Схеми и методи за свързване на слънчеви панели: как правилно да инсталирате слънчев панел

Алтернативен източник на енергия, базиран на слънчеви панели, е отлична възможност за организиране на независимо захранване.Той ще осигури висока енергийна ефективност не само в горещи дни, но и в облачно време. Би било хубаво да имате такова устройство у дома, нали?

За да направите това, просто трябва да изберете правилно техническите компоненти и да извършите монтажа. Всеки може да направи това, ако знае схемите и методите за свързване на слънчеви панели. Ще ви кажем как да изградите продуктивна система, която преобразува „зелената енергия“ в електричество, необходимо за захранване на домакинско оборудване.

Освен това ще научите как да изберете място за инсталиране на слънчеви панели и как да ги комбинирате със стационарна електрическа мрежа. Полезни съвети и важни препоръки ще осигурят ефективна помощ на домашните майстори. За по-лесно разбиране са предоставени тематични снимки, диаграми и видеоклипове.

Устройство със слънчева батерия

Когато планирате сами да свържете слънчеви панели, трябва да имате представа от какви елементи се състои системата.

Слънчевите панели се състоят от комплект фотоволтаични батерии, чиято основна цел е да преобразува слънчевата енергия в електрическа. Силата на тока на системата зависи от интензитета на светлината: колкото по-ярко е излъчването, толкова по-голям е генерираният ток.

Основните структурни елементи на системата са:

• Слънчева батерия – преобразува слънчевата светлина в електрическа енергия.
• Батерия – химически източник на ток, който акумулира генерираното електричество.
• Контролер за зареждане – следи напрежението на батерията.
• Инвертор, който преобразува постоянното електрическо напрежение на батерията в променливо 220V, което е необходимо за функционирането на осветителната система и работата на домакинските уреди.
• Верижни прекъсвачи, монтирани между всички елементи на системата и предпазващи системата от късо съединение.
• Комплект стандартни конектори MC4.

В допълнение към основната цел на контролера - да следи напрежението на батерията, устройството изключва определени елементи, ако е необходимо. Ако индикаторът на клемите на батерията през деня достигне 14 волта, което показва, че те са презаредени, контролерът прекъсва зареждането.

В допълнение към соларния модул устройството на такава електроцентрала включва фотоелектрически преобразуватели - контролер и инвертор, както и свързани към тях батерии

През нощта, когато напрежението на батерията достигне изключително ниско ниво от 11 волта, контролерът спира работата на електроцентралата.

Къде е най-добре да монтирате панелите?

Първото нещо, което трябва да направите, преди да инсталирате и свържете слънчева батерия, е да вземете решение за местоположението на устройството.

За инсталиране на фотоволтаични модули е удобно да се използват стационарни конструкции от метални профили или по-модернизирани ротационни аналози

Слънчевите панели могат да бъдат поставени в почти всяка добре осветена точка:

• на покрива на селска вила;
• на балкона на жилищна сграда;
• в района до къщата.

Основното е да се осигурят необходимите условия за получаване на максимално производство на електроенергия. Един от тях е ориентацията и ъгълът на наклон спрямо хоризонта.Така че светлопоглъщащата повърхност на устройството трябва да бъде насочена на юг.

В идеалния случай слънчевите лъчи трябва да падат върху него под 90°. За да се постигне този ефект, е необходимо да се избере оптималният ъгъл на наклона в зависимост от климатичните условия на региона. Този показател е различен за всеки регион.

За да се осигури максимална производителност на слънчевите панели, се препоръчва смяна на ъгъла на устройствата 2-4 пъти годишно: 18 април, 24 август, 7 октомври и 5 март

Например в Московска област ъгълът на наклона на повърхността на слънчевите панели за летните месеци е 15-20°, а през зимните месеци се променя на 60-70°.

Когато поставяте слънчеви панели в съседната на къщата зона, е по-добре да повдигнете панелите над повърхността на почвата с поне половин метър - в случай на голямо количество сняг. Това решение е правилно и в смисъл, че осигурява достатъчно разстояние за циркулация на въздуха.

Струва си да се помни, че дори малка сянка има пагубен ефект върху производството на електроенергия от устройството. Панелите трябва да се поставят само на места, които не подлежат дори на най-малко засенчване.

Някои „занаятчии“ инсталират допълнително стъкло върху панелите, за да предпазят батериите, но дори и при видима прозрачност, стъкленият слой може да намали ефективността на панелите с 30%

Има няколко начина за фиксиране на панелите:

• чрез активиране на затягащите скоби;
• чрез завинтване през проходни отвори, разположени в долната част на рамката.

Носещата конструкция трябва да бъде изработена от устойчиви на корозия материали. Независимо от метода на инсталиране, не можете сами да правите промени в дизайна на панела или да пробивате допълнителни дупки.

Задачата на собственика е да поддържа панелите чисти. Събирането на прах, сняг и птичи изпражнения върху екрана ще намали количеството електроенергия, произведена от системата с поне 10%.

Опции за свързване на слънчева батерия

Слънчевите панели са съставени от няколко отделни панела. За да се увеличат изходните параметри на системата под формата на мощност, напрежение и ток, елементите се свързват помежду си, като се използват законите на физиката.

Свързването на няколко панела един към друг може да се извърши с помощта на една от трите схеми за инсталиране на соларни панели:

• паралелен;
• последователен;
• смесен.

Паралелната верига включва свързване на клеми със същото име един към друг, в които елементите имат два общи възела за сближаване на проводниците и тяхното разклоняване.

В паралелна верига "плюсовете" са свързани към "плюсовете", а "минусите" към "минусите", в резултат на което изходният ток се увеличава и изходното напрежение остава в рамките на 12 волта

Максималният възможен изходен ток в паралелна верига е право пропорционален на брой свързани елементи. Принципите за изчисляване на количествата са дадени в нашата препоръчана статия.

Серийната верига включва свързване на противоположни полюси: "плюс" на първия панел към "минус" на втория. Останалият неизползван "плюс" на втория панел и "минусът" на първата батерия са свързани към контролера, разположен по-нататък по веригата.

Този тип свързване създава условия за протичане на електрически ток, при който остава единственият път за пренос на енергия от източника към потребителя.

При схема за серийно свързване изходното напрежение се увеличава и достига 24 волта, което е достатъчно за захранване на преносимо оборудване, LED лампи и някои електрически приемници

Най-често се използва последователно-паралелна или смесена верига, когато е необходимо да се свържат няколко групи батерии. Чрез използването на тази схема напрежението и токът могат да бъдат увеличени на изхода.

При схема за серийно-паралелно свързване изходното напрежение достига ниво, чиито характеристики са най-подходящи за решаване на по-голямата част от битовите проблеми

Тази опция е полезна и в смисъл, че ако един от структурните елементи на системата се повреди, останалите свързващи вериги продължават да функционират. Това значително повишава надеждността на цялата система.

Принципът на сглобяване на комбинирана верига се основава на факта, че устройствата във всяка група са свързани паралелно. И всички групи са свързани в една верига последователно.

Чрез комбиниране на различни видове връзки не е трудно да се сглоби батерия с необходимите параметри. Основното е, че броят на свързаните елементи трябва да бъде такъв, че работното напрежение, подадено към батериите, като се вземе предвид неговият спад в зарядната верига, да надвишава напрежението на самите батерии. батерии, а товарният ток на батерията осигури необходимото количество ток за зареждане.

Схема за сглобяване на слънчева енергийна система

Свързването на слънчевите панели се осъществява чрез вградени свързващи проводници със сечение 4 mm². Едножилни медни проводници, чиято изолационна оплетка е устойчива на ултравиолетово лъчение, са най-подходящи за тази цел.

Ако използвате проводник, чиято изолация не е устойчива на ултравиолетови лъчи, препоръчително е да го поставите отвън в гофрирана втулка.

Краят на всеки проводник е свързан към конектор MC4 чрез запояване или кримпване, което води до запечатана връзка

Независимо от избраната схема, преди свързване на слънчеви панели Задължително се проверява изправността на електрическата инсталация.

При свързване на панели не се препоръчва превишаване на техническите изисквания за допустим ток и максимално напрежение на други устройства. Важно е да се придържате към спецификациите на контролера за зареждане и инвертора, посочени от производителя.

Стандартната схема за сглобяване на най-простата слънчева електроцентрала е както следва.

Схемата за свързване на панелите към батерията, инвертора и контролера е проста по дизайн и следователно не създава особени затруднения при свързването

За да избегнете счупване контролер, когато свързвате елементи на системата, е важно да следвате последователността.

Инсталационните работи се извършват на няколко етапа:

1. Батерията се свързва към контролера с помощта на подходящите конектори и не забравяйте да спазвате полярността.
2. Слънчева батерия е свързана към контролера чрез конектори, като се запазва еднаква полярност.
3. Към съединителите на контролера е свързан товар от 12 V.
4. Ако е необходимо да се преобразува електрическото напрежение от 12 до 220 V, тогава във веригата се включва инвертор.Свързва се само към батерията и в никакъв случай директно към контролера.
5. Към свободния изход на инвертора се свързват електрически уреди, предназначени за напрежение 220 V.

След като направите връзката, трябва да проверите полярността и да измерите напрежението на отворена верига на панелите. Ако индикаторът се различава от паспортната стойност, връзката не е направена правилно.

За да свържете устройството към системата, не е необходимо да отваряте съединителната кутия - всички свързващи конектори са разположени лесно достъпни

На последния етап слънчевата батерия трябва да бъде заземена. За да се сведе до минимум вероятността от късо съединение, в точките на свързване между батерията, инвертора и контролера са монтирани предпазители.

Енергията на слънчевите електроцентрали ще се използва за захранване на маломощни домакински уреди и за зареждане на батерии на мобилна техника:

Тези, които желаят да изградят слънчева батерия със собствените си ръце, ще бъдат подпомогнати от предоставената информация. в следващата статия.

Свързване на многопосочни елементи

При използване на последователна схема за монтаж на соларни панели, за да не се намали ефективността на устройствата, всички панели от общата верига трябва да бъдат разположени под същия ъгъл и в една и съща равнина.

Ако панелите са разположени в различни равнини, това може да доведе до факта, че най-близкият или по-осветен ще работи по-мощно от тези, разположени малко по-далеч.

Това означава, че близкият панел ще генерира електричество, част от което ще се отделя за отопление на далечните панели. И причината се крие във факта, че токът тече по пътя на най-малкото съпротивление. За да минимизирате загубите, е по-добре да използвате отделен контролер за всеки панел.

Основните изисквания при използване на контролера са мощността на свързаните панели над 1 kW и разстоянието между батериите на достатъчно голямо разстояние

Проблемът може да се реши и чрез инсталиране на прекъсващи диоди. Поставят се вътре между плочите. Благодарение на това, докато осигуряват максимална мощност, плочите не прегряват.

Важен е и спадът на напрежението във връзките, както и самите проводници на нисковолтовата част на системата.

Таблица на несъответствието между предаваната мощност и напречното сечение на проводника, посочваща в червено параметрите, при които има риск от силно нагряване на огън

Пример е фактът, че за метър парче кабел с напречно сечение 4 мм² при преминаване на ток от 80А (напрежение 12 V) стойностите спадат с 3,19%, което е 30,6 W. Когато се активира усукването, спадът на напрежението може да варира от 0,1 до 0,3 V.

Комбинация от слънчева енергия и стационарна мрежа

Когато планирате да използвате електричество от слънцето успоредно с оборудвана централизирана стационарна мрежа, схемата на свързване е малко по-различна. И основната причина за това решение е, че частният потребител няма възможност да „изхвърли“ останалата енергия.

И това може да предизвика скокове на напрежение с продължителност до една секунда.

Когато комбинират слънчева електроенергия със стационарна централизирана мрежа, те се ръководят от същото правило: колкото повече източници са свързани, толкова по-сложна става схемата

Според горната диаграма напрежението от хелиополето първо се насочва към батерията, а оттам се предава към товара.

При проектирането на тази опция за инсталиране си струва да се вземат предвид два вида натоварване:

• не подлежи на резервиране – светлина в къщата, домакински уреди и др.;
• запазено – аварийно осветление, хладилник, ел. бойлер.

Имайте предвид: колкото по-голям е капацитетът на батерията, толкова по-дълго резервните електроуреди ще работят в автономен режим.

Когато избирате този метод за генериране на енергия в мрежата, бъдете подготвени за факта, че ще трябва да кандидатствате за разрешение от местните електрически мрежи.

Макар че инвертори за соларни панели произвеждат напрежение, чието качество понякога е по-високо от това в централизираната мрежа; местните електрически мрежи не дават зелена светлина на електромера да се върти в обратна посока.

Поради тази причина, според схемата, соларните инвертори спират да работят при загуба на напрежението в мрежата. И излишният товар започва да се „захранва“ от батерията.

Изводи и полезно видео по темата

Авторите на видео материала, който е предоставен по-долу, споделят своя личен опит и анализират нюансите на инсталирането на слънчеви панели.

Видео #1. Пример за монтаж и монтаж на фабрична стандартна система:

Видео #2. Как да инсталирате панелите правилно:

Няма нищо сложно в процеса на свързване на няколко панела с други елементи на системата. Но за начинаещ майстор процесът може да стане труден. Ето защо, ако нямате опит в изчисленията и уменията за инсталиране, трябва да се свържете с специалист, който има необходимите познания.

Бихте ли искали да ни кажете как сглобихте своя собствена слънчева електроцентрала за вашата дача или селска къща? Може би знаете тънкостите на процеса, които не са описани в статията? Моля, пишете коментари в блока по-долу, задавайте въпроси, споделяйте вашето мнение и снимки по темата на статията.