Scheme și metode de conectare a panourilor solare: cum să instalați corect un panou solar

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

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

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

Dispozitiv cu baterii solare

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

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

Principalele elemente structurale ale sistemului sunt:

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

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

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

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

Unde este cel mai bun loc pentru a instala panourile?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Există mai multe moduri de a fixa panourile:

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

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

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

Opțiuni de conectare a bateriei solare

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

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

• paralel;
• secvenţial;
• amestecat.

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

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

Curentul maxim posibil de ieșire într-un circuit paralel este direct proporțional cu numărul de elemente conectate. Principiile pentru calcularea cantităților sunt prezentate în articolul nostru recomandat.

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

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

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

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

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

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

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

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

Schema de asamblare a sistemului de energie solară

Conectarea panourilor solare se realizează folosind fire de conectare încorporate cu o secțiune transversală de 4 mm². Firele de cupru cu un singur miez, a căror împletitură izolatoare este rezistentă la radiațiile ultraviolete, sunt cele mai potrivite în acest scop.

Daca folositi un fir a carui izolatie nu este rezistenta la razele UV, este recomandat sa il asezati la exterior intr-un manșon ondulat.

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

Indiferent de schema aleasă, înainte conectarea panourilor solare Este imperativ să verificați corectitudinea instalației electrice.

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

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

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

Pentru a evita spargerea controlor, la conectarea elementelor sistemului, este important să urmați succesiunea.

Lucrările de instalare se desfășoară în mai multe etape:

1. Bateria este conectată la controler folosind conectorii corespunzători și amintindu-vă să respectați polaritatea.
2. O baterie solară este conectată la controler prin conectori, menținând aceeași polaritate.
3. O sarcină de 12 V este conectată la conectorii controlerului.
4. Dacă este necesară convertirea tensiunii electrice de la 12 la 220 V, atunci în circuit este inclus un invertor.Este conectat doar la baterie și în niciun caz direct la controler.
5. Aparatele electrice proiectate pentru o tensiune de 220 V sunt conectate la ieșirea liberă a invertorului.

După efectuarea conexiunii, trebuie să verificați polaritatea și să măsurați tensiunea în circuit deschis a panourilor. Dacă indicatorul diferă de valoarea pașaportului, conexiunea nu este realizată corect.

Pentru a conecta dispozitivul la sistem, nu este nevoie să deschideți cutia de joncțiune - toți conectorii de conectare sunt amplasați la îndemână.

În etapa finală, bateria solară trebuie să fie legată la pământ. Pentru a minimiza probabilitatea unui scurtcircuit, siguranțele sunt instalate la punctele de conectare dintre baterie, invertor și controler.

Energia centralelor solare va fi utilizată pentru alimentarea aparatelor de uz casnic cu putere redusă și pentru încărcarea bateriilor echipamentelor mobile:

Cei care doresc să construiască o baterie solară cu propriile mâini vor fi ajutați de informațiile oferite. în articolul următor.

Conectarea elementelor multidirecționale

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

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

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

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

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

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

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

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

Combinație de energie solară și rețea staționară

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

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

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

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

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

• nerezervabile – lumini în casă, electrocasnice etc.;
• rezervat – iluminat de avarie, frigider, centrala electrica.

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

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

Cu toate că invertoare pentru panouri solare produc tensiune, a cărei calitate este uneori mai mare decât cea din rețeaua centralizată; rețelele locale de energie nu dau voie ca contorul electric să se rotească în sens opus.

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

Concluzii și video util pe această temă

Autorii materialului video, care este furnizat mai jos, împărtășesc experiența lor personală și analizează nuanțele instalării panourilor solare.

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

Videoclipul #2. Cum se instalează corect panourile:

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

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