Содержание

Схема подключения солнечных панелей к аккумулятору, контроллеру и инвертору

Как соединить солнечные панели?

Схема подключения солнечных батарей для подготовленного человека не представляет заметной сложности, но для неопытных пользователей необходимы некоторые разъяснения. Необходимо знать, как производится соединение солнечных панелей между собой, как выполняется подключение солнечных батарей к остальным приборам, входящим в состав комплекта. Существуют разные варианты соединения, которые используются для получения определенных параметров выходного тока и напряжения.

Схема подключения солнечных батарей загородного дома представляет собой систему соединения всех компонентов, которые, в свою очередь, так же соединяются друг с другом определенным образом. Например, необходимо знать, как соединить солнечные панели — параллельно или последовательно. Кроме того, надо выбрать тот или иной способ соединения в батарею аккумуляторов.

Схема устройства солнечной электростанции

Перед тем, как подключить солнечную батарею, необходимо выяснить ее конфигурацию. В состав солнечной электростанции, помимо солнечных модулей, входит комплект оборудования, включающий следующие приборы и устройства:

  • контроллер заряда
  • аккумуляторные батареи (АКБ)
  • инвертор
  • коммутационные приспособления, предохранители

Контроллер выполняет диспетчерские функции, переключая систему либо в режим заряда АКБ, либо на подачу питания потребителей. Аккумуляторы получают заряд и накапливают его, отдавая энергию по мере необходимости. Если напряжение батарей достигло 14 В, контроллер прекратит процесс, иначе от перезаряда АКБ выйдут из строя. Инвертор — прибор, преобразующий постоянный ток в переменный и повышающий напряжение до стандартных значений.

Как правило, весь комплект используется в полном составе. Однако, существуют и другие, упрощенные варианты комплектации. В отдельных случаях потребители, питающиеся от постоянного тока, подключают напрямую к модулям. Это возможно только в дневное время, поэтому встречается лишь у специализированных устройств.

Также есть осветительные системы на солнечных батареях, которые не нуждаются в инверторах и работают на прямом питании от аккумуляторов. Иногда из комплекта исключают инвертор, если напряжение нагрузки не превышает 12 В постоянного тока. Этот вариант также встречается не часто и используется по возможности.

Пайка и сборка панелей

Для питания потребителей используют определенное количество модулей, которые соединяются в том или ином порядке. Сначала разрабатывается схема подключения солнечных панелей, которая позволяет получить от них максимальную эффективность.

Параллельно или последовательно?

Обычно одна панель имеет напряжение 12 В и мощность от 1,5 до 4,5 Вт, в зависимости от размера и количества фотоэлектрических элементов.

  • Параллельное соединение увеличит силу тока (и мощность), оставляя напряжение неизменным.
  • Последовательное соединение солнечных панелей повысит напряжение до 24 В, если соединить 2 модуля. Больше не делают, так как для аккумуляторов есть только 2 допустимых варианта — либо 12, либо 24 В.

Поэтому приходится комбинировать, добиваясь, чтобы схема подключения солнечной батареи к аккумулятору давала наиболее удачный результат.

Контактный отсек

Кроме того, надо иметь четкое представление, как соединить солнечные батареи между собой. Все модули оснащены специальным контактным отсеком, размещенным на задней стороне. Он устроен очень просто — два резьбовых зажима, отмеченные знаками «+» и «-». Пайка как таковая не требуется, поскольку монтаж производят в сложных условиях, где работа с паяльником не всегда возможна. Однако, если есть возможность сделать контакт более надежным и защитить его от окисления, никаких противопоказаний нет.

Тип провода

Для соединения обычно используют одножильный медный провод сечением 4 мм2. Важно, чтобы его изоляция была устойчива к воздействию ультрафиолета. Если этого нет, производят укладку проводов в защитный гофрированный рукав.

Расположения модулей

Во время соединения следует учитывать способ расположения модулей. Если они развернуты под одинаковым углом к солнцу, то все будут работать в одинаковом режиме. Однако, иногда приходится устанавливать разнонаправленные панели. Это бывает вызвано особенным устройством крыши, или желанием обеспечить более равномерную подачу питания в течение дня.

Важно! Надо учесть, что более освещенный модуль будет выдавать максимальный ток, который частично станет расходоваться на нагрев менее нагруженных плоскостей. Для исключения этого эффекта применяют отсекающие диоды, которые впаивают между пластинами с внутренней стороны.

Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС

Подключение солнечных панелей представляет собой поэтапный процесс, который может быть выполнен в разном порядке. Обычно производят соединение модулей между собой, затем собирают комплект оборудования и аккумуляторы, после чего панели подключают к приборам. Это удобный и безопасный вариант, позволяющий проверить правильность соединения всех элементов перед подачей напряжения. Рассмотрим эти этапы внимательнее:

К аккумулятору

Разберемся, как подключить солнечную батарею к аккумулятору.

Внимание! В первую очередь надо уточнить — прямого подключения панелей к АКБ не используют. Неконтролируемый процесс получения энергии опасен для батарей, может вызвать как чрезмерный расход, так и избыточную зарядку. Обе ситуации губительны, поскольку могут окончательно вывести АКБ из строя.

Поэтому между фотоэлектрическими элементами и батареями обязательно устанавливают контроллер, обеспечивающий штатный режим зарядки и отдачи энергии. Кроме того, на выходе контроллера обычно устанавливают инвертор, чтобы иметь возможность преобразования накопленной энергии в стандартное напряжение 220 В 50 Гц. Это наиболее удачная и эффективная схема, которая позволяет батареям отдавать или получать заряд в оптимальном режиме и не превышать свои возможности.

Перед тем, как подключить солнечную панель к аккумулятору, необходимо проверить параметры всех компонентов системы и убедиться в их соответствии. В противном случае результатом может стать потеря одного или нескольких приборов.

Иногда используется упрощенная схема подключения модулей без контроллера. Этот вариант применяется в условиях, когда ток от панелей заведомо не сможет создать перезаряд аккумуляторов. Обычно такой способ применяют:

  • в регионах с коротким световым днем
  • низким положением солнца над горизонтом
  • маломощными солнечными панелями, не способными обеспечить избыточный заряд АКБ

При использовании этого метода необходимо обезопасить комплекс, установив защитный диод. Он ставится как можно ближе к аккумуляторам и защищает их от короткого замыкания. Панелям оно не страшно, но для АКБ это весьма опасно. Кроме того, при расплавлении проводов сможет начаться пожар, что создает опасность для всего дома и людей. Поэтому обеспечить надежную защиту — первоочередная задача владельца, решение которой должно быть выполнено до ввода комплекта в эксплуатацию.

К контроллеру

Второй способ часто используется владельцами частных или загородных домов для создания низковольтной осветительной сети. Они приобретают недорогой контроллер и подключают к нему солнечные панели. Устройство компактное, по размерам соотносимо с книгой средних размеров. Оно оснащено тремя парами контактов на лицевой панели. К первой паре контактов подключают солнечные модули, к другой — присоединяют АКБ, а к третей — освещение или другие низковольтные приборы потребления.

Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов. Это проверочный этап, он нужен для определения работоспособности контроллера. Если прибор верно определил величину заряда батарей, приступают к подключению.

Важно! Солнечные модули присоединяют ко второй (центральной) паре контактов. Важно не перепутать полярность, иначе система не будет работать.

К третьей паре контактов присоединяют низковольтные светильники или иные приборы потребления, питающиеся от 12 (24) В постоянного тока. Больше ни с чем соединять такой комплект нельзя. Если необходимо обеспечить питанием бытовую технику, надо собирать полнофункциональный комплект оборудования — частную СЭС.

К инвертору

Рассмотрим, как подключить солнечную панель к инвертору.

Он используется только для питания стандартных потребителей, нуждающихся в 220 В переменного тока. Специфика использования прибора такова, что подключать его приходится в последнюю очередь — между блоком АКБ и конечными потребителями энергии.

Сам процесс никакой сложности не составляет. В комплекте с инвертором идут два провода, обычно черного и красного цвета («-» и «+»). На одном конце каждого провода есть специальный штекер, на другом — зажим типа «крокодил» для присоединения к клеммам аккумулятора. Провода согласно цветовой индикации присоединяют к инвертору, затем подключают к аккумулятору.

Как избежать распространенных ошибок?

Основными ошибками, встречающимися при соединении солнечных батарей, являются неправильные соединения и перепутанная полярность. Избежать их можно только одним способом — не спешить, внимательно следить за ходом работ, при возникновении сомнений не лениться проверять и уточнять назначение контактов, или их полярность.

Если используется подключение солнечных батарей к сети, схема усложняется, возникает опасность короткого замыкания или выхода приборов из строя. В таких ситуациях рекомендуется обратиться к специалистам, которые смогут правильно подключить приборы и соединить солнечные модули. Для пользователя будет полезным составить для себя схему соединений и отметить на ней полярность. Это поможет впоследствии повторить сборку и исключить ошибки.

Видео — инструкция: как подключить своими руками

Где дешевле купить солнечные батареи?

► Подключение и установка солнечных панелей

Несомненно, солнечная энергетика – перспективная отрасль, а установка и подключение солнечной батареи дает владельцу устройства массу  преимуществ. Но чтобы в полной мере воспользоваться всеми плюсами такой альтернативной энергетики, нужно знать, как правильно собрать, подключить и установить солнечные батареи. От этого во многом зависит конечный результат, ведь установка солнечных панелей для дома или для любого другого объекта – недешевое дело, поэтому нужно максимально четко придерживаться инструкций и делать все правильно.

Как устроена схема электроснабжения с солнечными панелями

Сама солнечная батарея представляет собой конструкцию из какого-то количества модулей (полупроводниковых фотоэлементов), которые генерируют энергию. В зависимости от потребности в количестве энергии «на выходе», чтобы повысить мощность отдачи, солнечные панели объединяют между собой в солнечные электростанции. Сюда входит целый комплект оборудования, который нужен для преобразования солнечной энергии в электрический ток.

Схема работы

Для подключения солнечных панелей вам потребуются следующие комплектующие.

  • Непосредственно
    солнечные батареи
    . Их тип, количество и размер вы выбираете в зависимости от ваших задач, потребностей и бюджета.
  • Аккумуляторные батареи (АКБ). Химический источник тока. Именно здесь будет накапливаться генерируемая солнечными панелями энергия. Поэтому при выборе аккумулятора нужно ориентироваться на его емкость – чем больше емкость, тем больше запас энергии для нужд потребления. Автомобильные аккумуляторы использовать в таких схемах не рекомендуется, т.к. они неспособны выдержать частые перезарядки. Лучше приобретать AGM (срок службы 4–5 лет) или гелиевые аккумуляторы (срок службы 9–11 лет).
  • Контроллер заряда – важное устройство, которое выполняет несколько функций одновременно и позволяет продлить срок службы аккумулятора. Во-первых, он автоматически контролирует заряд АКБ: регулирует подачу энергии от солнечных панелей, чем предохраняет сам аккумулятор от полной разрядки, а при полном заряде отключает АКБ от системы. Во-вторых, контроллер защищает сами солнечные панели: отключает их при полной зарядке и включает на зарядку в момент, когда энергия начинает расходоваться. Контроллер также препятствует перетеканию обратных токов в пасмурную погоду и ночью. А еще помогает выбрать оптимальный режим зарядки, благодаря чему возрастает количество накапливаемой энергии и увеличивается срок службы аккумулятора. Современные контроллеры оборудованы специальной панелью с дисплеем, где видно напряжение батарей. А «продвинутые» контроллеры поддерживают эффективную зарядку при помощи специальных алгоритмов и программ.
  • Инвертор. С помощью этого прибора постоянное напряжение от аккумулятора преобразуется в переменное 220 В, которое используется конечным потребителем. Инверторы могут иметь разные технические характеристики – мощность, качество получаемого напряжения. Поэтому при подключении солнечных батарей в доме нужно обратить внимание и выбрать инвертор подходящей мощности – в зависимости от электроприборов, которые будет обслуживать гелиоустановка. Инверторы также могут выполнять функцию дополнительной защиты электросети.
  • Крепежные элементы и провода для коммуникации и соединения комплектующих солнечной установки. Могут также понадобиться предохранители (реле), которые ставятся между всеми элементами системы и защищают ее от короткого замыкания.

Это самая простая схема сборки и установки солнечных батарей для дома, с минимумом компонентов. За счет того, что в ней практически нет движущихся деталей (если не считать возможной замены АКБ), такая система может простоять десятки лет.

Подключить солнечные батареи по данной схеме в квартире или доме можно даже самостоятельно, и они будут обслуживать бытовые приборы (холодильник, телевизор, систему освещения, погружной насос). А вот если нужно обеспечить работу техники, которая требует больших затрат энергии, например, электрокотла , то понадобится более мощное и дорогостоящее оборудование и, скорее всего, консультация специалистов.

Как правильно установить солнечную батарею

Начать надо с того, что выбрать место для установки и подключения солнечной батареи. Во-первых, определитесь с площадью – батареи могут быть громоздки и нужно, чтобы хватило места. Во-вторых, важна степень освещенности места установки, чем больше, тем лучше – в таком случае гелиосистема будет максимально эффективна. Хорошим выбором может быть крыша, стены, фасад частного дома, прилегающая к нему территория, балкон многоквартирного дома.

При установке солнечных батарей нужно соблюдать правильный угол наклона относительно горизонта и ориентацию солнечной конструкции – светопоглощающая лицевая (или фасадная) поверхность панелей должна быть направлена на юг. Максимум отдачи солнечная панель дает, когда лучи света падают под углом 90º. Поэтому продумайте в зависимости от вашего региона и климатических условий такое   расположение солнечных панелей, чтобы угол падения света был оптимальным максимальное время в течение светового дня. Возможно, для более эффективной работы солнечной батареи угол наклона придется периодически менять, в зависимости от сезона или погоды. Если вы ставите солнечную батарею на крыше дома, предпочтительно, чтобы угол наклона был около 45º. При меньших углах солнечные батареи устанавливают на дополнительные спецконструкции, которые помогают обеспечить нужный угол наклона, жесткость системы и ее устойчивость.

Для установки и монтажа солнечной батареи  используют специальный крепеж, в том числе рейлинги, к которым крепится сама панель. Солнечная батарея при установке должна быть зафиксирована, как минимум, в четырех точках при помощи прижимных фиксаторов или болтов по наружной длинной стороне алюминиевой рамы. Предпочтительно использовать специальные отверстия/посадочные места для крепления, предусмотренные в конструкции.

Если солнечные батареи подключены между собой цепочкой, следите, чтобы они располагались в одной плоскости и под одним углом – так их работа будет эффективнее. Если вы устанавливаете солнечные батареи на прилегающем к дому участке, выбирайте открытое и максимально незатененное место, без деревьев, кустов или каких-то сооружений, которые могут отбрасывать тень. Также не забудьте про циркуляцию воздуха между поверхностью установки и грунтом –  нужно приподнять панели минимум на полметра от земли.

При правильной установке производительность солнечных батарей будет одинаковой  как зимой, так и летом, но только при ясной и солнечной погоде (зимой иногда даже эффективней из-за отсутствия перегрева). Конструкция солнечных батарей продумана так, чтобы все оборудование могло работать в разных климатических условиях и выдерживать температуру от +80ºС до –35ºС.

Подключение солнечной батареи – основные этапы Установленные на крыше солнечные панели

Конструкция гелиопанели достаточно сложная, поэтому при установке и сборке надо строго придерживаться инструкции, технических требований производителей к приборам, схемы электромонтажа всех составляющих гелиосистемы. Нельзя превышать технические требования других устройств по максимальному напряжению и допустимому току.

При соединении элементов надо обязательно следить за соблюдением полярности. Желательно проверить (измерить) напряжение холостого хода всего массива гелиопанелей – если оно отличается от паспортной величины, значит, в схеме что-то соединено неправильно.

Подключать систему лучше всего при помощи одножильных медных проводов с сечением в зависимости от длины провода и тока, но не меньше 0,4 см2, с изоляционной оплеткой, которая устойчива к УФ-лучам. Если используются провода без такой оплетки, то при их установке снаружи здания (на улице) для прокладки проводов потребуется гофрорукав. При подключении солнечных панелей применяют только специальные коннекторы (стандарт MC4). Соединяют провода и коннекторы с помощью специального обжимного инструмента или пайки.

Подключение солнечной батареи обычно происходит пошагово и в определенной последовательности. Рассмотрим эти этапы.

Пошаговая инструкция
  1. С помощью кабеля соединяют аккумулятор и контроллер. Контроллер регулирует заряд/разряд аккумулятора и является как бы посредником между аккумулятором и солнечными панелями. С другой стороны к аккумулятору присоединяется инвертор, преобразующий ток. Такой вариант соединения считается оптимальным, хотя есть и другие возможности подключения. При необходимости можно установить несколько аккумуляторов, соединив их между собой последовательно. Устанавливают их чаще всего на металлическом стеллаже с полимерным покрытием.
  2. Таким же образом соединяют контроллер с солнечными панелями. Кроме основной функции – следить за напряжением аккумулятора – контроллер при необходимости отключает те или иные элементы. Например, ночью, когда величина напряжения АКБ становится ниже 12В или днем, когда показатель напряжения на клеммах АКБ достигает 14В, что говорит о перезарядке батарей – устройство прерывает зарядку. На контроллере должен быть значок гелиопанели, чтобы не перепутать разъемы. Если нужно подключить и установить не одну, а несколько батарей, то каждую последующую солнечную панель ставят параллельно предыдущей.
  3. Соединение аккумулятора и инвертора. Инвертор включают в гелиосистему, когда оборудование и приборы в доме, которые нужно питать электроэнергией, работают от 220В – прибор преобразует постоянное электрическое напряжение АКБ в переменное (220В). В исключительных случаях, для системы 12В, инвертор не нужен.
  4. Разводка для подачи энергии потребителю. На этом этапе полученная солнечная энергия, трансформированная в электрическую, поставляется непосредственно к месту использования – потребителю (бытовым, осветительным приборам и пр.).

При соединении всех комплектующих этой цепи, нужно четко следовать инструкции к каждому прибору, которая обычно прилагается.

Во избежание несоответствия параметров оборудования и каких-либо несостыковок, приобретать приборы лучше не по отдельности, а всю систему в комплекте. Особенно это пригодится тем, кто хочет установить и подключить солнечные батареи самостоятельно, но делает это впервые. Приборы и оборудование, которые укомплектованы, совместимы по мощности, емкости и другим параметрам, а значит, будут работать слаженно и эффективно. Так вы наилучшим образом обеспечите свой объект чистой и качественной энергией в необходимом вам количестве. 

Видео: установка и подключение солнечных панелей

Схема подключения солнечных батарей загородного дома. Жми!

Солнечная батарея является альтернативным источником питания, чаще всего их используют, когда нет возможности подключиться к обычной электроэнергии. Важно не только приобрести или собрать фотоэлемент, но и правильно подключить его к дому для подачи питания.

Схема солнечной батареи

В зависимости от производителя и формы установки, устройство может содержать следующие компоненты:

  • солнечные панели;
  • контроллер для заряда;
  • аккумулятор;
  • несколько инверторов;
  • провода для соединения.

На что обратить внимание при установке

Расчет для подключения солнечных батарей (Нажмите для увеличения)Солнечные батареи не сильно привередливы, а потому их можно установить практически в любом месте вашей крыши, балкона или же прямо на участке загородного дома. Главное в подключении, это соблюдение двух правил, без которых потребление электроэнергии будет практически невозможным:

  • угол наклона от горизонта;
  • ориентация расположения.

Так, поверхность должна стоять лицом на юг, так как чем больше лучей попадет на батарею под 90 градусов, тем лучше будет работать устройства. Нельзя назвать точные координаты и принцип размещения ведь все это зависит от вашей местности, климата, продолжительности времени года и является абсолютно уникальным. Если вы житель Московского региона, то ваш угол наклона будет составлять 15-20 градусов летом, и от 60 до 70 градусов зимой. Для того, чтобы батареи приносили максимальный эффект, необходимо менять их расположение каждое лето и зиму.

Имейте ввиду: солнечные установки не должны контактировать с холодными температурами, а потому если вы хотите установить их прямо на участке, поднимите фотоэлементы на 50 сантиметров от уровня земли, это убережет их от снега и переохлаждения.

Крепление устройства

Схема подключения солнечных панелей (Нажмите для увеличения)Солнечные батареи необходимо качественно закрепить в четырех точках, причем делать это необходимо на длинной стороне, во избежание повреждений.

Вы сможете сами выбрать наиболее удобный способ для крепления фотоэлементов:

  • фиксаторами;
  • болтами через отверстия внизу рамки.

Не стоит делать новые дырки для того, чтобы прикрепить панель, обычно, рамы уже предусматривают все варианты. Если же вы каким-либо образом повредите панель или же просверлите в ней дополнительные дыры, ваша гарантия больше не будет действовать.

Подключение батареи

Схема подключения солнечных батарей (Нажмите для увеличения)Структура солнечной батареи достаточно сложная, а потому при сборке необходимо последовательно производить подключение всех компонентов, соответственно схеме:

  1. Возьмите кабель из меди и подключите аккумулятор к контроллеру с помощью кабеля (в нем есть специальный значок батареи), плюсом к плюсу, и соответственно минусом к минусу.
  2. Подключите фотоэлемент к контролеру таким же образом. Чтобы не перепутать, на контролере вы увидите знак солнечной батареи. Если вы хотите подключить не одну батарею, а несколько, то каждую последующую необходимо устанавливать параллельно предыдущей.
  3. После этого приступайте к подключению инвертора к аккумулятору, по принципу – плюсом к плюсу, минусом к минусу.

Обратите внимание: если последовательность подключения будет прервана, контроллер может сломаться.

Как подключить солнечную панель, смотрите в следующем видео:

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как правильно подключать солнечные панели разной мощности (PV модули) - Бесперебойное Питание - Каталог статей - ВЕГА

Подключение солнечных панелей разной мощности - как это сделать правильно? - Кстати, внизу вас ждет подарок!
Очень часто при расширении системы с солнечными батареями возникает вопрос: как подключить солнечные панели разной мощности и разного напряжения - последовательно или параллельно?
Рассмотрим решение этой задачи на конкретном примере.
Допустим, у вас уже есть система с контроллером заряда VICTRON MPPT 75/15,

к которому подключена единственная солнечная панель мощностью 100 Вт (рабочее напряжение 20В и максимальный ток 5А). И вы приобрели еще одну панель с выходной мощностью 130 Вт (рабочее напряжение 24В и выходной ток 5,4А).
Необходимо помнить, что последовательно соединять панели можно до тех пор, пока суммарное напряжение холостого хода панелей не достигнет максимального допустимого входного напряжения контроллера (для данного примера - это 75В, на что указывает первая цифра в названии контроллера). При этом надо ОБЯЗАТЕЛЬНО учитывать, что напряжение ХХ выбирается для самых низких температур вашего региона. Эта информация всегда представлена в справочной документации на солнечную панель. Напоминаем, что повреждение MPPT-контроллера высоким напряжением не является гарантийным случаем. Будьте внимательны при подборе оборудования.

Видео обзор небольшого и недорогого инвертора для дома.
Газовый котел, освещение и телевизор работает всегда! Гарантия на оборудование 5 лет.
Бесплатная установка и доставка. Заполните анкету и мы вам перезвоним.

Забегая вперед, скажем , что возможны оба способа подключения панелей. Но для каждого из них существуют свои достоинства и недостатки. Рассмотрим иллюстрацию, поясняющую наш пример.

На рисунке представлены оба варианта подключения панелей.
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. В этом случае эти значения составляют, соответственно, 44В и 5А, и при этом получается выходная мощность порядка 220 Вт.
При параллельном подключении расчет ведется по-другому. Здесь уже суммируются токи 2-х панелей, а максимальное выходное напряжение будет ограничено панелью с меньшим напряжением на выходе. В нашем случае это будет солнечная батарея с выходным напряжением 20В, а суммарный ток массива составит 10,4А. Таким образом, максимальная мощность системы получится равной 208 Вт, т.е. немного меньше, чем в случае с последовательным подключением солнечных батарей. Но у такого варианта подключения панелей есть и свое достоинство - если при параллельным соединении суммарный выходной ток панелей превысит максимальный входной ток MPPT контроллера, это не приведет к выходу из строя последнего. Контроллер просто ограничит зарядный ток до своего максимального допустимого уровня. В контроллере из нашего примера он равен 15А (на это указывает вторая цифра в названии).
Теперь, мы надеемся, вы сможете правильно оценить варианты наращивания вашей системы.

И еще одно необходимое напоминание, относящееся к правилам безопасности: НИКОГДА НЕ ПРОВОДИТЕ НИКАКИХ ПОДКЛЮЧЕНИЙ К РАБОТАЮЩЕЙ СИСТЕМЕ!!! Обязательно отсоедините АКБ и сами панели от контроллера и, если необходимо, от нагрузки перед подключением дополнительных панелей. Помните, что при последовательном соединении солнечных батарей в системе появляется опасное для жизни высокое напряжение!!!

Как подключить солнечную батарею

Подключение солнечных панелей. Схема подключения солнечных батарей.

Солнечные батареи могут обеспечить электроэнергией в условиях, когда нет возможности подключения с сети электропитания.

В этой статье мы рассмотрим, как правильно подключить солнечную панель для питания бытовых электроприборов.

Как подключить солнечную батарею.

Самая простая схема подключения солнечной батареи состоит из элементов:

  • Солнечной панели.
  • Контроллера заряда аккумулятора.
  • Аккумулятора.
  • Инвертора.
  • Соединительных проводов.

Солнечные батареи.

При покупке солнечной панели следует знать, что солнечные панели бывают двух видов:

  • Поликристаллические.
  • Монокристаллические.

В чём же их отличие? Панели отличаются между собой по технологии производства так называемых солнечных элементов, из которых, и состоит солнечная панель.

У поликристаллической панели активная поверхность синего цвета, а у монокристаллической панели черного, с характерными углами.

Какая панель лучше?

Поликристалл однозначно лучше, так как он работает эффективнее при пасмурной погоде и слабом солнечном свете. Монокристаллические панели имеют меньшую площадь при одинаковых мощностях с поликристаллической панелью, поэтому в пасмурную погоду монокристаллические панели работают менее эффективно.

Наиболее чаще применяются 12 вольтовые панели, которые удобней адаптировать с 12 вольтовыми аккумуляторами. Обычно под значением 12V панель подразумевается 17V — 18V, это нужно для того чтобы когда панель в пасмурную погоду производит меньшее энергии она смогла компенсировать падение напряжения.

Солнечные панели при изготовлении уже имеют подключённые диоды Шоттки, которые защищают солнечные элементы от выхода из строя в момент, когда панель перестаёт генерировать электроэнергию и становится сама потребителем электроэнергии от аккумулятора. Именно диод препятствует обратному протеканию электрического тока.

Контроллер заряда.

Контроллер заряда аккумулятора управляет процессом заряда и препятствует чрезмерному заряду и разряду аккумуляторной батареи.

Принцип работы контролера следующий. Когда панель генерирует электрический ток, аккумулятор заряжается. Когда напряжение на клеммах 12 V аккумулятора достигнет предельного значения 14 V, контроллер отключает зарядку.

Когда солнечная батарея не работает в ночное время, система работает от аккумулятора. Когда напряжение на клеммах аккумулятора достигнет нижней границы 11V, контроллер отключит его от системы, тем самым предотвратит его полный разряд. К контроллеру можно подключить потребителей постоянного тока 12V через соответствующие клеммы (обозначены рисунком лампочкой), например светодиоды для освещения помещения.

Аккумуляторная батарея.

 

В системе аккумуляторная батарея выполняет функцию аккумулятора электроэнергии, который подзаряжает солнечная панель. Для подключения в систему можно использовать любые свинцово-кислотные аккумуляторы, а также гелевые. В жилом помещении лучше использовать аккумуляторы закрытого типа. Обычно используются 12V автомобильные аккумуляторы.

Инвертор.

Инвертор — он же преобразователь напряжения, подключается к аккумулятору и получает на входе постоянное напряжение, обычно 12V, на выходе из инвертора мы уже получаем переменное напряжение синус 50гц, 220V, к которому можно подключать бытовые приборы, работающие от сети переменного тока 220V.

Кабель.

При монтаже стационарных солнечных панелей производители рекомендуют использовать специальный кабель, для подключения солнечных батарей, который имеет повышенную защиту изоляции от ультрафиолетовых лучей. Можно использовать обычный медный кабель с дополнительной защитой из гофры. Это касается только кабеля который идёт от панели к контроллеру, на всех остальных участках используется обычный медный кабель.

Схема подключения солнечных батарей.

Все комплектующие нужно подключать в строгой последовательности.

Сначала нужно с помощью медного кабеля подключить аккумулятор к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контроллере есть нарисованный значок аккумулятора.

Затем подключаем солнечную батарею к контроллеру плюс – плюс, минус – минус. На контролере также нарисован значок солнечной батареи возле соответствующих контактов для подключения. Если нужно установить несколько панелей, то их подключают параллельно.

Следующий шаг – подключение инвертора к аккумулятору плюс – плюс, минус – минус.

При несоблюдении полярности при подключении контроллер может выйти из строя.

Схема работы солнечной батареи.

Солнечные панели монтируются на открытых не затенённых участках с направлением на юг, под углом 45° к горизонту. Можно установить панель на автоматическое поворотное устройство, которое постепенно поворачивается по направлению к солнцу в течение дня.

Солнечная батарея под воздействием солнечных лучей, вырабатывает напряжение, которое поступает на контроллер. В свою очередь контроллер даёт зарядку на аккумулятор, который подключён к инвертору.

На инвертор поступает постоянный ток, например 12V, на выходе инвертора мы получаем переменный ток 220V, на выход инвертора подключаются потребители электроэнергии – ноутбук, телевизор и пр.

Даже небольшая солнечная электростанция может обеспечить работу таких бытовых приборов как ноутбук, телевизор, зарядные устройства для телефонов, осветительных ламп, и прочих бытовых приборов с низкой мощностью.

Подключение солнечных панелей, схемы соединения с инвертором и контроллером

Монтаж солнечной электростанции может стоять до половины стоимости самого оборудования. Но, сделать это вполне можно и самостоятельно. Для этого не нужно иметь никакого специального оборудования, достаточно понимать схему соединения. Их несколько, выбирать нужно в зависимости от параметров тока и напряжения, которые необходимо получить. В этой статье мы разберем все варианты.

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.

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.

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 https://vremya-stroiki.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej-kak-pravilno-vybrat/.

Полезное видео про инверторы

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.

Калькулятор солнечных батарей

и электрические схемы для дома на колесах и кемперов

Сколько солнечных панелей нужно для переоборудования жилого автофургона или автофургона?

Заполните калькулятор ниже, чтобы узнать, сколько солнечных панелей вам нужно для вашей системы солнечных батарей DIY.

Этот калькулятор предназначен для переоборудования автофургонов, домов на колесах и небольших автономных солнечных систем. Посмотрите видео ниже, если вы не знаете, как заполнить калькулятор. Перейдите на нашу главную страницу, посвященную электричеству, чтобы получить дополнительные объяснения по каждому компоненту солнечной панели.

Если вас пугает самодельная солнечная энергия, мы рекомендуем обратить внимание на генераторы на солнечной энергии, которые представляют собой устройства plug and play, которые практически не требуют проводки.

Калькулятор ватт (амперы x вольт = ватты)

Перечислите свои устройства

Введите количество Вт, которое использует каждое устройство, и предполагаемое максимальное количество часов использования в день - часов. Щелкните , чтобы добавить новую строку. Щелкните , чтобы удалить строку.Выберите, работает ли ваше устройство постоянным током или будет использовать инвертор переменного тока.

Расчетное количество ватт-часов
Это максимальная мощность, которую вы ожидаете использовать в любой день. При использовании обогревателей и вентиляторов полезно выполнить расчет для зимнего месяца и летнего месяца (включая солнечные часы, указанные ниже) и использовать большее из двух.

Размер батареи 12В

Тип батареи
Выберите, будете ли вы использовать свинцово-кислотную (AGM) или литиевую батарею.Аккумуляторы AGM быстро изнашиваются, если вы используете более 50% их заряда, поэтому для компенсации им требуется аккумулятор большего размера.

AGM или FLA

Литий

Глубина разряда (DOD): 50%

Размер солнечной панели

Рекомендуемая минимальная мощность солнечной энергии
Это наименьшее рекомендуемое количество солнечной энергии, основанное на дневном потреблении энергии и размере батареи. Ознакомьтесь с FAQ для получения информации о зарядке во время вождения и обновлении панелей.Контроллеры заряда PWM намного дешевле, но менее эффективны, чем технология MPPT, поэтому для зарядки батарей им требуется больше минимальных солнечных ватт.

Тип контроллера заряда:

PWM

MPPT

Приблизительные часы вс:

Размер контроллера заряда

Размер контроллера заряда
Это основано на мощности вашей солнечной панели. Это контроллер заряда наименьшего размера, который вы захотите использовать. Уменьшение размера приведет к отказу от питания ваших панелей.Не забудьте проверить требования к вашему конкретному контроллеру заряда, чтобы убедиться, что он будет работать с вашими панелями, прежде чем покупать его.

Размер преобразователя

Рекомендуемый размер инвертора
Это основано на размере вашей батареи и является рекомендацией максимальной скорости разрядки ваших устройств. Если он значительно ниже, чем вам нужно, подумайте о том, чтобы компенсировать это за приобретение более крупного блока батарей. Дополнительную информацию о работе с инвертором большего размера см. В FAQ.

Ваша солнечная система

Щелкните, чтобы развернуть электрическую схему солнечной панели, максимально приближенную к размеру вашей системы


Дополнительная информация по выбору комплектующих

Учебные пособия по зарядке аккумулятора

Посетите нашу главную страницу Электроэнергетика , чтобы увидеть все электрические стойки для автофургонов.Есть дополнительная литература по всем частям системы, дополнительные советы по установке и советы по всем вопросам, связанным с электричеством!

Электроэнергетика Главная страница

Схемы подключения солнечных панелей 12 В для жилых автофургонов, кемперов, фургонов и домов на колесах

Хотите узнать, как подключить солнечные панели к батареям для жилых автофургонов?

Вы попали в нужное место.

Этот пост является частью нашей серии самодельных солнечных систем для кемперов.

Если вы попали на эту страницу и хотите узнать больше о настройках солнечной системы, прежде чем приступить к самостоятельной установке, сначала просмотрите другие наши сообщения.

Если вы не можете найти ответ, который ищете, просто напишите нам, и мы свяжемся с вами.

Цель этого поста - поделиться с вами схемами подключения солнечных батарей, сделанными своими руками, предоставить краткий глоссарий по каждому компоненту солнечной системы и немного объяснить теорию, лежащую в основе наших схем.

Расчет энергопотребления вашего автофургона

Прежде чем вы решите, какой размер солнечной системы установить в вашем автофургоне, мы настоятельно рекомендуем сначала рассчитать ваши потребности, а затем сопоставить их с солнечными батареями.

Вы можете проверить наш полный набор электрических калькуляторов для переоборудования жилых автофургонов и домов на колесах, чтобы определить размер всей вашей солнечной установки.

Мощность солнечной панели зависит от ряда переменных, включая время года, погоду, ваше местоположение и тип устанавливаемого вами контроллера заряда.

Чтобы дать вам наглядное представление о том, что вы можете ожидать от систем разного размера, посмотрите это изображение ниже.

Хотя это, конечно, только ориентировочно, это действительно иллюстрирует, что для того, чтобы иметь возможность полностью жить за счет солнечной энергии в фургоне, вам необходимо как минимум 400 Вт солнечных панелей.

Но каждая мелочь помогает дольше оставаться вне сети.

Если у вас есть только место или бюджет на 100 Вт, даже небольшая установка может иметь огромное значение.

Нужна помощь и совет по настройке электрооборудования?

Присоединяйтесь к нашей группе поддержки Facebook

Компоненты солнечной системы Camper | Краткий глоссарий

Солнечные панели

Солнечные панели собирают солнечный свет, превращая его в электричество. Существуют разные типы солнечных панелей, но мы рекомендуем использовать монокристаллические, так как они наиболее эффективны.

Контроллеры заряда солнечных батарей

Контроллеры заряда солнечных батарей регулируют ток от панелей до безопасного уровня, чтобы можно было заряжать батареи. Существует 2 типа солнечных контроллеров заряда: PWM и MPPT.

  • ШИМ-контроллер заряда - недорогой и недорогой вариант. Обратите внимание, что если у вас есть зарядное устройство с ШИМ, солнечные панели должны быть подключены параллельно.
  • Контроллер заряда MPPT имеет более сложную электронику, поэтому стоит намного больше, чем ШИМ. Однако он намного эффективнее заряжает аккумуляторы.

Как и в случае с другими аспектами установки солнечных батарей для кемперов, не существует универсального решения, которое лучше всего подходит для всех.

Ознакомьтесь с нашим полным руководством о том, как выбрать правильный контроллер заряда солнечной батареи для вашей установки.

Если вам нужно знать, какой размер получить, воспользуйтесь нашим интерактивным калькулятором контроллера солнечного заряда.

Батареи

Батареи накапливают вырабатываемую энергию.

Батарейный блок RV состоит как минимум из одной 12-вольтовой батареи (или 2-х 6-вольтовых батарей).

Аккумуляторы глубокого разряда измеряются в ампер-часах или Ач. Чем больше ампер-часов, тем больше энергии сохраняется.

Батареи разных типов работают по-разному, поэтому 100 Ач одного типа аккумулятора не равны 100 Ач другого типа.

Существует 4 типа аккумуляторов глубокого разряда: литиевые, гелевые, AGM-аккумуляторы и свинцово-кислотные или FLA-аккумуляторы.

Воспользуйтесь нашими калькуляторами размера батареи, чтобы выбрать размер и тип батареи, соответствующие вашим потребностям:

Подробнее о них вы можете прочитать в нашем посте о батареях для кемперов и понять, почему мы рекомендуем выбирать гелевые или литий-ионные.

Кронштейны для крепления солнечных панелей

Монтажные кронштейны для солнечной панели позволяют установить солнечную панель на ваш фургон без необходимости сверлить отверстия в крыше.

Разъемы MC4

Разъемы

MC4 позволяют удлинить солнечные кабели.

Существуют различные типы разъемов для соединения нескольких панелей.

Кабель солнечной панели

Кабели солнечных панелей (или провода солнечных батарей) рассчитаны на то, чтобы выдерживать ток от панелей, соединяя их с контроллером заряда.

Увеличивая использование кабелей большего диаметра, вы можете минимизировать потери напряжения между солнечной панелью и контроллером заряда.

Выбор правильных размеров разводки жилого автофургона имеет решающее значение для безопасности и эффективной работы солнечной энергосистемы.

Сальник панели солнечных батарей

Уплотнение сальника солнечной панели - это атмосферостойкое уплотнение, закрывающее отверстие, необходимое для ввода солнечных кабелей в дом на колесах.

Держатель предохранителя

Держатель предохранителя находится между контроллером заряда солнечной батареи и выключателем батареи, удерживая предохранитель для защиты батареи.

Выключатели аккумуляторной батареи

Изоляторы или выключатели аккумуляторной батареи представляют собой предохранительные механизмы, позволяющие изолировать аккумуляторную батарею.

Выберите выключатель, достаточно большой, чтобы справиться со всей емкостью батарей в ампер-часах, с пространством для маневра для будущего расширения.

Глаза клеммы аккумулятора

Проволочные наконечники или проушины для клемм аккумулятора позволяют подключать кабель солнечной панели к аккумулятору.

Термоусадочная

Электрические соединения с термоусадочной пломбой для закрытия оголенных проводов.

Комплекты солнечных панелей

Комплекты

для солнечных батарей представляют собой предварительно упакованные конфигурации, включающие большинство компонентов, необходимых для установки системы солнечных панелей для дома на колесах.

Каждая из наших схем включает комплект солнечных батарей подходящего размера со списком компонентов, если вы предпочитаете покупать свою систему солнечных батарей таким образом.

Схема подключения панели солнечных батарей

RV

Вот список электрических схем каждой солнечной панели RV, которая у нас есть. Просто щелкните ссылку, чтобы перейти прямо к схеме подключения для размера, наиболее близкого к выбранной вами системе.

Каждая электрическая схема включает:

  • подробная электрическая схема для данного размера - как последовательная, так и параллельная,
  • то, что вы можете разумно ожидать от системы такого размера,
  • советы по масштабированию в будущем,
  • полный список покупок деталей, необходимых для Самостоятельная установка и
  • , если таковые имеются, предварительно настроенные комплекты солнечных батарей.

Автоматическое создание электрической схемы Campervan

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

Солнечная установка мощностью 100 Вт - идеальный размер для начинающих или для небольших кемпингов с небольшим потреблением энергии или местом на крыше.

А с компонентами подходящего размера будет экономически выгодно масштабироваться в будущем, когда позволит ваш бюджет.

Продолжить чтение

Солнечная установка мощностью 200 Вт дает немного больше роскоши в небольших автофургонах.

При осторожном использовании 200 Вт солнечной энергии достаточно для постоянного проживания в фургоне в ясных погодных условиях, что идеально подходит для гоняющих за солнцем фургонов.

Продолжить чтение

При мощности 300 Вт солнечная система способна удовлетворить потребности в энергии пары или даже небольшой семьи в доме на колесах среднего размера.

При тщательном использовании и мониторинге это довольно близко к круглогодичному проживанию без необходимости в других источниках энергии, таких как вождение автомобиля или подключение к электросети.

Продолжить чтение

При осторожном использовании и мониторинге солнечной панели мощностью 400 Вт, установленной в автофургоне, должно хватить для 100% -ного отключения от сети.

Это нулевая цель!

Продолжить чтение

В автофургоне среднего размера это роскошь, и он будет поддерживать жизнь вне сети круглый год - если у вас есть место на крыше для панелей и место для хранения аккумуляторов.

Продолжить чтение

Колоссальных 800 Вт солнечной энергии должно хватить даже для самого большого из домов на колесах и кемперов.

Это наше представление о рае!

Продолжить чтение

Автоматическое создание электрической схемы Campervan

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

Как установить

солнечную панель 12 В Система

Когда вы нажимаете ссылки на различных продавцов на этом сайте и делаете покупку, это может привести к тому, что этот сайт получит комиссию. Как партнер Amazon, мы зарабатываем на соответствующих покупках. Для получения дополнительной информации посетите нашу страницу раскрытия информации .

Чтобы получить полное пошаговое руководство, ознакомьтесь с нашим подробным руководством по установке солнечных батарей на автофургонах, автофургонах и автодомах.

В руководстве подробно описано все, что вам нужно для установки системы солнечных панелей для кемперов.

Мы написали его для любого размера системы, необходимых инструментов и компонентов.

Некоторые инструменты могут быть довольно дорогими.Если вы не рассчитываете получить от них много пользы в будущем, постарайтесь по возможности одолжить их.

Единственное, в чем мы рекомендуем вам инвестировать, - это мультиметр. Держите его в своем наборе инструментов, пока живете в своем фургоне.

Ознакомьтесь с нашим полным руководством по использованию цифрового мультиметра в вашем кемпере.

Не зря он в нашем списке предметов первой необходимости в фургоне!

Как подключить солнечные панели последовательно и параллельно

Как домовладелец, который только изучает возможности использования солнечной энергии, легко запутаться в технических терминах, о которых вы можете прочитать или услышать.Возможно, вы встречали разные способы подключения солнечных панелей. И ваша первая мысль может быть такой: действительно ли это важно? В конце концов, вы просто хотите, чтобы панели производили электричество!

На самом деле имеет значение, как подключены ваши солнечные панели. Это влияет на производительность вашей системы, а также на инвертор, который вы сможете использовать. Вы хотите, чтобы ваши панели были подключены таким образом, чтобы обеспечить максимальную экономию и более высокую окупаемость инвестиций.

Вот ответы на несколько распространенных вопросов, которые домовладельцы задают о разводке солнечных панелей, которые могут помочь вам лучше понять, должны ли ваши панели подключаться последовательно или параллельно.

Что означает последовательное подключение солнечных панелей?

Как и батарея, солнечные панели имеют две клеммы: одну положительную и одну отрицательную.

Когда вы подключаете положительную клемму одной панели к отрицательной клемме другой панели, вы создаете последовательное соединение. Когда вы соединяете две или более солнечных панелей таким образом, они превращаются в схему фотоэлектрического источника.

Панели солнечных батарей подключаются последовательно, когда вы подключаете положительную клемму одной панели к отрицательной клемме другой.

Когда солнечные панели подключаются последовательно, напряжение панелей складывается, но сила тока остается прежней. Итак, если вы соедините две солнечные панели с номинальным напряжением 40 вольт и номинальной силой тока 5 ампер последовательно, последовательное напряжение будет 80 вольт, а сила тока останется на уровне 5 ампер.

Последовательное соединение панелей увеличивает напряжение массива. Это важно, потому что солнечная энергетическая система должна работать при определенном напряжении, чтобы инвертор работал должным образом.

Итак, вы подключаете свои солнечные панели последовательно, чтобы соответствовать требованиям рабочего диапазона напряжения вашего инвертора.

Что означает параллельная проводка солнечных панелей?

Когда солнечные панели подключаются параллельно, положительный вывод одной панели подключается к положительному выводу другой панели, а отрицательные выводы двух панелей соединяются вместе.

Положительные провода подключаются к положительному разъему в коробке сумматора, а отрицательные провода подключаются к отрицательному разъему.Когда несколько панелей подключены параллельно, это называется выходной схемой PV.

В случае параллельных солнечных панелей положительный вывод одной панели подключается к положительному выводу другой панели, а отрицательные выводы двух панелей соединяются вместе.

При параллельном подключении солнечных панелей сила тока увеличивается, но напряжение остается прежним. Итак, если вы подключили те же панели параллельно ранее, напряжение системы останется на уровне 40 вольт, но сила тока увеличится до 10 ампер.

Параллельная проводка позволяет иметь больше солнечных панелей, вырабатывающих энергию, не превышая пределы рабочего напряжения вашего инвертора. Инверторы также имеют ограничения по силе тока, которые можно удовлетворить, подключив солнечные панели параллельно.

Как солнечные панели, подключенные последовательно, по сравнению с солнечными панелями, подключенными параллельно?

Контроллер заряда является определяющим фактором при подключении солнечных панелей. Контроллеры заряда с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) предназначены для последовательного подключения солнечных панелей, а контроллеры заряда с широтно-импульсной модуляцией (PWM) используются для параллельного подключения солнечных панелей.

Чтобы понять, как работает последовательное соединение по сравнению с тем, как работает параллельное соединение, давайте на мгновение задумаемся о том, как раньше работали рождественские огни.

Если лампочка перегорит, выйдет из патрона или сломается, вся струна не загорится. Это произошло потому, что огни были подключены последовательно. Вам нужно будет найти неисправную лампочку и заменить ее или переустановить, чтобы цепочка огней снова заработала.

Сегодня большинство рождественских огней имеют форму параллельной проводки, которая позволяет гирляндам гореть, даже если в гирлянде есть один нарушитель спокойствия.

Цепи, соединенные последовательно, работают одинаково для солнечных панелей.

Если возникает проблема с подключением одной панели в серию, выходит из строя вся схема. Между тем, одна неисправная панель или ослабленный провод в параллельной цепи не повлияют на производство остальных солнечных панелей.

На практике, как сегодня подключаются солнечные панели, зависит от типа используемого инвертора.

Узнайте, сколько солнечных панелей можно сэкономить ежегодно

Электромонтаж солнечных батарей при использовании струнного инвертора

Струнные инверторы

имеют диапазон номинального напряжения, который им необходим для работы от солнечных панелей.Он также имеет номинальный ток, необходимый инвертору для правильной работы.

В инверторах

есть устройства отслеживания точки максимальной мощности (MMPT), которые могут изменять ток и напряжение для получения максимально возможной мощности.

В большинстве кристаллических солнечных панелей напряжение холостого хода составляет около 40 вольт. У большинства струнных инверторов диапазон рабочего напряжения составляет от 300 до 500 вольт. Это означает, что при проектировании системы вы можете иметь от 8 до 12 панелей в серии.

Любое превышение этого значения превысит максимальное напряжение, которое может выдержать инвертор.

Дело в том, что большинство систем солнечных панелей больше 12 панелей. Итак, чтобы иметь больше панелей в системе, вы можете подключить еще одну серию панелей и соединить эти серии параллельно. Это позволяет вам иметь необходимое количество панелей для удовлетворения потребностей вашего дома в энергии, не выходя за пределы возможностей вашего инвертора.

Какая схема подключения работает лучше - последовательная или параллельная?

Теоретически параллельная проводка является лучшим вариантом для многих электрических приложений, поскольку она обеспечивает непрерывную работу панелей, даже если одна из панелей неисправна.Но это не всегда лучший выбор для всех приложений. Вам также может потребоваться соблюдение определенных требований к напряжению для работы вашего инвертора.

Чтобы ваша солнечная батарея работала наилучшим образом, необходимо достичь критического баланса напряжения и силы тока. Итак, в большинстве случаев установщик солнечных батарей спроектирует вашу солнечную батарею с гибридным последовательным и параллельным подключением.

Можете ли вы добавить больше солнечных батарей к вашей существующей системе?

При установке солнечной системы в жилых помещениях всегда лучше всего использовать полную установку с самого начала.Использование солнечного калькулятора помогает оценить стоимость вашей солнечной системы и потребности в энергии, чтобы точно определить, сколько панелей вы должны иметь в своей системе.

Однако, если вы были ограничены в своем бюджете или недооценили свои будущие потребности в электроэнергии при установке фотоэлектрических панелей, вы могли бы рассмотреть возможность добавления дополнительных панелей в существующую систему.

Если вы думаете о расширении своей солнечной фотоэлектрической системы в будущем, вы должны проектировать свою систему с учетом этого. Чтобы в будущем можно было разместить больше панелей, вам нужен инвертор увеличенного размера.

Меняет ли использование микроинверторов или оптимизаторов способ подключения солнечных панелей?

Использование микроинверторов или оптимизаторов в конструкции вашей солнечной системы может помочь избежать ограничений размера инвертора, которые имеют струнные инверторы. Если каждая панель подключена к собственному микроинвертору, ваша система может быть расширена по одной панели за раз.

Это может быть сделано с существующими инверторами цепочки, которые исчерпаны, при условии, что дополнительные панели подключены к стороне переменного тока инвертора цепочки.

Как подключить солнечные панели к сети?

Еще одно соображение между последовательным и параллельным подключением - это количество проводов, которые используются для подключения солнечной системы к электросети. Последовательная проводная схема будет использовать один провод для подключения. Между тем, параллельная проводная система будет иметь несколько проводов для подключения к сети.

Серия

против параллельной - почему бы не использовать и то, и другое?

Главное помнить, что последовательное подключение увеличивает напряжение, а параллельное подключение увеличивает силу тока.При проектировании системы необходимо учитывать как напряжение, так и силу тока, особенно когда речь идет о поиске инвертора, который лучше всего подойдет вам.

В большинстве случаев установщик солнечной энергии выбирает проектирование системы как с последовательным, так и с параллельным подключением. Это позволяет системе работать при более высоком напряжении и силе тока, не перегружая инвертор, поэтому ваши солнечные панели могут работать наилучшим образом.

Сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей?

Ключевые выносы

  • Способ подключения солнечных панелей определяет, как работает система и с каким инвертором она может быть сопряжена.
  • Когда солнечные панели подключаются последовательно, положительный вывод одного солнечного модуля подключается к отрицательному выводу другого, что увеличивает напряжение солнечной системы.
  • Панели солнечных батарей подключаются последовательно для увеличения напряжения в соответствии с минимальными рабочими требованиями инвертора.
  • Если солнечные модули подключены параллельно, положительный вывод одного модуля подключается к положительному выводу другого модуля, что увеличивает силу тока в системе.
  • Параллельное подключение солнечных панелей позволяет установить больше солнечных панелей, не превышая предельное напряжение инвертора.

DIY схемы подключения солнечных батарей для кемперов, фургонов и жилых автофургонов - EXPLORIST.life

Это сообщение в блоге представляет собой указатель ВСЕХ схем подключения солнечных батарей для кемперов, фургонов и домов на колесах, которые вы можете найти здесь, на EXPLORIST.жизнь. Ниже есть несколько вариантов на выбор. Существуют системы разных размеров, и этот список постоянно меняется и расширяется в соответствии с вашими потребностями. На всех диаграммах ниже представлены:

  • Хранение банка литиевых батарей
  • Возможность питания устройств от берегового источника питания
  • Возможность зарядки аккумуляторного блока от берегового источника питания
  • Возможность заряжать аккумуляторный блок с помощью солнечных панелей
  • Возможность заряжать аккумуляторный блок с помощью автомобильного генератора переменного тока
  • Возможность работы с приборами 12 В и 120 В
  • Приложения для кемперов DIY, OEM-автофургонов 30A и OEM-домов 50A

Как лучше всего использовать эту страницу - (Видео)

Это видео покажет вам, как лучше всего использовать эту страницу.Хотя эта страница представляет собой всего лишь указатель всех схем подключения, всегда полезно иметь некоторую ориентацию страницы, поскольку вы ищете правильную схему для своих нужд:

Эта схема и список запчастей идеально подходят для электромонтажных работ в автофургонах, школьных классах или транспортных средствах для экспедиции. Эта система наиболее подходит для систем, в которых не установлена ​​уже существующая домашняя электрическая система.

Особенности данной схемы:

  • Инверторное зарядное устройство мощностью 3000 Вт
  • Емкость аккумулятора 400+ ампер-часов
  • Мощность солнечной батареи 400–1200 Вт
  • Зарядка от генератора
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Эта схема и список запчастей идеально подходят для электромонтажных работ в автофургонах, школьных классах или транспортных средствах для экспедиции.Эта система наиболее подходит для систем, в которых не установлена ​​уже существующая домашняя электрическая система.

Особенности данной схемы:

  • Инверторное зарядное устройство 2000 Вт
  • Емкость аккумулятора 200+ ампер-часов
  • Мощность солнечной батареи 200–700 Вт
  • Зарядка от генератора
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Эта схема и список деталей идеально подходят для переоборудования солнечной батареи и модернизированного инвертора в заводской дом на колесах OEM с береговым питанием 30 А.Эта система наиболее подходит для систем, в которых не установлена ​​уже существующая домашняя электрическая система.

Особенности данной схемы:

  • Инверторное зарядное устройство мощностью 3000 Вт
  • Емкость аккумулятора 400+ ампер-часов
  • Мощность солнечной батареи 400–1200 Вт (опция)
  • Зарядка от генератора (опция)
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Эта схема и список деталей идеально подходят для переоборудования солнечной батареи и модернизированного инвертора в заводской дом на колесах OEM с береговым питанием 50 А.Эта система наиболее подходит для систем, в которых установлена ​​уже существующая домашняя электрическая система.

Особенности данной схемы:

  • Инверторное зарядное устройство мощностью 3000 Вт
  • Емкость аккумулятора 400+ ампер-часов
  • Мощность солнечной батареи 400–1200 Вт (опция)
  • Зарядка от генератора (опция)
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Эта диаграмма предназначена для пользователей, которым требуется повышенная мощность через разделенную фазу 120/240 В при мощности до 3000 Вт на каждую ногу.На этой схеме также показано, как подключить несколько солнечных батарей через несколько контроллеров заряда к распределителю Lynx. На этой диаграмме также показан полный мониторинг системы с помощью линейки устройств Victron GX.

Особенности данной схемы:

  • Двойные инверторные зарядные устройства мощностью 3000 Вт для разделенной фазы 120/240 В
  • Емкость аккумулятора 600+ ампер-часов (аккумуляторная батарея 12 В)
  • До 5800 Вт солнечной энергии (с возможностью расширения до 2900 Вт на контроллер заряда)
  • Зарядка от генератора до 100 А (опция)
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Эта схема и список деталей идеально подходят для наземных электрических установок в автофургонах, школах или экспедиционных автомобилях.Эта система наиболее подходит для систем, в которых не установлена ​​уже существующая домашняя электрическая система. На этой схеме показаны высокопроизводительные провода, предохранители и держатели предохранителей, но выбраны более экономичные компоненты, такие как Renogy, Aims, Kisae или аналогичные

.

Особенности данной схемы:

  • Инверторное зарядное устройство 2000 Вт
  • Емкость аккумулятора 200+ ампер-часов
  • Мощность солнечной батареи 200 Вт-520 Вт
  • Зарядка от генератора
  • Зарядка / сквозная зарядка от берега
Продолжить чтение

Фото: www.exploorist.life

Эта электрическая схема представляет собой полное руководство для всех ответвлений на 12 В, таких как лайки, вентиляторы, розетки на 12 В, розетки USB, холодильники на 12 В и другие подобные устройства, обычно используемые в кемпингах DIY.

Продолжить чтение

Фото: www.explorist.life

На этой электрической схеме показана типичная 6-контурная схема разветвления на 120 В, которая обычно используется в кемпингах «сделай сам» для розеток на 120 В, водонагревателей, кондиционеров и других устройств с высокой мощностью.

Продолжить чтение

Не знаете, какой размер вам нужен? Начните с аудита мощности здесь: https://www.explorist.life/what-size-of-solar-system-is-needed-to-power-a-camper/

Если вы ищете старые электрические схемы, вы можете найти их здесь:
https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams-archive/

Нужна индивидуальная помощь? Присоединяйтесь к моей частной группе сегодня: https://www.community.explorist.life

Основы электромонтажа солнечных панелей

: введение в натягивание солнечных панелей

Содержание

Ключевые электрические термины для понимания проводки солнечных панелей
Основные концепции проводки солнечных панелей (также известные как натягивание)
Информация, необходимая для определения того, как натягивать солнечные панели
Основные правила натягивания солнечных панелей
Изучение других возможностей
Основные выводы

Узнайте больше об основах солнечной энергии, подписавшись на наш блог.

Проводка солнечных панелей (также известная как натягивание) и способы соединения солнечных панелей вместе - фундаментальная тема для любого установщика солнечных батарей. Важно понимать, как различные конфигурации струн влияют на напряжение, ток и мощность солнечной батареи, чтобы вы могли выбрать подходящий инвертор для массива и убедиться, что система будет работать эффективно.

Ставки высоки. Если напряжение вашего массива превышает максимальное значение инвертора, производство будет ограничено тем, что инвертор может выводить (и срок службы инвертора может сократиться).Если напряжение массива слишком низкое для выбранного вами инвертора, система также будет недостаточно производительной, потому что инвертор не будет работать, пока не будет достигнуто его «пусковое напряжение». Это также может произойти, если вы не учтете, как тень повлияет на напряжение системы в течение дня.

К счастью, современное программное обеспечение для солнечной энергетики может справиться с этой сложностью за вас. Например, Aurora автоматически сообщит вам, является ли длина вашей струны приемлемой, и даже может натянуть систему за вас.Однако, как профессионалу в солнечной энергетике, по-прежнему важно понимать правила, которыми руководствуются при выборе размера струны.

В этой статье мы рассмотрим основные принципы натяжения в системах с инвертором струн и как определить, сколько солнечных панелей должно быть в струне. Мы также рассматриваем различные варианты натяжения, такие как последовательное соединение солнечных панелей и параллельное соединение солнечных панелей.

Основные электрические термины, которые необходимо понять при подключении солнечных панелей

Чтобы понять правила подключения солнечных панелей, необходимо понимать несколько ключевых электрических терминов - в частности, напряжение, ток и мощность - и то, как они соотносятся друг с другом.

Чтобы понять эти концепции, можно провести аналогию с электричеством, как с водой в резервуаре. Чтобы расширить аналогию, более высокий уровень воды подобен более высокому напряжению - существует большая вероятность того, что что-то произойдет (ток или поток воды), как показано ниже.

Что такое напряжение?

Напряжение, сокращенно В и измеряемое в вольтах, определяется как разница электрического заряда между двумя точками в цепи. Именно эта разница в заряде заставляет электричество течь.Напряжение - это мера потенциальной энергии или потенциальное количество энергии, которое может быть высвобождено.

В солнечной батарее на напряжение влияет ряд факторов:

  • Во-первых, количество солнечного света (освещенность) на массиве. Как вы можете предположить, чем больше освещенность панелей, тем выше будет напряжение.
  • Второй - это температура. По мере повышения температуры уменьшается количество энергии, производимой панелью (более подробное обсуждение этого вопроса см. В нашем обсуждении температурных коэффициентов).В холодный солнечный день напряжение солнечной батареи может быть намного выше обычного, в то время как в очень жаркий день напряжение может значительно снизиться.

Что такое электрический ток?

Электрический ток (обозначенный в уравнениях буквой «I») определяется как скорость, с которой протекает заряд.

В нашем примере выше, вода, текущая по трубе из бака, сравнима с током в электрической цепи. Электрический ток измеряется в амперах (сокращенно от ампера).

Что такое электроэнергия?

Мощность (P) - это скорость передачи энергии. Это эквивалентно напряжению, умноженному на ток (V * I = P), и измеряется в ваттах (Вт). В солнечных фотоэлектрических системах важная функция инвертора - помимо преобразования мощности постоянного тока от солнечной батареи в мощность переменного тока для использования в доме и в сети - заключается в максимальном увеличении выходной мощности массива путем изменения тока и напряжения. .

Для более подробного технического объяснения того, как ток, напряжение и мощность взаимодействуют в контексте солнечной фотоэлектрической системы, ознакомьтесь с нашей статьей о отслеживании точки максимальной мощности (MPPT).

В нем мы обсуждаем кривые вольт-амперные характеристики (ВАХ) (диаграммы, которые показывают, как выходной ток панели изменяется в зависимости от выходного напряжения панели) и кривые зависимости мощности от напряжения (которые показывают, как выходная мощность панели изменяется в зависимости от выходного напряжения панели). Эти кривые дают представление о комбинациях напряжения и тока, при которых выходная мощность максимальна.

Основные концепции проводки солнечных панелей (также известные как натягивание)

Чтобы иметь функциональную солнечную фотоэлектрическую систему, вам необходимо соединить панели вместе, чтобы создать электрическую цепь, по которой будет течь ток.Вам также необходимо подключить панели к инвертору, который будет преобразовывать мощность постоянного тока, производимую панелями, в мощность переменного тока, которую можно использовать в вашем доме и отправлять в сеть. В солнечной индустрии это обычно называют «натяжкой», и каждая серия соединенных вместе панелей называется цепочкой.

В этой статье мы сосредоточимся на струнных инверторах (в отличие от микроинверторов). У каждого струнного инвертора есть диапазон напряжений, в которых он может работать.

Серия

vs.Параллельная нить

Есть несколько способов подойти к разводке солнечных панелей. Одно из ключевых различий, которое необходимо понять, - это соединение солнечных панелей последовательно, а не параллельное. Эти разные конфигурации струн по-разному влияют на электрический ток и напряжение в цепи.

Как последовательно соединить солнечные панели

Последовательное соединение солнечных панелей включает в себя подключение каждой панели к следующей в линию (как показано на схеме выше).

Как и у обычной батареи, с которой вы, возможно, знакомы, солнечные панели имеют положительные и отрицательные клеммы.

При последовательном соединении провод от положительной клеммы одной солнечной панели подключается к отрицательной клемме следующей панели и так далее.

При последовательном соединении панелей каждая панель дополнительно добавляет к общему напряжению (В) цепи, но ток (I) в цепи остается прежним. Таким образом, при рассмотрении выходной мощности - которая, опять же, составляет I * V - сложение напряжений означает, что мощность может быстро увеличиваться в идеальных условиях.

Одним из недостатков последовательного соединения является то, что затемненная панель может уменьшить ток через всю цепочку. Поскольку ток остается неизменным по всей цепочке, ток снижается до уровня панели с наименьшим током.

Как подключить солнечные панели параллельно

Параллельное соединение солнечных панелей (показано на схеме выше) немного сложнее.

Вместо того, чтобы подключать положительную клемму одной панели к отрицательной клемме следующей, при соединении параллельно положительные клеммы всех панелей в цепочке подключаются к одному проводу, а отрицательные клеммы все подключаются к другому проводу.

При параллельном соединении панелей каждая дополнительная панель увеличивает ток (силу тока) в цепи, однако напряжение в цепи остается прежним и эквивалентно напряжению каждой панели. Другими словами, напряжение не является аддитивным, и, возвращаясь к нашему уравнению мощности (P = I * V), наш множитель напряжения не увеличивается с каждой панелью.

Из-за этого преимущество параллельной нанизывания состоит в том, что если одна панель сильно затенена, остальные панели могут работать нормально, и ток всей нити не будет уменьшен.

Информация, необходимая для определения способа крепления солнечных панелей

Существует несколько важных сведений о вашем инверторе и солнечных панелях, которые вам понадобятся, прежде чем вы сможете определить, как натянуть вашу солнечную батарею.

Информация об инверторе

Вам необходимо знать следующие характеристики инвертора ( их можно найти в спецификации производителя продукта):

  • Максимальное входное напряжение постоянного тока (Vinput, макс.): Максимальное напряжение, которое может получить инвертор
  • Минимальное или «пусковое» напряжение (Vinput, мин): уровень напряжения, необходимый инвертору для работы
  • Максимальный входной ток: сколько энергии может выдержать инвертор до выхода из строя
  • Сколько у него трекеров максимальной мощности (MPPT)?

Что такое MPPT?

Как отмечалось выше, функция инверторов заключается в максимальном увеличении выходной мощности при изменении условий окружающей среды на панелях.Они делают это с помощью трекеров максимальной мощности (MPPT), которые определяют ток и напряжение, при которых мощность максимальна.

Однако для данного MPPT условия на панелях должны быть относительно постоянными, иначе эффективность будет снижена (например, различия в уровнях оттенка или ориентации панелей).

Также важно отметить, что если инвертор имеет несколько MPPT, то к отдельному MPPT можно подключить несколько панелей с разными условиями.

Информация о солнечных батареях

В дополнение к указанной выше информации о выбранном инверторе вам также потребуются следующие данные на выбранных вами панелях:

  • Напряжение холостого хода (Voc): максимальное напряжение, которое панель может выдавать в состоянии холостого хода
  • Ток короткого замыкания (Isc): ток, протекающий через элемент, когда напряжение равно нулю (хотя мы не будем углубляться в расчеты тока в этой статье)

Важно понимать, что эти значения основаны на производительности модуля в так называемых стандартных условиях тестирования (STC).

STC включает мощность излучения 1000 Вт на квадратный метр и температуру 25 градусов Цельсия (~ 77 градусов по Фаренгейту). Эти особые лабораторные условия обеспечивают последовательность в тестировании, но реальные условия, в которых работает фотоэлектрическая система, могут сильно отличаться.

В результате фактические ток и напряжение панелей могут значительно отличаться от этих значений.

Вам нужно будет скорректировать свои расчеты на основе ожидаемых минимальных и максимальных температур в местах установки панелей, чтобы убедиться, что длина вашей струны соответствует условиям, в которых будет работать фотоэлектрическая система, как мы обсудим ниже.

Основные правила крепления солнечных панелей

1. Убедитесь, что минимальное и максимальное напряжение находятся в пределах диапазона инвертора.

Не позволяйте цепям, которые вы подключаете к инвертору, превышать максимальное входное напряжение инвертора или максимальный ток, или , чтобы упасть ниже минимального / пускового напряжения.

Убедитесь, что максимальное напряжение соответствует требованиям норм в области, где вы проектируете.

В США Национальный электротехнический кодекс ограничивает максимально допустимое напряжение на уровне 600 В для большинства жилых систем.В Европе разрешены более высокие напряжения.

Pro Совет: не используйте только значения STC для определения диапазона напряжения

Мы знаем, что напряжение аддитивно в последовательных цепочках, а ток аддитивен в параллельных цепочках. Таким образом, вы можете интуитивно предположить, что вы можете определить напряжение предлагаемой нами конструкции фотоэлектрической системы и находится ли оно в рекомендуемом диапазоне для инвертора, умножив напряжение панелей на число в последовательной строке.Вы также можете предположить, что можете определить ток системы, добавив ток каждой параллельной строки (который будет равен току панелей, умноженному на число в параллельной строке).

Однако, как мы обсуждали выше, поскольку значения STC отражают производительность модулей в очень специфических условиях, фактическое напряжение панелей в реальных условиях может сильно отличаться.

Таким образом, упрощенные расчеты, сделанные на основе значений STC, дают вам только начальную приблизительную оценку; вы должны учитывать, как напряжение в системе будет изменяться в зависимости от температуры, которую она может испытывать в районе, где она установлена.При более низких температурах напряжение системы может быть намного выше; при более высоких температурах он может быть намного ниже.

Чтобы гарантировать, что напряжение цепи с регулируемой температурой находится в пределах окна входного напряжения инвертора , потребуется более сложная формула, подобная приведенной ниже :

Если эти уравнения выглядят немного бессмысленно, не волнуйтесь, программа для проектирования солнечных батарей Aurora автоматически выполняет эти расчеты и предупреждает вас во время проектирования, если длина вашей строки слишком велика или слишком коротка с учетом ожидаемых температур на объекте.(Дополнительную информацию о натяжке в Aurora см. В этой статье справочного центра.)

Aurora также выполняет ряд других проверок, чтобы гарантировать, что система будет работать должным образом и не нарушать нормы или спецификации оборудования - это может предотвратить дорогостоящие проблемы с производительностью. (Подробный обзор этих проверок см. На этой странице в нашем справочном центре.)

Пример неэффективных фотоэлектрических систем

Реальный пример того, почему так важно точно учитывать, как условия окружающей среды повлияют на напряжение вашей фотоэлектрической системы, можно найти в нашем анализе неэффективной системы в Кафедральном городе, Калифорния.В этом случае неспособность проектировщика солнечных батарей учесть наличие тени приводила к тому, что система часто падала ниже пускового напряжения инвертора и, следовательно, вырабатывала значительно меньше энергии, чем прогнозировалось.

2. Убедитесь, что строки имеют одинаковые условия - или подключите строки с разными условиями к разным портам MPPT

После того, как вы определили, что длина ваших цепочек является приемлемой для спецификаций инвертора, еще одним ключевым соображением является то, что строки имеют одинаковые условия (например.грамм. одинаковый азимут / ориентация, одинаковый наклон, одинаковая освещенность), если они подключены к одному инвертору MPPT .

Несоответствие условий на струнах снизит эффективность и выходную мощность вашей солнечной конструкции. Для обсуждения того, почему несоответствие в затенении, ориентации или азимуте приводит к потере выходной мощности, см. Четвертую статью из нашей серии о потерях в фотоэлектрической системе: наклон и ориентация, модификатор угла падения, условия окружающей среды и потери и ограничения инвертора.

Если вы проектируете площадку, где необходимо иметь панели на разных сторонах крыши, или некоторые области массива будут иметь больший оттенок, чем другие, вы можете убедиться, что панели с разными условиями разделены на свои собственные строки, а затем подключите эти цепочки к разным MPPT инвертора (при условии, что выбранный вами инвертор имеет более одного MPPT).

Это позволит инвертору гарантировать, что каждая струна работает в точке, где она производит максимальную мощность.

3. Дополнительные рекомендации по оптимизации вашего дизайна

Приведенные выше правила гарантируют, что ваша конфигурация струн будет соответствовать спецификациям вашего инвертора и что несоответствие условий на панелях отрицательно скажется на выработке энергии системой.

Однако существуют дополнительные факторы, которые проектировщик солнечной энергии может учитывать, чтобы прийти к оптимальному проекту (то есть, дизайн, который максимизирует производство энергии при минимизации затрат).Эти факторы включают ограничение инвертора, использование силовой электроники на уровне модуля (MLPE) - устройств, которые включают в себя микроинверторы и оптимизаторы постоянного тока, а также эффективность конструкции, обеспечиваемую программными инструментами.

Инверторный зажим

Иногда имеет смысл увеличить размер солнечной батареи, которую вы подключаете к инвертору, что приведет к теоретическому максимальному напряжению, немного превышающему максимальное значение инвертора. Это может позволить вашей системе производить больше энергии (поскольку имеется больше панелей), когда оно ниже максимального напряжения, в обмен на уменьшенное («ограниченное») производство в то время, когда напряжение постоянного тока массива превышает максимум инвертора.

Если прирост производства превышает потери производства из-за ограничения инвертора, то вы можете производить больше энергии, не платя за дополнительный инвертор или инвертор с более высоким номинальным напряжением.

Конечно, это решение должно быть принято с осторожностью и четким пониманием того, какой объем производства будет обрезан по сравнению с тем, сколько дополнительного производства будет получено в другое время.

На диаграмме потерь системы Aurora указывает, сколько энергии будет потеряно из-за ограничения, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, имеет ли это смысл.Подробное объяснение инверторного ограничения и когда имеет смысл использовать систему с инверторным ограничением, см. Статью в нашем блоге на эту тему.

Микроинверторы Инверторы серии

- не единственный вариант инвертора. Микроинверторы, которые представляют собой инверторы, прикрепленные к каждой отдельной панели (или паре), позволяют каждой панели работать с максимальной мощностью независимо от условий на других панелях. При таком расположении не нужно беспокоиться о том, чтобы панели на одной и той же струне имели одинаковые условия.Микроинверторы также могут упростить добавление дополнительных панелей в будущем.

Изучите несколько различных вариантов, чтобы найти лучший

Как видите, есть много соображений, когда дело доходит до натяжения панелей и поиска инвертора и конфигурации натяжения, которые лучше всего подходят для клиента.

Возможно, вы не придете к оптимальному дизайну с первого раза, поэтому будет полезно оценить несколько различных вариантов. Однако для того, чтобы это было эффективно, вам понадобится процесс, в котором вы сможете быстро оценить несколько проектов.Вот где солнечное программное обеспечение, такое как Aurora, может быть особенно ценным.

Пусть Solar Software сделает все за вас

Наконец, новых технологических разработок, таких как Аврора с функцией автоматического натяжения , действительно могут сделать натяжку за вас! Он учтет обсуждаемые здесь соображения и предоставит вам идеальную конфигурацию струн.


Ключевые выводы:

  • Вы можете подключить солнечные панели последовательно или параллельно - что лучше, зависит от конкретной ситуации.В общем, когда есть потенциальные проблемы с затенением, лучшим вариантом будет параллелизм.
  • Не забудьте важную информацию, которая вам понадобится:
    • Максимальное входное напряжение постоянного тока
    • Пусковое напряжение
    • Максимальный входной ток
    • Количество МППЦ
    • Напряжение холостого хода
    • Ток короткого замыкания
  • Мы не рекомендуем использовать базовые STC для расчета идеального диапазона инверторов, так как это может привести к снижению производительности систем.
  • Убедитесь, что строки с одинаковыми условиями подключены к одним и тем же портам MPPT (или поддерживают одинаковые условия для всех строк).
  • Рассмотрите возможность ограничения инвертора и микроинверторы в качестве альтернативных вариантов.

Понимание принципов разводки солнечных панелей позволит вам обеспечить оптимальные конструкции для ваших потребителей солнечных батарей. Чтобы узнать больше о том, как работает солнечная энергия, как определить размер солнечной системы, как уменьшить потери затенения и многое другое, ознакомьтесь с PV Education 101: A Guide for Solar Installation Professionals.

Запланируйте демонстрацию, чтобы увидеть, как программное обеспечение может помочь вам в проектировании ваших солнечных систем.

Введение в то, как натянуть солнечные панели

Проводка солнечных панелей (также известная как натягивание) и как связать солнечные панели вместе, является фундаментальной темой для любого установщика солнечных батарей.Вам необходимо понять, как различные конфигурации струн влияют на напряжение, ток и мощность солнечной батареи. Это позволяет выбрать подходящий инвертор для массива и убедиться, что система будет работать эффективно.

Ставки высоки. Если напряжение вашего массива превышает максимальное значение инвертора, производство будет ограничено тем, что инвертор может выводить (и в зависимости от степени, срок службы инвертора может сократиться). Если напряжение массива слишком низкое для выбранного вами инвертора, система также будет недостаточно производительной, потому что инвертор не будет работать, пока не будет достигнуто его «пусковое напряжение».Это также может произойти, если вы не учтете, как тень повлияет на напряжение системы в течение дня.

К счастью, современное программное обеспечение для солнечной энергетики может справиться с этой сложностью за вас. Например, Aurora автоматически сообщит вам, является ли длина вашей строки приемлемой, или даже система за вас. Однако, как профессионалу в солнечной энергетике, по-прежнему важно понимать правила, которыми руководствуются при выборе размера струны.

В этой статье мы рассмотрим основные принципы натяжения в системах с инвертором струн и то, как определить, сколько солнечных панелей должно быть в струне.Мы также рассматриваем различные варианты натяжения, такие как последовательное соединение солнечных панелей и параллельное соединение солнечных панелей.

Электропроводка панели солнечных батарей

- сложная тема, и мы не будем вдаваться во все подробности в этой статье, но независимо от того, новичок ли вы в отрасли и только изучаете принципы проектирования солнечных батарей, или ищете что-то новое, мы надеемся, что это Primer дает полезный обзор некоторых ключевых концепций.

Ищете конкретную тему? Не стесняйтесь пропустить:
Ключевые электрические термины, которые необходимо понять (напряжение, ток и мощность)
Основные концепции проводки солнечных панелей: серии
vs.Параллельное крепление
Необходимая информация о панелях и инверторах
3 Основные правила крепления солнечных панелей (полную версию см. В блоге Aurora Solar)

Основные электрические термины, которые необходимо понять при подключении солнечных панелей

Чтобы понять правила подключения солнечных панелей, необходимо понимать несколько ключевых электрических терминов - в частности, напряжение, ток и мощность - и то, как они соотносятся друг с другом.

Чтобы понять эти концепции, можно провести аналогию с электричеством, как с водой в резервуаре.Чтобы расширить аналогию, более высокий уровень воды подобен более высокому напряжению - существует большая вероятность того, что что-то произойдет (ток или поток воды), как показано ниже.

Что такое напряжение?

Напряжение , сокращенно V и измеренное в вольтах, определяется как разница в электрическом заряде между двумя точками в цепи. Именно эта разница в заряде заставляет электричество течь. Напряжение - это мера потенциальной энергии или потенциальное количество энергии, которое может быть высвобождено.

В солнечной батарее на напряжение влияет ряд факторов. Во-первых, количество солнечного света (освещенность) на массиве. Как вы можете предположить, чем больше освещенность панелей, тем выше будет напряжение.

Температура также влияет на напряжение. По мере повышения температуры уменьшается количество энергии, производимой панелью (более подробное обсуждение этого вопроса см. В нашем обсуждении температурных коэффициентов). В холодный солнечный день напряжение солнечной батареи может быть намного выше обычного, в то время как в очень жаркий день напряжение может значительно снизиться.

Что сейчас?

Электрический Ток (представленный в уравнениях как «I») определяется как скорость, с которой протекает заряд. В приведенном выше примере вода, текущая по трубе из бака, сравнима с током в электрической цепи. Электрический ток измеряется в амперах (сокращенно от ампера).

Что такое электроэнергия?

Мощность (P) - это скорость передачи энергии. Это эквивалентно напряжению, умноженному на ток (V * I = P), и измеряется в ваттах (Вт).В солнечных фотоэлектрических системах важная функция инвертора - помимо преобразования мощности постоянного тока от солнечной батареи в мощность переменного тока для использования в доме и в сети - заключается в максимальном увеличении выходной мощности массива путем изменения тока и напряжения. .

Для более технического объяснения того, как ток, напряжение и мощность взаимодействуют в контексте солнечной фотоэлектрической системы, ознакомьтесь со статьей Aurora Solar о отслеживании точки максимальной мощности (MPPT). В нем мы обсуждаем кривые ток-напряжение (IV) (диаграммы, которые показывают, как выходной ток панели изменяется в зависимости от выходного напряжения панели), а также кривые зависимости мощности от напряжения (которые показывают, как выходная мощность панели зависит от выходного напряжения панели).Эти кривые дают представление о комбинациях напряжения и тока, при которых выходная мощность максимальна.

Основные концепции проводки солнечных панелей (также известные как натягивание)

Чтобы иметь функциональную солнечную фотоэлектрическую систему, вам необходимо соединить панели вместе, чтобы создать электрическую цепь, по которой будет течь ток, а также вам необходимо подключить панели к инвертору, который будет преобразовывать мощность постоянного тока, производимую панелями, в переменный ток. мощность, которую можно использовать в вашем доме и отправить в сеть. В солнечной индустрии.Обычно это называют «натяжкой», и каждая серия соединенных вместе панелей называется цепочкой.

В этой статье мы сосредоточимся на струнных инверторах (в отличие от микроинверторов). У каждого струнного инвертора есть диапазон напряжений, в которых он может работать.

Серия

в сравнении с параллельной нитью

Есть несколько способов подойти к разводке солнечных панелей. Одно из ключевых различий, которое необходимо понять, - это соединение солнечных панелей последовательно, а не параллельное.Эти разные конфигурации струн по-разному влияют на электрический ток и напряжение в цепи.

Последовательное подключение солнечных панелей

Последовательное соединение солнечных панелей включает в себя подключение каждой панели к следующей в линию (как показано в левой части схемы выше).

Как и у обычной батареи, с которой вы, возможно, знакомы, солнечные панели имеют положительные и отрицательные клеммы. При последовательном соединении провод от положительной клеммы одной солнечной панели подключается к отрицательной клемме следующей панели и так далее.

При последовательном соединении панелей каждая дополнительная панель добавляет к общему напряжению (В) цепи, но ток (I) в цепи остается прежним.

Одним из недостатков последовательного соединения является то, что затемненная панель может уменьшить ток через всю цепочку. Поскольку ток остается неизменным по всей цепочке, ток снижается до уровня панели с наименьшим током.

Параллельное подключение солнечных панелей

Параллельное соединение солнечных панелей (показано в правой части диаграммы выше) немного сложнее.Вместо того, чтобы подключать положительный вывод одной панели к отрицательному выводу другой, при параллельном соединении положительные выводы всех панелей в ряду подключаются к одному проводу, а все отрицательные выводы подключаются к другому проводу.

При таком расположении каждая дополнительная панель увеличивает ток (силу тока) в цепи, однако напряжение в цепи остается тем же (эквивалентным напряжению каждой панели). Из-за этого преимущество параллельной нанизывания состоит в том, что если одна панель сильно затенена, остальные панели могут работать нормально, и ток по всей нити не будет уменьшен.

Информация, необходимая для определения способа крепления солнечных панелей

Есть несколько важных частей информации о вашем инверторе и ваших солнечных панелях, которые вам понадобятся, прежде чем вы сможете определить, как натянуть вашу солнечную батарею.

Информация об инверторе

Вам необходимо знать следующие характеристики инвертора, которые можно найти в техническом описании производителя продукта:

  • Максимальное входное напряжение постоянного тока (вход В, макс. ) - максимальное напряжение, которое может получить инвертор
  • Минимальное или «пусковое» напряжение (вход В, мин. ) - уровень напряжения, необходимый инвертору для работы
  • Максимальный входной ток
  • Сколько у него трекеров максимальной мощности (MPPT)?
    • Как отмечалось выше, функция инверторов заключается в максимальном увеличении выходной мощности при изменении условий окружающей среды на панелях.Они делают это с помощью трекеров максимальной мощности (MPPT), которые определяют ток и напряжение, при которых мощность максимальна. Однако для данного MPPT условия на панелях должны быть относительно постоянными, иначе эффективность будет снижена (например, различия в уровнях оттенка или ориентации панелей). Однако, если инвертор имеет несколько MPPT, то к отдельному MPPT можно подключить несколько панелей с разными условиями.
Информация о солнечных панелях

В дополнение к указанной выше информации о выбранном инверторе вам также потребуются следующие данные на выбранных вами панелях:

Важно понимать, что эти значения основаны на производительности модуля в так называемых стандартных условиях тестирования (STC) .STC включает мощность излучения 1000 Вт на квадратный метр и температуру 25 градусов Цельсия (~ 77 градусов по Фаренгейту). Эти особые лабораторные условия обеспечивают единообразие тестирования, но реальные условия, в которых работает фотоэлектрическая система, могут сильно отличаться.

В результате фактические ток и напряжение панелей могут значительно отличаться от этих значений. Вам нужно будет скорректировать свои расчеты на основе ожидаемых минимальных и максимальных температур в местах установки панелей, чтобы убедиться, что длина вашей строки соответствует условиям, в которых будет работать фотоэлектрическая система, как мы обсудим ниже.

Чтобы увидеть основные правила крепления солнечных панелей, прочитайте полную статью в блоге Aurora Solar.

Фотоэлектрические солнечные панели - Подключение фотоэлектрической системы

Первый вопрос, который нужно задать себе: способны ли вы выполнять эту работу или вам следует обратиться к электрику? Однако это должно быть в пределах возможностей большинства домашних мастеров. В зависимости от того, где вы живете, могут быть правила, регулирующие проводку солнечных панелей.

Вопрос номер два - нужно ли подключать панели последовательно или параллельно?
Если ваши панели на 24 вольта, а ваш контроллер и батареи на 24 вольта, то вам нужно будет подключить панели параллельно - вы должны соединить все положительные соединения вместе и по отдельности соединить все отрицательные стороны вместе.

Вы можете соединять пары панелей последовательно (иногда их называют цепочкой), соединив положительный вывод одной панели с отрицательным выводом другой, чтобы увеличить напряжение.
Влияние частичного затенения на общую эффективность следует учитывать при рассмотрении последовательной проводки.

Поскольку вы не знаете, как ваша система может развиваться в будущем, было бы неплохо покупать панели в четном количестве, чтобы было удобно соединять пары последовательно, если вы хотите изменить, скажем, с 24 в системе 48 В.

Следующий вопрос, который следует рассмотреть, - это тип используемого провода. Обычно мы думаем о свободном протекании электричества по электрическому кабелю, однако кабели будут иметь сопротивление, которое будет ограничивать этот поток в небольшой, но, возможно, значительной степени.
Это сопротивление будет пропорционально длине кабеля (чем длиннее кабель, тем больше сопротивление), и обратно пропорционально площади поперечного сечения (более толстый кабель имеет меньшее сопротивление).


Ниже приведена таблица, в которой указаны приблизительные значения сопротивления на метр длины для медных проводов разного диаметра.(Сопротивление измеряется в Ом)

Кабельный Крест
Площадь сечения
мм 2
Приблизительный
эквивалент
Американский калибр
Прибл. Сопротивление
на метр длины
Ом
1.5 16 0,012
2,5 14 0,007
6 10 0,003

Итак, как мы используем эту информацию?
Предположим, кабели, которые мы подключаем к нашим солнечным панелям, будут иметь 1.5 мм 2 и будут иметь общую длину 20 м (по 10 м для положительного и отрицательного кабелей).
Общее сопротивление нашего кабеля будет 20 х 0,012 = 0,24 Ом

Предположим, что наши солнечные панели будут выдавать ток 20 ампер, тогда мы можем использовать закон Ом для расчета «падения напряжения» на этих кабелях.

Закон

Ом можно сформулировать как: V = IxR
Или, падение напряжения = ток в амперах x сопротивление в омах

В нашем случае падение напряжения будет 20 x 0.24 = 4,8 вольт. Это означает, что напряжение на концах кабелей контроллера заряда будет на 4,8 вольт меньше, чем напряжение, создаваемое панелями, если течет ток 20 ампер.
Это падение напряжения не зависит от используемого напряжения, оно вызвано током и сопротивлением.

Если наши панели подключены к системе с напряжением 24 В, мы увидим падение напряжения на 20%, что явно неприемлемо. В качестве максимально допустимого падения напряжения можно указать различные цифры, но 2% звучит как хорошая цель.

В нашем примере выше кабель 6 мм 2 все равно вызвал бы падение напряжения на 5%, поэтому было бы целесообразно рассмотреть еще более крупный кабель или отдельные кабели для каждой панели (тогда каждый кабель несет меньший ток, поэтому уменьшите падение напряжения или установите панели ближе к контроллеру заряда и аккумуляторам, чтобы уменьшить длину кабеля.

Если вы все еще находитесь на стадии проектирования своей системы, вы можете рассмотреть возможность использования системы с более высоким напряжением. Панели
, производящие ту же мощность, что и в нашем примере выше (20 ампер x 24 вольт = 480 ватт), но подключенные к 48 вольт, будут производить только половину тока (все еще та же мощность - 480 ватт).
При протекании только половины тока падение напряжения будет вдвое, а еще лучше, при удвоении напряжения процентное падение напряжения снова уменьшится вдвое, то есть тот же кабель приведет к 1/4% падения напряжения, которое вы получил бы с системой на 24 вольта такой же мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *