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

O sursă alternativă de energie bazată pe panouri solare este o opțiune excelentă pentru organizarea unei alimentări independente de energie. Acesta va oferi o eficiență energetică ridicată nu numai în zilele călduroase, ci și pe vreme înnorată. Ar fi frumos să avem un astfel de dispozitiv acasă, nu?

Pentru a face acest lucru, trebuie doar să selectați corect componentele tehnice și să le instalați. Toată lumea poate face acest lucru, cunoscând schemele și metodele de conectare a panourilor solare. Vă vom spune cum să construiți un sistem de producție care prelucrează „energia verde” în energie electrică, care este necesar pentru alimentarea echipamentelor casnice.

În plus, veți învăța cum să alegeți un loc pentru instalarea panourilor solare și cum să le combinați cu o rețea staționară. Sfaturi utile și recomandări importante îi vor ajuta în mod eficient pe stăpânii de acasă. Pentru a simplifica percepția, sunt oferite fotografii tematice, diagrame și videoclipuri.

Dispozitiv solar

Atunci când intenționați să conectați singuri panouri solare, trebuie să vă faceți o idee despre elementele din care constă sistemul.

Panourile solare constau dintr-un kit baterii pe celule fotovoltaiceal cărui scop principal este transformarea energiei solare în energie electrică. Rezistența curentă a sistemului depinde de intensitatea luminii: cu cât este mai puternică radiația, cu atât este mai mare curentul generat.

Principalele elemente structurale ale sistemului sunt:

• Baterie solară - Transformă lumina soarelui în energie electrică.
• acumulator - O sursă de curent chimic care acumulează energia electrică generată.
• Controler de încărcare - monitorizează tensiunea bateriilor.
• invertor, care transformă tensiunea electrică constantă a bateriei în AC 220V, care este necesară pentru funcționarea sistemului de iluminat și funcționarea electrocasnicelor.
• siguranțeinstalate între toate elementele sistemului și protejând sistemul de scurtcircuite.
• Set de conectori standard MC4.

Pe lângă scopul principal al regulatorului este monitorizarea tensiunii bateriilor, dispozitivul oprește anumite elemente, după cum este necesar. Dacă indicatorul de pe bornele bateriei în timpul zilei atinge o marcă de 14 volți, ceea ce indică faptul că acestea se reîncărcare, regulatorul întrerupe încărcarea.

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

În timpul nopții, când indicatorul de tensiune al bateriei atinge un nivel extrem de scăzut de 11 volți, regulatorul oprește centrala.

Unde este mai bine să instalați panourile?

Primul lucru de făcut înainte de instalarea și conectarea bateriei solare este de a determina locația unității.

Pentru instalarea modulelor fotovoltaice, este convenabil să folosiți structuri staționare realizate din profile metalice sau analogi rotativi mai moderni

Panourile solare pot fi amplasate în aproape orice loc bine luminat:

• pe acoperișul unei căsuțe de țară;
• pe balconul clădirii de apartamente;
• pe teritoriul adiacent casei.

Principalul lucru este asigurarea condițiilor necesare pentru obținerea unei generații maxime de energie. Unul dintre acestea este orientarea și unghiul de înclinare în raport cu orizontul. Deci suprafața absorbantă de lumină a unității trebuie orientată către partea de sud.

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

Pentru a asigura performanța maximă a celulelor 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 Moscova, 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 °.

Atunci când așezați panouri solare pe teritoriul adiacent casei, este mai bine să ridicați panourile deasupra suprafeței solului cu cel puțin o jumătate de metru - în caz de ninsori abundente. Această soluție este corectă în sensul că oferă o distanță suficientă pentru circulația aerului.

Merită să ne amintim că chiar și o mică umbră afectează negativ generarea de energie electrică de către unitate. Panourile trebuie amplasate numai în locuri care nu sunt supuse nici măcar la cea mai mică umbră.

Unii „meșteri” instalează sticlă suplimentară pe partea superioară a 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 repara panourile:

• prin activarea clemelor;
• prin fixarea prin găurile de trecere situate în partea inferioară a cadrului.

Structura de sprijin trebuie să fie realizată din materiale rezistente la coroziune. Indiferent de metoda de instalare, este imposibil să faceți modificări la proiectarea panoului și să găuriți găuri suplimentare.

Sarcina proprietarului de acasă este menținerea panourilor curate. Acumularea de praf, zăpadă și excremente de păsări pe ecran cu cel puțin 10% reduce cantitatea de energie electrică produsă de sistem.

Opțiuni de conectare la celule solare

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

Conectarea mai multor panouri între ele poate fi realizată prin aplicarea unuia dintre cele trei scheme de instalare a panourilor solare:

• paralel;
• serial;
• mixt.

Un circuit paralel presupune conectarea acelorași terminale între ele, în care elementele au două noduri comune de convergență a conductoarelor și ramificarea acestora.

Într-un circuit paralel, "plusurile" sunt conectate cu "plusurile", iar "minusurile" cu "minusurile", ca urmare a creșterii curentului de ieșire, iar tensiunea de ieșire rămâne la 12 volți

Valoarea curentului maxim de ieșire posibil într-un circuit paralel este direct proporțională numărul de articole conectate. Principiile pentru calculul cantității sunt prezentate în articolul nostru recomandat.

Circuitul serial presupune conectarea poliilor opuși: „plusul” primului panou la „minusul” celui de-al doilea. „Plus” rămas neutilizat al celui de-al doilea panou și „minus” al primei baterii sunt conectate la controlerul situat mai jos în circuit.

Acest tip de conexiune creează condițiile pentru curgerea curentului electric, în care rămâne singura cale de transfer de energie de la sursă la consumator.

Cu o schemă de conectare în serie, tensiunea de ieșire crește și atinge o marcă de 24 de volți, ceea ce este suficient pentru alimentarea echipamentelor portabile, a lămpilor LED și a unor consumatori de energie

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

Cu o schemă de conexiune serial-paralelă, tensiunea de ieșire atinge un punct ale cărui caracteristici sunt cele mai potrivite pentru rezolvarea majorității problemelor interne

Această opțiune este benefică în sensul că, în cazul eșecului unuia dintre elementele structurale ale sistemului, alte circuite de conectare continuă să funcționeze. Aceasta crește semnificativ fiabilitatea întregului sistem.

Principiul de asamblare al circuitului combinat se bazează pe faptul că dispozitivele din fiecare grup sunt conectate în paralel. Iar conexiunea tuturor grupurilor dintr-un singur circuit se realizează secvențial.

Combinând diferite tipuri de conexiuni, nu va fi 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 sa în circuitul de încărcare, să depășească tensiunea acumulatorîn timp ce curentul de încărcare al bateriei furniza valoarea necesară a curentului de încărcare.

Schema de montaj a unui sistem electric solar

Conectarea panourilor solare se realizează prin utilizarea firelor de conectare încorporate cu secțiune transversală de 4 mm². Firele de cupru cu un singur nucleu sunt cele mai potrivite în acest scop, împletirea lor izolatoare este rezistentă la radiațiile ultraviolete.

În cazul folosirii unui fir a cărui izolație nu este rezistentă la razele UV, se recomandă ondularea căptușelii sale exterioare.

Capătul fiecărui fir este conectat la conectorul MC4 prin lipire sau sertizare, ceea ce asigură o conexiune strânsă

Indiferent de schema selectată anterior conectarea panourilor solare fără greș, este necesar să verificați cablarea corectă.

La conectarea panourilor, nu se recomandă depășirea cerințelor tehnice pentru curentul admisibil și tensiunea maximă a altor dispozitive. Este important să respectați specificațiile producătorului pentru regulatorul de încărcare și invertor.

Schema standard de asamblare a celei mai simple centrale solare este următoarea.

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

Pentru a evita ruperea controlerul, atunci când conectați elementele sistemului, este important să urmați secvența.

Lucrările de instalare se efectuează în mai multe etape:

1. Bateria este conectată la controler, folosind conectori adecvați pentru aceasta și fără a uita să respectați polaritatea.
2. La controler prin conectorii, respectând aceeași polaritate, este conectată o baterie solară.
3. O sarcină de 12 V este conectată la prizele controlerului.
4. Dacă este necesar să convertiți tensiunea electrică de la 12 la 220 V, atunci un circuit este inclus în circuit. Este conectat numai la baterie și în niciun caz direct la controler.
5. La ieșirea liberă a invertorului conectați aparate electrice proiectate pentru o tensiune de 220 V.

După realizarea conexiunii, trebuie să verificați polaritatea și să măsurați tensiunea circuitului deschis al panourilor. Dacă indicatorul diferă de valoarea pașaportului, conexiunea este incorectă.

Pentru a conecta dispozitivul la sistem, nu este necesară deschiderea cutiei de joncțiune - toți conectorii sunt localizați în accesibilitate

În stadiul final, bateria solară trebuie să fie împământată. Pentru a reduce la minimum probabilitatea unui scurtcircuit, siguranțele sunt instalate la joncțiunea dintre baterie, invertor și controler.

Energia centralelor solare va găsi aplicație în alimentarea electrocasnicelor cu consum redus și în încărcarea bateriilor echipamentelor mobile:

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

Conectarea elementelor multidirecționale

Folosind o schemă de instalare secvențială pentru panouri solare, pentru a nu reduce eficiența dispozitivelor, toate panourile circuitului comun ar trebui plasate în același unghi și pe același plan.

Dacă panourile sunt amplasate în planuri diferite, acest lucru poate duce la faptul că aproape sau mai luminate vor funcționa mai puternic decât cele localizate puțin mai departe.

Aceasta înseamnă că panoul din apropiere va genera energie electrică, unele dintre ele urmând să se încălzească panourile îndepărtate. Și motivul este că curentul curge pe calea celei mai puțin rezistente. Pentru a reduce la minimum pierderile, este mai bine să utilizați un controler separat pentru fiecare panou.

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

Puteți rezolva problema instalând diode decupate. Acestea sunt plasate în interior între plăci. Datorită acestui fapt, oferind indicatorul de putere maximă, plăcile nu se supraîncălzesc.

La fel de importantă este și căderea de tensiune a conexiunilor, precum și firele proprii ale părții de joasă tensiune a sistemului.

Tabelul de nepotrivire între puterea transmisă și secțiunea transversală a firului, roșu care indică parametrii la care există riscul de încălzire periculoasă la incendiu puternic

Un exemplu este faptul că o secțiune de contor a unui cablu cu o secțiune transversală de 4 mm² când curentul trece prin indicatorul 80A (tensiunea 12 V), valorile scad cu 3,19%, ceea ce este de 30,6 wați. Când folosiți răsuciri, căderea de tensiune poate varia de la 0,1 până la 0,3 V.

Combinația de energie solară și o rețea staționară

Atunci când intenționați să folosiți energie solară în paralel cu rețeaua staționară centralizată echipată, schema de conectare este ușor diferită. Iar motivul principal al acestei decizii este că consumatorul privat nu are posibilitatea de a „arunca” energia rămasă.

Și acest lucru poate provoca căderi de tensiune care durează până la o secundă.

Atunci când combină energia solară cu o rețea centralizată staționară, acestea sunt ghidate de aceeași regulă: cu cât sunt mai multe surse conectate, cu atât circuitul devine mai complicat

Conform diagramei de mai sus, tensiunea din heliopolis este direcționată mai întâi spre baterie, iar de acolo este transmisă sarcinii.

La proiectarea unei astfel de opțiuni de instalare, trebuie să se țină seama de două tipuri de încărcare:

• nu este rezervat - lumină în casă, electrocasnice etc .;
• redundant - iluminat de urgență, frigider, cazan electric.

Luați în considerare: cu cât este mai mare capacitatea bateriei, cu atât aparatele electrice redundante vor funcționa offline.

Atunci când alegeți această metodă de generare de energie în rețea, fiți pregătiți pentru faptul că va trebui să întocmiți un permis în rețelele energetice locale.

În ciuda faptului că invertoare solare Acestea generează tensiune, a căror calitate este uneori mai mare decât cea dintr-o rețea centralizată, rețelele locale de energie nu dau lumină verde contorului pentru a se roti în sens invers.

Din acest motiv, conform schemei, invertoarele solare nu mai funcționează în momentul unei întreruperi a energiei electrice. Și încărcarea redundantă începe să fie „alimentată” din baterie.

Concluzii și video util pe această temă

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

Video # 1. Exemplu de asamblare și instalare a unui sistem construit din fabrică

Video # 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, în absența experienței în calcul și abilități de instalare, trebuie să contactați un specialist care are cunoștințele necesare.

Doriți să vă spuneți cum v-ați construit propria centrală solară pentru o casă de vară sau o casă de țară? Poate cunoașteți subtilitățile procesului care nu sunt descrise în articol? Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos, puneți întrebări, împărtășiți opinii și fotografii pe subiectul articolului.