод. 200 вольт, проходящего через провод 10 калибра, не будут сильно отличаться от 40 вольт, проходящего через провод 10 калибра, из-за потерь в проводе.

Мы надеемся, что эта статья оказалась для вас полезной. Если у вас есть другие вопросы или проблемы, не стесняйтесь заходить на наш сайт shopolarkits.com или пишите любые вопросы по адресу [email protected]. Вы также всегда можете позвонить по телефону 877-242-2792.

Также обратите внимание на наши путеводители:

Как подключить солнечную панель
Как подключить солнечную панель к 12-вольтовой батарее

Как подключить две или более солнечных панелей последовательно

Как подключить солнечные панели серии



Добро пожаловать в эту информативную статью.

Изучив в предыдущей статье, как подключить две или более солнечных панелей параллельно, на этой странице мы научим вас, как подключать их последовательно и получать увеличение напряжения на выходе, сохраняя номинальный ток неизменным.

Мы также объясним разницу между последовательным соединением серии двух или более идентичных солнечных панелей и последовательным соединением двух или более солнечных панелей с разными техническими характеристиками. Наконец, мы предоставим вам действительные и практичные советы , чтобы получить эффективную систему и избежать ужасного эффекта горячей точки , который может возникнуть во время частичной облачности в небе или затенения на нашей цепочке панелей.

Что такое солнечная панель и солнечный элемент?


Что ж, чтобы лучше разобраться в последовательном подключении, давайте начнем с некоторой теории по солнечной батарее! Солнечная панель (формально известная как фотоэлектрический модуль) — это оптоэлектронное устройство, состоящее из нескольких солнечных элементов, обычно соединенных последовательно .Здесь, в Италии, самая продаваемая панель — это панель мощностью 230 Вт, 32 В, которая состоит из 60 поликристаллических солнечных элементов, соединенных последовательно.

Солнечный элемент или фотоэлектрический элемент — это элемент, способный преобразовывать солнечные лучи в электрическую энергию. Это явление известно под названием фотоэлектрический эффект . Солнечные элементы, которые мы в основном находим на рынке, сделаны из полукристаллического материала (кремния) и имеют черный или синий цвет.

Последовательное соединение двух идентичных солнечных панелей


Если у нас есть две или более солнечных панелей с одинаковым током и мощностью, и мы хотим увеличить напряжение , выбор падает на последовательное соединение.

Последовательно соединяя несколько солнечных панелей, мы увеличиваем напряжение в системе. В солнечной энергетической системе , чем выше напряжение и тем меньше потери энергии в кабелях . Чтобы узнать максимальное системное напряжение , нам обычно просто нужно повернуть панель и прочитать этикетку, где указано значение.

После этих уточнений посмотрим, как происходит последовательное соединение. Все очень просто. Как ясно видно на картинке, достаточно подключить положительный полюс одной панели к отрицательному полюсу другой , и на выходе мы обнаружим удвоение напряжения.Рассматривая пример на рисунке, две панели 5A 12 В, соединенные последовательно, вырабатывают напряжение 24 В и ток 5 А. Течение остается неизменным.

Параллельно каждой панели мы добавили диод, называемый байпасным диодом (не путать с блокирующим диодом). У этого диода есть особая функция, о которой мы расскажем позже.

Что происходит при затенении?


Чтобы наша солнечная энергетическая система работала безупречно, важно, чтобы панели не затеняли друг друга, чтобы они располагались под одинаковым углом и располагались вдали от возможных причин затенения, таких как деревья, столбы или различные выступы .Конечно, в случае затенения из-за климатических условий мало что можно сделать. Знание поведения всей струны в случае затенения важно, чтобы избежать резкого падения выработки электроэнергии.

Как объяснялось ранее, солнечная панель состоит из множества солнечных элементов , соединенных последовательно. Если часть панели затемнена, в этой части образуется высокое сопротивление , которое препятствует циркуляции тока. В худшем случае вместо выработки энергии затененные солнечные элементы поглощают ее, становясь нагрузкой.Ток, протекающий через них, из-за эффекта джоуля, вызывает повышение температуры, и это повышение температуры может даже вызвать возгорание или растворение сварных швов ( эффект горячей точки ).

Следовательно, ясно, как наличие небольшой тени может обернуться серьезной потерей энергии во всей системе . Чтобы избежать или уменьшить эту проблему, некоторые производители солнечных панелей разделили панель на различные секции, состоящие из определенного количества ячеек, и в каждую секцию был вставлен обходной диод .Этот диод имеет функцию исключения затененной секции, так что эта секция не оказывает отрицательного воздействия на всю панель.

Поэтому при проектировании солнечной энергетической системы очень важно выбирать солнечные панели с байпасными диодами. Чем больше в панели байпасных диодов, тем больше секций. Но что, если тень покрывает всю панель, в то время как другие панели остаются полностью открытыми для солнца? Что ж, вот и нам нужно вставить байпасный диод параллельно каждой панели.Таким образом, , если панель затенена, она будет исключена с помощью обходного диода и не повлияет отрицательно на производство других панелей, соединенных последовательно. В подключенной к сети фотоэлектрической системе фундаментальную роль отслеживания точки максимальной мощности (MPPT) играет сетевой инвертор ; в то время как в автономной солнечной энергетической системе роль играет контроллер заряда солнечной батареи MPPT.

Выбор правильного байпасного диода


Выбор байпасного диода должен основываться на двух соображениях: правильная защита солнечной цепочки в случае затенения и низкое рассеивание мощности на самом диоде.Поэтому важно выбирать определенные диоды, называемые диодами Шоттки , которые могут безопасно выдерживать ток панелей и которые имеют очень низкое пороговое напряжение. Чем ниже пороговое напряжение, тем меньше рассеивание солнечной энергии на диоде.

Последовательное соединение двух солнечных панелей с разным током


Если у нас есть две или более солнечных панелей с одинаковым напряжением, но с разным током , невозможно подключить их последовательно.Тем не менее, их можно подключить параллельно. Параллельное соединение позволяет увеличивать ток, сохраняя прежнее напряжение. Для получения дополнительной информации посетите страницу, как подключить солнечные панели параллельно.

Панели солнечных батарей — серия против параллельной — EXPLORIST.life

Есть два разных способа подключения солнечных панелей: последовательный и параллельный. Есть несколько соображений по поводу этого «аргумента», но мы надеемся, что к концу этого сообщения в блоге у вас будет достаточно информации, чтобы определить, что вам подходит, а также причину, по которой большинство электрических схем здесь, на EXPLORIST.жизнь спроектирована последовательно. Вот два пути; последовательные и параллельные, протянутые:

Панели солнечных батарей в последовательном и параллельном соединении

Все части на этой первой диаграмме по большей части одинаковы. Все панели представляют собой те же 175-ваттные панели, каждая из которых имеет какой-то входной сальник через крышу, контроллер заряда и батареи.

Напряжение и сила тока проводки солнечных панелей последовательно и параллельно


Схема ниже представляет концепцию того, какое напряжение и силу тока вы можете ожидать при последовательном подключении солнечных панелей по сравнению с параллельным подключением солнечных панелей.

Здесь важно помнить следующее: когда вы подключаете солнечные панели к серии…
…, вы складываете напряжения.
… Параллельно складываете силы тока.

Важно понимать, что для параллельного подключения солнечных панелей требуется больше оборудования. Чтобы узнать, что нам нужно, нам нужно хорошо понимать напряжение и токи, которые мы можем ожидать в каждой точке между солнечными панелями и батареями. Теперь мы собираемся провести здесь некоторую математику, но если ваши глаза тускнеют в этой части, просто протолкните! Весь пост в блоге — это НЕ только математика, и чем дальше вы продвигаетесь по странице, тем больше в нем смысла.Начнем с солнечных панелей в серии:

Напряжение и ток солнечных панелей, подключенных последовательно


Начиная сверху; у нас есть 3 панели по 175 Вт со статистикой 19,05 В и 9,18 А. Поскольку эти панели подключены последовательно, нам нужно сложить напряжения комбинированных панелей и не трогать усилители. Это дает нам 57,18 вольт и 9,18 ампер. Эти цифры остаются неизменными вплоть до контроллера заряда.

Затем контроллер заряда принимает это 57.18 В и 9,18 А и регулирует его до 12 вольт, при этом он будет заряжать батареи до 41,6 ампер.

Напряжение и ток солнечных панелей, подключенных параллельно


Давайте переключимся на другую сторону страницы и проработаем параллельную систему.

Начиная сверху, у нас те же панели мощностью 175 Вт. Провода каждой из этих панелей будут проходить от панели к блоку сумматора на крыше с одинаковыми характеристиками панели — 19,06 вольт и 9,18 ампер. После блока сумматора мы успешно подключили панели параллельно, что означает, что нам нужно добавить усилители и оставить вольты в покое.Это дает нам 27,54 А при 19,06 Вольт от блока сумматора, через крышу и до контроллера заряда.

Затем контроллер заряда берет эти 19,06 Вольт и 27,54 А и регулирует их до 12 вольт, при этом он будет заряжать батареи до 41,6 А.

Теперь, когда мы знаем напряжение и токи, которые мы можем ожидать увидеть на каждом участке провода, мы можем начать выяснять, какой размер проводов мы можем использовать.

Размеры проводов для последовательных и параллельных панелей солнечных батарей

Схема подключения довольно проста, поэтому проверьте ее:

Для серии , при 57 В и 9 А, мы можем использовать провод 10 калибра для всего, что находится на расстоянии менее 70 футов от панелей до контроллера заряда.

В параллельном устройстве мы можем использовать провод 10 калибра от солнечных панелей до блока сумматора, но только если самая длинная длина провода короче 24 футов.

После блока Combiner Box, поскольку наши усилители увеличиваются до чуть более 27, мы должны увеличить его до провода калибра 6, но мы должны убедиться, что наш солнечный контроллер находится ближе 15 футов, чтобы калибр 6 был большим достаточно.

Кроме того, такая длина не дает нам много места для маневра. Мы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО должны стараться сделать пробег как можно короче, потому что, если у нас большое падение напряжения, оно еще больше снижает то, с чем должен работать наш контроллер заряда с точки зрения напряжения.

Помните, что если напряжение солнечных панелей ниже, чем напряжение батарей, они не могут заряжаться.

В обеих конфигурациях, как последовательных, так и параллельных, рекомендуется использовать провод 8 калибра от контроллера заряда до батарей, учитывая, что мы сохраняем это расстояние менее 5 футов, что в любом случае вполне возможно, поскольку это хорошее управление системой в любом случае.

Автоматические выключатели для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей

Теперь нам нужно поговорить о выключателях, потому что мы все знаем, что все это не имеет значения, если ваши провода проткнут, закоротили или загорелись.Драматично, да; но давайте перейдем к делу.

Для солнечных панелей, соединенных последовательно , провод от солнечной панели к контроллеру заряда технически даже не нуждается в предохранителе (подробнее об этом в более позднем сообщении в блоге), но он требует отключения (что может быть выключатель … так что давайте просто назовем его выключателем, не так ли?). Также необходим прерыватель / предохранитель между контроллером заряда и батареями , всего 2 выключателя

Для солнечных панелей, подключенных параллельно , вам необходимо иметь прерыватель / предохранитель на каждом из комплектов проводов, идущих к каждой панели (3), разъединитель (или прерыватель) на проводах, идущих от блока сумматора к заряду. контроллер и еще один прерыватель на проводах, идущих от контроллера заряда к батареям , всего 6 прерывателей.

Этот пример относится только к трехпанельной системе. Если вы хотите соединить параллельно несколько панелей вместе, вам нужно добавить по одному выключателю на каждую панель, которую вы добавляете в массив.

Разъемы MC4 для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей Разъемы

MC4 — это способ соединения большинства солнечных панелей. Конечно, некоторые люди просто отрезают разъемы и сращивают провода, и это нормально, но для тех из нас, кому нравится простота использования разъемов MC4, есть несколько различий между параллельным и последовательным соединением.

Солнечные панели обычно имеют разъемы MC4 на концах встроенных проводов, например:

На следующем рисунке показано, как вы будете подключать панели последовательно и параллельно с помощью разъемов MC4:

В 90% установок при последовательном подключении солнечные панели можно размещать достаточно близко друг к другу, чтобы положительный вывод одной панели достигал отрицательного вывода соседней панели. Это означает, что вам не потребуются дополнительные разъемы MC4 для межпанельных соединений.

Если такое расположение солнечных панелей подходит для вашей установки, вам понадобится только 1 пара разъемов MC4 для всей серии.

Для параллельной проводки вам понадобится пара разъемов MC4 на каждую солнечную панель, которую вы используете.

Список деталей для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей

Внизу диаграммы ниже вы можете увидеть список компонентов оборудования, расположенный бок о бок, показывая, что нужно для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей:

Общие аргументы в пользу параллельного перед последовательным.

Недавно мы получили массу комментариев, аргументирующих необходимость параллельного подключения солнечных панелей, и они всегда выглядят примерно так:

«Я хочу максимальную мощность солнечной энергии от моих солнечных панелей, и если я подключаю последовательно, припаркуйтесь под деревом, и получить затенение на части моего массива, это значительно снизит мощность для всего массива ».

и…

«Мне нужна максимальная мощность солнечной энергии от моих солнечных панелей, и если я подключаю последовательно и одна из панелей ломается, это значительно снижает мощность всего массива.”

За 3 с лишним года нахождения в разъездах ни одно из этих условий не было проблемой.

К счастью, я разработал очень сложную стратегию для решения обеих этих проблем и все еще подключаю их последовательно, и, к счастью для вас, я сделал диаграммы для них обоих.

Первая диаграмма устраняет проблему получения максимальной солнечной мощности, когда ваш кемпер припаркован возле дерева, что вызывает частичное затенение вашей солнечной батареи.

Следующая диаграмма устраняет проблему получения максимальной солнечной мощности массива со сломанной панелью.

Были проведены тесты, показывающие, как одна плохая панель или затенение на одной панели уменьшают вывод всего массива. Все это правда; Я не спорю об этом.

Моя точка зрения такова: если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО беспокоитесь о получении максимальной мощности от вашей солнечной батареи; паркуйтесь на солнце и следите за своими солнечными батареями.

История о подключении солнечной батареи последовательно и параллельно

Первая установка, которую мы установили на нашем кемпере, была параллельной, потому что теория контроллера MPPT, регулирующего от 100 вольт до 12 В, пригодных для использования батареей, сбивала нас с толку.

После нескольких месяцев в пути мы просто не получали достаточно заряда, чтобы справляться с нашей повседневной работой, несмотря на то, что у нас было много панелей.

Мы позвонили производителю нашего контроллера заряда (в то время Midnite), и они порекомендовали нам повторно подключить наши панели, чтобы они были последовательно.

Мы сделали именно это, и сразу же резко улучшили солнечную энергию, особенно в пасмурные дни.

Почему?

Чтобы зарядить аккумуляторную батарею на 12 В, вам понадобится напряжение около 14 В (в зависимости от химического состава батареи.14.4 для лития), чтобы фактически начать зарядку. Большинство одиночных солнечных панелей в диапазоне 100-200 Вт имеют напряжение в диапазоне 18-20 В.

Если вы подключаете параллельно, это означает, что у вас будет только диапазон 6 вольт для работы в том месте, где ваша солнечная панель может вырабатывать энергию. По сути, это означает, что ваша солнечная панель должна работать на 75% емкости, прежде чем она вообще сможет заряжать ваши батареи.

Если вы последовательно подключите одни и те же солнечные панели, используя те же панели, что и выше, у вас будет около 57 вольт для работы.Это означает, что благодаря мощности контроллера MPPT каждая панель должна иметь возможность набрать только 25% своего напряжения, прежде чем она сможет начать производить усилители в серии из 3 панелей.

Вот почему мы наблюдали такое резкое увеличение выходной мощности, особенно в пасмурные дни.

По этой же причине наши панели начинают заряжаться раньше днем ​​и позже вечером, поскольку солнечные углы низкие. Наш контроллер заряда может работать с большим диапазоном напряжений.

Также: когда солнечные панели нагреваются, их максимальное напряжение уменьшается. Если ДЕЙСТВИТЕЛЬНО жарко, в зависимости от панели; На самом деле возможно, что напряжение на панели может упасть настолько, что она не выдает достаточного напряжения, чтобы позволить току тока в ваши батареи.

Место для парковки и обслуживание оборудования — это две вещи, которые вы контролируете. Температура воздуха, облака и то, как долго солнце находится в небе, — это вещи, которые вы не можете контролировать. Выберите свои сражения.

Резюме и сравнение

Последнее. Стоит отметить, что по мере роста напряжения они также становятся более опасными, и НЕОБХОДИМО соблюдать осторожность, чтобы не прикасаться к проводам под напряжением, особенно если они превышают ~ 40 В. Однако независимо от напряжения при работе с солнечными панелями рекомендуется прикрыть их или перевернуть, когда это возможно, чтобы они были «выключены». Помните … панели, соединенные последовательно, будут иметь более высокое напряжение, чем параллельные массивы.

Теперь, когда вы приняли решение о том, как подключить солнечные панели к электрической системе DIY Camper Van, пришло время узнать, какой контроллер заряда вам понадобится для преобразования энергии от ваших солнечных панелей в форму, пригодную для использования. батареями.Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/how-to-choose-a-solar-charge-controller-for-your-camper/

Все, что вы здесь изучаете, используется в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей. Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, поскольку они представляют собой законченное решение для электрической системы автофургона. Посмотрите их здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Помните, что это лишь часть полной обучающей серии по электрике автофургонов.Чтобы увидеть все отдельные руководства, щелкните здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

солнечных панелей последовательно и параллельно

Знаете ли вы, что существует более одного способа подключения солнечных панелей в вашей домашней солнечной системе? Фактически, существует два основных метода соединения солнечных панелей, и каждый из них имеет разные характеристики.

Вы можете подключить домашнюю солнечную систему последовательно или параллельно. В этом руководстве я дам вам четкое и понятное объяснение обоих типов электрических цепей и объясню преимущества и недостатки каждого из них.Итак, вот все, что вам нужно знать о последовательных и параллельных солнечных панелях.

Некоторые определения

Я буду говорить об электрических цепях , , которые представляют собой просто пути, по которым текут электроны. Все электрические предметы, которые вы используете в своем доме, получают питание от электрических цепей. И ваша домашняя солнечная установка также питается от потока электронов через цепь. Между прочим, электроны — это несущие заряд субатомные частицы, которые дают нам электроэнергию.

Что такое вольт, ампер, ом и ватт

Мы говорим об электричестве в терминах вольт, ампер, ом и ватт. Вот краткое описание значения каждого из этих терминов. Чтобы упростить понимание, мы воспользуемся аналогией с водой. Поскольку электричество течет так же, как вода, представьте электрическую цепь в виде ряда соединенных водопроводных труб. Поверьте мне; это просто.

Вольт

Напряжение — это мера потенциальной электрической энергии.В нашей аналогии с водопроводом напряжение представляет собой давление воды.

Ампер

Ампер измеряет электрический ток. В нашем примере с водой амперы представляют собой скорость потока.

Ом

Ом — это единица измерения электрического сопротивления. В примере с водой ширина водопровода представляет собой ом или сопротивление. Через узкую водопроводную трубу протолкнуть воду сложнее; это то же самое, что и электрическая цепь с высоким сопротивлением.Если сделать водопроводные трубы шире, вода будет течь легче. Точно так же, если вы уменьшите сопротивление электрической системы, вы увеличите ее способность передавать энергию.

Вот краткая формула, объясняющая, как эти три единицы связаны друг с другом.

Ампер = Вольт ÷ Ом

Не волнуйтесь; эта маленькая формула просто объясняет нечто совершенно очевидное. Вот что произойдет, если мы выразим это на примере с водой.

Скорость потока воды = давление воды ÷ ширина трубы

Теперь мы можем увидеть, как все меняется, когда мы изменяем систему.Если мы увеличим давление воды, но не изменим ширину трубы, вода будет течь быстрее.

Вместо этого, если вы расширите трубы, вода будет течь медленнее.

А если понизить напор воды, то расход уменьшится.

Это простой способ увидеть, как взаимосвязаны три основных единицы измерения электрических величин.

Ватт

Итак, что такое Ватты?
Что ж, ватт — это единица, которую мы использовали для измерения мощности электрической системы.Вот как вы рассчитываете ватт.

Вт = Вольт x Ампер

Снова подумайте о сравнении воды. Если вы используете шланг, мощность струи определяется как давлением воды, так и скоростью, с которой вода выходит из шланга.

Сила воды = давление воды x скорость потока

Теперь, когда я дал вам этот краткий обзор, давайте продолжим и посмотрим на разницу между последовательными и параллельными контурами.

Что такое последовательная электрическая цепь?

Глядя на приведенную выше схему, вы увидите, что в серии электрических цепей батарея и две лампочки соединяются в один электрический путь.

В последовательной цепи напряжения каждого компонента складываются, а сила тока остается неизменной.

Что такое параллельная электрическая цепь?

В приведенном выше примере параллельной электрической цепи две лампочки подключены в отдельные подциклы цепи. Это меняет ситуацию, потому что электрический ток в параллельной цепи разделяется между различными компонентами в цепи.

В параллельной электрической цепи напряжение остается неизменным, а сила тока каждого компонента складывается.

Как работает последовательное подключение солнечных панелей?

Давайте посмотрим, как мы можем подключить несколько солнечных панелей в последовательную цепь.

последовательных проводов солнечных панелей

Мы будем использовать пример последовательной цепи, соединяющей четыре 100-ваттные солнечные панели. Каждая солнечная панель на 20 вольт и 5 ампер.

Схема формируется путем подключения положительного электрического вывода одной солнечной панели к отрицательному выводу следующей в линии и прокладки кабеля от каждого конца этой линии к другим компонентам нашей солнечной системы.Мы можем рассчитать ток напряжения и мощность этой схемы следующим образом.

Общее напряжение = 20 В x 4 = 80 В

Общий ток = 5 А

Общая мощность = 80 В x 5 А = 400 Вт

Как работает параллельное подключение солнечных панелей?

солнечные панели соединяются параллельно

Когда мы берем эти же четыре солнечные панели и соединяем их в параллельную цепь, мы пропускаем кабели от каждой панели отдельно в нашу солнечную систему.Мы не соединяем никакие солнечные панели вместе. Мы скоро увидим, почему это важно. Вот как выглядят напряжение, ток и мощность при параллельном подключении солнечных панелей.

Общее напряжение = 20 вольт

Общий ток = 5 ампер x 4 = 20 ампер

Общая мощность = 20 вольт x 20 ампер = 400 Вт

Несмотря на то, что напряжение и сила тока наших серий и параллельные солнечные соединения очень разные, вы можете видеть, что конечная выходная мощность такая же.

Итак, мы доказали, что нет никакой разницы в выходной мощности последовательной или параллельной солнечной системы, когда напряжение и сила тока всех солнечных панелей одинаковы. Но все усложняется, когда вы соединяете вместе панели с разным напряжением и силой тока.

Эффект смешивания солнечных панелей при последовательном и параллельном подключении


последовательное и параллельное соединение солнечных панелей

Теперь давайте сделаем те же схемы с тремя 100-ваттными солнечными панелями на 20 вольт и 5 ампер и еще одной панелью на 75 ватт 25 Вольт и 3 Ампера.Это общая мощность 375 ампер.

Разница здесь в том, что при последовательном подключении различных солнечных панелей необходимо использовать с наименьшим номинальным током из всех панелей.

Последовательное соединение

Общее напряжение = 20 В x 3 + 25 В x 1 = 85 В

Общий ток = 3 А (с учетом самого низкого номинала)

Общая мощность = 85 В x 3 Ампер = 255 Вт

Поскольку нам нужно подключить всю систему с минимальной силой тока, мы теряем 375–255 = 120 Вт мощности.

Теперь, когда вы подключаете одни и те же панели при параллельном подключении, вам нужно использовать с самым низким напряжением .

Параллельное соединение

Общее напряжение = 20 Вольт (принимая наименьшее значение)

Общий ток = 5 А x 3 + 3 А x 1 = 18 А

Общая мощность = 20 Вольт x 18 Ампер = 360 Вт

Мы все еще немного теряем мощность при параллельном подключении наших панелей, но на этот раз это всего 375 — 360 = 15 Вт.

Если не соблюдать осторожность при подключении солнечных панелей разной мощности, можно потерять много энергии. В таких ситуациях очень важно посмотреть на номиналы и рассчитать влияние последовательной или параллельной проводки. Но есть и другие преимущества и недостатки этих систем электропроводки, которые необходимо учитывать.

Преимущества и недостатки систем последовательной и параллельной проводки

Схема подключения домашней солнечной системы

Электропроводка

Если вы используете электрическую цепь с высокой силой тока, вам понадобится толстый кабель для переноса нагрузки.Вернемся к примеру с водой, где вам понадобится прочная труба, чтобы выдержать мощный поток воды.

Параллельное подключение солнечных панелей означает, что вам потребуются кабели и компоненты, рассчитанные на высокую силу тока . Если вы используете последовательную проводку для своей солнечной системы, будет более высокое напряжение и низкая сила тока, что снизит требования к вашим кабелям и компонентам.

Главное преимущество параллельной проводки

Когда вы подключаете все солнечные панели параллельно, производительность одной панели не зависит от производительности других панелей.Но при последовательном подключении, если одна солнечная панель работает с меньшей мощностью, это снижает производительность всей солнечной батареи.

Это важно в случае неисправности панели. Кроме того, конкретная панель может получать меньше солнечного света из-за тени. В этом последовательном соединении будет уменьшена выходная мощность всей системы.

Резюме

Теперь у вас есть хорошее представление о различиях между последовательными и параллельными системами подключения.У каждого есть свои преимущества и недостатки, и вам нужно хорошо подумать, какой из них использовать.

Если вы планируете подключать солнечные панели разной мощности, то, вероятно, лучше всего будет параллельное подключение. Параллельное соединение поможет вам избежать неэффективной солнечной панели, снижающей мощность всей вашей системы. Но помните, что подключать и параллельно подключать солнечные панели сложнее и дороже.

Возможно, лучшим решением является тщательная проверка размещения и производительности ваших солнечных панелей, чтобы вы могли подключать их последовательно, не подвергаясь риску потери производительности.

Если у вас есть какие-либо комментарии или вопросы по этой статье о сравнении последовательных и параллельных солнечных панелей, поделитесь ими здесь.

Подключение нескольких солнечных панелей: последовательно и параллельно

Чтобы спроектировать солнечную фотоэлектрическую систему для любого домашнего хозяйства, необходимо учитывать несколько параметров, таких как доступный солнечный ресурс, количество энергии, подаваемой системой, эффективность солнечной панели и т. Д. автономность системы (автономная или подключенная к сети), а также выбор компонентов, таких как инверторы, батареи и контроллеры.

Помимо анализа этих компонентов, существует еще один элемент, который может сильно повлиять на общую выходную мощность системы, а также на общую стоимость солнечной установки. Это подключение солнечных батарей .

Мы часто слышим, как установщики говорят о последовательном или параллельном подключении солнечных панелей, но многие из нас, не имеющие отношения к техническим терминам, не понимают разницы между этими конструкциями и, следовательно, не понимают влияние нашего решения на общий жизненный цикл системы.

В этой статье мы поможем вам определиться с оптимальным способом подключения солнечных панелей и опишем общие варианты конструкции последовательного и параллельного подключения солнечных панелей, их достоинства и недостатки.

Первое, что вы должны знать, это то, что в любой энергосистеме наиболее важной переменной является активная мощность (выраженная в ваттах) . Почему? Поскольку , все электрические устройства потребляют активную мощность для работы.

Уравнение, определяющее эту переменную: P = V * I , где ‘V’ связано с напряжением, а ‘I’ связано с током.Это единственные переменные, которые позволяют изменять выходную мощность солнечной системы, имейте это в виду, так как это будет важно позже.

Чтобы получить желаемую активную мощность, есть три способа соединения нескольких солнечных панелей вместе, чтобы создать энергосистему, которая обеспечивает солнечным электричеством ваш дом.

Они определяются как:

    • соединение параллельно
    • соединение последовательно
    • комбинация двух (последовательно-параллельная)

Решение о подключении той или иной солнечной панели будет зависеть от желаемой мощности и применение системы.

Параллельное подключение солнечных панелей

Параллельное подключение солнечных панелей подразумевает соединение положительных клемм каждой панели вместе, а также соединение отрицательных клемм каждой панели вместе. Затем они подключаются к контроллеру заряда или инвертору солнечной системы.

Когда солнечные панели соединены параллельно (так называемые массивы), все они имеют одинаковое напряжение, и ток, который обеспечивает каждая из них, суммируется.

Главное преимущество данной конфигурации — надежность.В случае, когда одна или несколько солнечных панелей подвержены воздействию затенения или другого повреждения, вызванного во время производства или в течение жизненного цикла системы, производительность других солнечных панелей в массиве не пострадает, поскольку проводное соединение делает все блок независимый от другого.

С другой стороны, у есть некоторые недостатки этого типа подключения. Низкое напряжение означает более высокие значения тока, что приводит к более высоким электрическим потерям (потери мощности связаны с квадратичными значениями тока) и, следовательно, более низким КПД вашей солнечной фотоэлектрической системы.

Кроме того, увеличение тока также нежелательно, потому что оно подразумевает увеличение калибра проводов, чтобы иметь лучшую емкость для выдерживания более высоких значений тока (связанных с более высокими температурами и, следовательно, проблемами безопасности). В конце концов, это приводит к более высоким затратам на установку из-за большего размера кабелей, а также из-за увеличения длины кабелей, чтобы можно было выполнить соединение [1].

Когда следует производить установку при параллельном подключении?

Ответ относительный, но в большинстве случаев мы предполагаем, что система очень мала и предназначена для питания малых нагрузок или имеет батарею, настроенную на низкое напряжение (например, 12 В).

Последовательное подключение солнечных панелей

Последовательное соединение выполняется путем подключения положительной клеммы каждой панели к отрицательной клемме следующей панели (соединение аналогично подключению рождественских огней) до тех пор, пока последняя панель не будет подключена к контроллер заряда или инвертор.

При последовательном соединении напряжения всех солнечных панелей суммируются, а ток поддерживается одинаковым для всех панелей. Набор солнечных панелей, соединенных последовательно, известен как строка.

Как указывалось ранее: более низкие напряжения означают более высокие токи, а более высокие напряжения подразумевают более низкие токи.

Это утверждение очень важно для последовательного соединения, потому что, поскольку эта конфигурация увеличивает значения напряжения с каждой добавленной панелью, общий ток, обеспечиваемый системой, будет ниже.

Это означает экономию за счет меньших размеров проводов и длины кабеля, а также более высокую эффективность фотоэлектрической системы (более низкие электрические потери).

Однако основным недостатком данной конфигурации является низкая надежность системы при последовательном включении.Другими словами, поскольку вся система соединена одним единственным кабелем , если кабель выйдет из строя, это повлияет на всю систему.

Когда одна из солнечных панелей в цепочке затеняется деревом или облаком, это влияет на общую производительность и эффективность системы.

Затенение может даже стать более серьезной проблемой в этой конфигурации, потому что затененная часть создает сопротивление в текущем потоке. Этот эффект создает так называемые горячие точки. Горячие точки — это участки с повышенной температурой, которые в зависимости от проводки и размера системы могут даже представлять проблему безопасности.

Когда следует использовать последовательное соединение?

Обычно, когда требуются более высокие напряжения, логическим решением является последовательное соединение.

Кроме того, когда расстояние между инвертором или контроллером заряда и солнечными панелями велико (20 футов или более), рекомендуется использовать последовательное соединение, потому что этот тип соединения позволяет увеличить напряжение системы, чтобы соответствовать требованиям вход напряжения инвертора.

Последовательное соединение имеет свои проблемы, как указывалось ранее, но проблему затенения и эффективности можно решить, используя одно из этих двух соображений:

  1. Первое связано с эффективностью.Выбор микро-инвертора для каждой панели обеспечивает лучшее решение для достижения максимальной эффективности, поскольку каждая панель будет независимой от другой [2]. Следовательно, затемнение одной панели не повлияет на общую выходную мощность.

  2. Второй вариант — купить солнечные батареи с байпасным диодом. Этот диод действует как стена, которая блокирует или изолирует затемненную область панели, чтобы избежать потерь эффективности остальной части той же панели и, следовательно, всей энергосистемы [3].

К сожалению, проблема надежности не может быть решена, поскольку это внутреннее свойство самого соединения.

Последовательно-параллельное соединение

Мы описали преимущества и недостатки последовательного и параллельного соединения солнечных панелей, но что происходит, когда мы объединяем их вместе?

Часто необходимо установить соединение в соответствии с диапазоном входного напряжения и тока инвертора или контроллера заряда.

Но в некоторых случаях невозможно достичь необходимого диапазона напряжения и тока за счет реализации последовательного или параллельного соединения самостоятельно.

При последовательном подключении предел напряжения может быть превышен. А при параллельном подключении ограничение по току может быть превышено, в то же время не подавая максимально возможную активную мощность конфигурации [4].

Это когда требуется комбинация двух типов подключения.

Идея состоит в том, чтобы установить цепочки (последовательное соединение двух или более панелей) и соединить их параллельно с другими цепочками (создавая массивы строк). Это позволяет получить преимущества последовательного соединения (меньшие электрические потери и меньшие затраты) и преимущества параллельного соединения (надежность).

Другими словами, каждая цепочка панелей будет добавлять ток и также не будет зависеть от характеристик другой цепочки, в то же время получая более высокую активную мощность с более высокими значениями напряжения и более низкими значениями тока (желательно из соображений безопасности) .

В этой конфигурации творческий подход является практическим правилом, так как при одинаковом количестве панелей можно создать несколько вариантов дизайна, которые адаптируются к целям домовладельца или к конкретным требованиям силовых компонентов.

Комбинирование солнечных панелей с разными электрическими характеристиками

Есть еще одна важная тема, связанная с выбором того или иного типа подключения в солнечной фотоэлектрической системе.

Имеют ли ваши солнечные панели одинаковые электрические характеристики?

До сих пор мы предполагали, что ваша система содержит набор очень похожих или одинаковых солнечных панелей, то есть одного производителя, с одинаковой электрической эффективностью и характеристиками (напряжение, ток и активная мощность).

А что будет, если вы решите подключить разные солнечные панели?

Помните о внутренних характеристиках каждого типа соединения: параллельное соединение заставляет всю систему иметь одинаковое напряжение, а последовательное соединение заставляет всю систему иметь одинаковый ток.

Рассмотрим набор из четырех солнечных панелей: три панели на 12 В и 3 А и одну панель на 9 В и 1 А.

Если вы соедините эти четыре панели параллельно, все они должны иметь одинаковое напряжение и, следовательно, будут генерировать максимально возможное напряжение для одной из панелей, что означает 9В.

Ptot = P1 + P2 + P3 + P4 = 9V * (3A + 3A + 3A + 1A) = 90 Вт.

Когда вы посмотрите на выражение P = V * I, вы поймете, что на входе каждой панели будет падать напряжение (вместо выходного напряжения 12 В вы получите только 9 В на выходе для каждой панели). Это явление напрямую влияет на общую эффективность вашей фотоэлектрической системы, потому что вы недостаточно используете общую мощность панелей и, следовательно, увеличиваете предельные затраты вашей системы.

Теперь предположим, что вы последовательно подключаете одни и те же панели, возникает та же проблема.Вы суммируете напряжения, но ток будет меньшим.

Ptot = P1 + P2 + P3 + P4 = (12 В + 12 В + 12 В + 9 В) * (1 А) = 45 Вт.

Как видите, полученная выходная мощность сильно отличается от одной конфигурации к другой, и если бы солнечные панели были выбраны одинаково, то общая активная мощность была бы Ptot = 144 Вт для любой из двух конфигураций.

Следовательно, не рекомендуется комбинировать солнечные панели с разными характеристиками , потому что низкая производительность и недогрузка повлияют на систему.

Не рекомендуется даже выбирать солнечные панели от разных производителей с одинаковыми электрическими характеристиками, потому что, помимо номинальной мощности, каждая панель имеет свой конкретный процент снижения мощности, который никогда не бывает одинаковым у разных производителей. В долгосрочной перспективе некоторые панели будут деградировать с другой скоростью, чем другие. Это представляет собой нестабильность, а также может привести к более высоким электрическим потерям.

Но всегда помните, что основные лица, принимающие решения по установке типа подключения, которое должна иметь ваша система:

    • Характеристики входной мощности инвертора или контроллера заряда
    • Расстояние между инвертором и панелями
    • Ожидаемая выходная активная мощность

Как видите, выбор того или иного типа подключения поддерживается глубоким техническим анализом, и диапазон возможностей может быть очень широким, если система достаточно большая.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *