Параллельное соединение солнечных панелей: Как подключить Солнечные Панели (Схемы соединения)

Как подключить Солнечные Панели (Схемы соединения)

Последовательное соединение, параллельное соединение и последовательно-параллельное соединение солнечных модулей

Возможные варианты подключения солнечных панелей

При монтаже солнечных электростанций неизбежно возникает вопрос – как соединять солнечные панели и чем отличаются варианты подключения. Именно об этом мы и поговорим в этой статье.

Существуют 3 варианта соединения солнечных панелей между собой:

-Последовательное соединение

-Параллельное соединение

-Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей

Для того чтобы разобраться чем они отличаются, обратимся к основным характеристикам солнечных панелей:

• Номинальное напряжение солнечной батареи – как правило 12В или 24В, но существуют и исключения
• Напряжение при пиковой мощности Vmp – напряжение при которой панель выдает максимальную мощность
• Напряжение холостого хода Voc – напряжение в отсутствии нагрузки (важно при выборе контроллера заряда АКБ)
• Напряжение максимальное в системе Vdc – определяет максимальное количество панелей объединенных вместе
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели
• Ток Isc – ток короткого замыкания, максимально возможный ток панели

Мощность солнечной панели определяется как произведение Напряжения и тока в точке максимальной мощности – Vmp* Imp

В зависимости от того какая схема подключения солнечных панелей выбрана, будут определяться характеристики системы солнечных панелей и подбираться соответствующий контроллер заряда.

Теперь предметно рассмотрим каждую схему соединения:

1)   Последовательное соединение солнечных панелей

При таком соединении минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и так далее.

При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Ток системы будет равен току панели с минимальным током. По этой причине не рекомендуется соединять последовательно панели с различным значением ток максимальной мощности, поскольку работать они будут не в полную силу.

Рассмотрим на примере:

Имеем 4 солнечных монокристаллических панели со следующими характеристиками:

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В
• Напряжение при пиковой мощности Vmp: 18.46 В
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В
• Напряжение максимальное в системе Vdc: 1000В
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А
• Ток короткого замыкания Isc:  5.65А

Соединив последовательно 4 таких панели мы получим на выходе номинальное напряжение 12В*4=48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В и Ток в точке максимальной мощности равный 5,42А. Эти три параметра задают нам ограничения при выборе контроллера заряда.

 

2)    Параллельное соединение солнечных панелей

В данном случае панели соединяются при помощи специальных Y – коннекторов. У таких коннекторов имеется два входа и один выход. К входам подключаются клеммы одинакового знака.

При таком соединении напряжение на выходе каждой панели будет равны между собой и равны напряжению на выходе из системы панелей. Ток от всех панелей будет складываться. Такое соединение позволяет, не поднимая напряжения увеличить ток от панелей.

 Рассмотрим на примере все тех же 4х панелей:

Соединив параллельно 4 таких панели мы получим номинальное напряжение на выходе равное 12В, Напряжение холостого хода останется 22,48В, но ток при этом будет равен 5,42А*4=21,68А.

3)    Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей

 

Последний тип соединения объединяет в себе два предыдущих. Применяя данную схему соединения панелей, мы можем регулировать напряжение и ток на выходе из системы нескольких панелей, что позволит подобрать наиболее оптимальный режим работы всей солнечной электростанции.

 

В случае такого подключения соединенные последовательно цепочки панелей объединяют параллельно.

 

Вернемся к нашему примеру с 4мя панелями:

Соединив по 2 панели последовательно и затем объединим их соединив цепочки панелей параллельно мы получим следующее. Номинальное напряжение на выходе  будет равно сумме двух последовательно соединенных панелей 12В*2=24В, напряжение холостого хода будет равно 22,48В*2=44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Такое соединение позволит максимально сэкономить на покупке контроллера заряда, поскольку от него не потребуется выдерживать больших напряжений как в случае последовательного соединения или больших токов как в случае параллельного соединения. Именно поэтому соединяя панели между собой необходимо стремится к балансу между токами и напряжениями.

 

О том как подобрать контроллер заряда можно прочитать тут –

 

А если вы хотите купить солнечную электростанцию ― позвоните по телефону 8-800-100-82-43 (+7-499-709-75-09) или оставьте заявку на сайте и мы  сделаем все необходимые расчеты и подберем оптимальную комплектацию для вас!

Трекеры – системы ориентации солнечных батарей

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

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

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

Несоответствие тока короткого замыкания у элементов, соединенных последовательно

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

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

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

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

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

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

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

Тепло, рассеянное на затененном элементе привело к растрескиванию модуля.

Обводные диоды

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

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

Вольт-амперная характеристика солнечного элемента с обводным диодом.

Предотвращение локального перегрева с помощью обводного диода. Для наглядности тут используется всего 10 элементов, один из которых затенен. Обычно модуль состоит из 36 элементов и несоответствие токов в отсутствие обводного диода приводит к еще более плохим последствиям, но при наличии обводного диода они становятся несущественными.Как бы то ни было, на практике использовать обводной диод для каждого элемента слишком дорого, поэтому их обычно включают сразу для нескольких элементов.

Напряжение на затененном элементе, или любом элементе, вырабатывающим низкий ток, равно напряжению прямого смещения остальных последовательно соединенных элементов плюс напряжение на обводном диоде, который с ними соединен. Это показано на изображении ниже. Напряжение на не затененных солнечных элементах зависит от степени затенения плохих элементов. Например, если элемент полностью затенен, то не затененные элементы будут смещены в прямом направлении их токами короткого замыкания и напряжение будет равно примерно 0.6В. Если плохой элемент затенен лишь частично, то часть тока от хороших элементов может течь через цепь, а оставшийся ток сместит каждый солнечный элемент в прямом направлении, приводя к более низкому напряжению прямого смещения на каждом элементе. Максимальное рассеяние энергии на затененном элементе приблизительно равно энергии, производимой оставшимися элементами в цепи. Максимальное количество элементов, которое можно обезопасить от локального перегрева с помощью одного обводного диода равно 15. Поэтому в обычном модуле из 36 элементов для этого используется 2 обводных диода.

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

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

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

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

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

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

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

Этот эффект показан ниже.

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

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

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

Увеличение мощности солнечной батареи • Ваш Солнечный Дом

Солнечная батарея состоит из нескольких солнечных панелей. Можно ли в одной солнечной батарее использовать разные солнечные панели? можно ли коммутировать разные солнечные модули вместе в последовательные или параллельные цепочки? Можно ли сочетать солнечные модули разных типов или все модули в солнечной батарее должны быть одинаковыми?

Если у вас уже есть солнечные батареи, то вы уже наверняка уменьшили ваши счета за электричество, или вообще не провели электрические сети до своего дома. Наступает момент, когда вы хотите добавить еще мощности в вашу солнечную энергосистему – может быть для того, чтобы экономить еще больше, а может быть у вас появился электромобиль и теперь нужно больше солнечных батарей, чтобы заряжать его бесплатной электроэнергией. А может быть вы просто изначально хотели попробовать, как работают солнечные батареи и есть ли от них польза в России, и теперь, увидев их эффективность, хотите закрепить успех и увеличить мощность солнечных батарей.

Наращивание мощности солнечных батарей на крыше – сначала проект

Теоретически, при выполнении определенных условий, разные панели можно соединять в одну солнечную батарею. Про особенности такого соединения мы уже писали в разделе “Вопросы и ответы – Солнечные батареи“. На практике, мы не рекомендуем так делать.

Есть несколько причин, по которым разные солнечные панелей не нужно смешивать в одной солнечной батарее:

• Выходная мощность солнечных панелей изменяется с течением времени. Если у вас в солнечной батарее есть панели, которые уже проработали несколько лет, то их выходная мощность уже наверняка немного деградировала и они не выдают те параметры, которые заявлены в их спецификациях. Поэтому на практике невозможно подобрать одинаковые панели по информации на их шильдике или спецификациям, даже если по документам основные параметры (токи и напряжения в точке максимальной мощности, напряжения холостого хода и токи короткого замыкания) практически совпадают. Новые панели не будут точно совпадать со старыми, уже частично деградировавшими, панелями;
• Напряжение солнечных панелей складывается при последовательном соединении. Чтобы общее напряжение цепочки не изменилось, к каждой цепочке из “старых” солнечных панелей нужно последовательно добавить одинаковое количество “новых” солнечных панелей. Недостатком такого варианта является то, что разные панели в цепочке будут производить разный ток, и общий ток будет равен току панели с наименьшим током. Поэтому, если вы добавите в цепочку панели, которые могут производить ток больше, чем уже имеющиеся в цепочке модули, то вы потеряете разницу в мощности между новыми и худшим из старых модулей. 
• Ток солнечный панелей складывается при параллельном соединении. Допустим, вы добавляете к существующим цепочкам солнечных панелей еще одну, полностью состоящую из новых солнечных панелей. В то время как каждая из цепочек будет производить максимально возможный ток, разница в напряжениях разных цепочек становится проблемой. Если цепочка с новыми солнечными панелями имеет в точке максимальной мощности напряжение больше, чем цепочка из старых панелей, то 2 параллельных цепочки будут работать при каком-то одном, неоптимальном для обеих цепочек, напряжении. Рабочая точка может сместиться как в сторону большего, так и меньшего напряжения от точки максимальной мощности цепочки. Вы и в этом случае переплатите за мощность солнечных панелей, которую вы никогда не получите. 
• Если вы используете MPPT контроллер, использование различных солнечных панелей будет иметь отрицательные последствия на всю систему. Разные модули не позволяют контроллеру точно определить положение точки максимальной мощности, т.к. она разная для разных цепочек солнечных панелей.

Что делать, когда нужно добавить новые солнечные панели к существующей солнечной батарее?

Разные солнечные панели заряжают одну аккумуляторную батарею через отдельные контроллеры

Ответ на самом деле очень простой. В любой солнечной энергосистеме с аккумуляторами одна из известных констант – это напряжение на аккумуляторной батарее. Лучшим методом скомбинировать старые и новые солнечные панели – это соединить их на стороне аккумуляторной батареи. Единственный способ этого добиться – соединить новые солнечные панели с аккумулятором через отдельный солнечный контроллер.

С отдельным солнечным контроллером цепочка из новых солнечных панелей становиться отдельной частью общей солнечной батареи, на которую старые панели не могут повлиять.  Каждый солнечный контроллер будет обеспечивать работу своей части солнечной батареи (“старой” и “новой”) в оптимальной точке с максимальной мощностью. При таком подходе вы можете комбинировать 2 или больше источников энергии с разными параметрами – главное, чтобы контроллеры все были рассчитаны на одинаковое напряжение на аккумуляторе. Ток заряда при этом будет складываться. 

При этом необходимо следить за тем, чтобы суммарный максимальный ток заряда от нескольких контроллеров не превысил допустимого зарядного тока для аккумуляторной батареи. Поэтому обычно увеличение мощности солнечной батареи производится одновременно с увеличением емкости аккумуляторной батареи. Но в этому случае возникает еще бОльшая проблема – соединять параллельно или последовательно аккумуляторы разной емкости, напряжения и с разным износом нельзя. Тем более нельзя соединять в одну аккумуляторную батарею аккумуляторы разных типов.  См. “Вопросы и ответы” по аккумуляторам. 

Рекомендуем почитать по теме:
Руководство покупателя солнечных батарей
Основы фотоэнергетики

Такой метод подходит, если у вас есть в системе аккумуляторная батарея. А что делать, если у вас сетевой фотоэлектрический инвертор и нет аккумуляторов?

Увеличение мощности солнечных панелей в сетевой фотоэлектрической системе

Принцип для добавления мощности солнечной батареи аналогичен.  Единственное отличие – соединение будет на стороне переменного напряжения основной сети, а не постоянного на аккумуляторной батарее. 

При выполнении определенных условий, можно добавить солнечные панели к существующему сетевому солнечному инвертору. Если он незагружен полностью (а часто люди покупают инверторы “с запасом” с учетом последующего увеличения мощности солнечной батареи), то можно добавить еще одну цепочку солнечных панелей к существующей. Обычно, сетевые солнечные инверторы допускают подключать солнечные батареи мощностью больше, чем номинальная мощность инвертора – типичное превышение 20-25%, некоторые модели (например, инверторы Samil Power) допускают превышение до 43%. Идеальным вариантом будет инвертор с несколькими MPPT трекерами – в этом случае можно сначала установить солнечные панели на 1 трекер, а потом добавить панели на второй трекер. У нас в ассортименте есть модели сетевых фотоэлектрических инверторов с 2 и большее MPPT трекерами (см. наш интернет-магазин) 

Что, если у вашего сетевого инвертора только 1 MPPT трекер? К сожалению, лучшим выходом в этой ситуации будет покупка дополнительного сетевого солнечного инвертора, который нужно будет соединить параллельно старому на стороне переменного тока. В этом случае вы снова получаете систему с 2 или более источниками, которые соединены параллельно на стороне с одинаковым напряжением.

Можно, конечно, просто заменить ваш солнечный сетевой инвертор на другой, более мощный. Старый – продать как б/у знакомым или через доски объявлений или форумы. Многие сейчас интересуются солнечной энергетикой и ищут как с наименьшими затратами приобрести солнечную электростанцию. Покупка б/у солнечных панелей и б/у инвертора – хороший способ влиться в ряды “солнечных энергетиков”. Конечно, покупать дешевый китайский б/у инвертор не нужно, а вот инвертор Samil Power, Sofar Solar или SMA вполне можно брать и бывшие в употреблении.   

Факторы, которые нужно рассмотреть при принятии решения о добавлении солнечных панелей в СУЩЕСТВУЮЩУЮ солнечную электростанцию

Потребности в энергии

Есть свободное место на крыше под солнечные батареи? Время увеличить мощность!

Сколько дополнительных солнечных панелей вам нужно? Это один из первых вопросов, на который нужно получить ответ при принятии решения о расширении вашей солнечной электростанции. Посмотрите на ваши счета за электроэнергию, а также информацию по выработке энергии вашей существующей солнечной батареей (логи в сетевом инверторе, или солнечном контроллере дадут вам цифры о выработке энергии солнечными батареями за день, месяц, год). 

Определив требуемое количество энергии, вы можете посчитать, сколько солнечный панелей вам нужно добавить. Если вы испытываете затруднения при таких расчетах – просто позвоните нам, или напишите через форму обратной связи – и наши инженеры помогут вам подобрать необходимое оборудование, совершенно бесплатно!

Доступное место для новых панелей

Если у вас есть еще место на крыше, которое можно использовать для установки солнечных панелей – это будет самым оптимальным и недорогим вариантом. Если же на вашей крыше нет достаточного места, или она ориентирована так, что нельзя установить солнечные батареи – не опускайте руки. Можно установить дополнительные солнечные панели на отдельно стоящей конструкции, на навесе, беседке, веранде и т.п. Любое хорошо освещенное и незатеняемое место подходит для установки солнечных батарей.

Совместимость солнечных панелей

Ваши существующие солнечные панели наверняка еще не выработали свой ресурс – типичные солнечные батареи работают по 25 и более лет. Поэтому обычно их не заменяют, а добавляют новые солнечные панели к существующим. Как правильно добавить солнечные панели к существующей солнечной электростанции – написано выше. Но попросите установщика дополнительно посчитать, что нужно докупить из монтажных конструкций, проводов и креплений – это мелочи, но для неискушенных потребителей они обычно представляют трудность. Мы поможем вам подобрать это дополнительное оборудование.

Найдите хорошего установщика

Установка солнечных батарей на крыше

Вполне возможно, вы имели не очень хороший опыт с вашим первым установщиком, поэтому не хотите к нему обращаться при расширении вашей системы. Может быть фирма, которая вам делала установку, уже не существует. Нет проблем – ситуация на рынке сейчас такая, что найти нового установщика не составляет труда. Однако будьте внимательны – подавляющее большинство из них не имеет достаточных знаний и опыта. Поэтому мы, конечно же, рекомендуем обратиться к нам – пы поможем вам правильно и за минимальные деньги расширить вашу систему солнечного электроснабжения.

Если потребуется решать вопросы с действующей гарантией на ваше “старое” оборудование – мы тоже поможем вам разобраться в этих вопросах так, что вы не потеряете гарантию на уже установленное у вас оборудование. Хотя бывают случаи, когда имеющееся оборудование установлено настолько плохо или неправильно, что даже мы не сможем взять его на обслуживание. В этом случае всегда есть вариант установить отдельную систему, которая не будет конфликтовать с вашим существующим оборудованием.

Как это сделать – вам объяснит наш инженер-консультант после обследования (очного или заочного) вашего объекта. Просто позвоните нам, или закажите обратный звонок, или напишите нам в онлайн-чате, или напишите через форму заявки.

 

Эта статья прочитана 18350 раз(а)!

Продолжить чтение

• 10000

  Как правильно заменять аккумуляторные батареи, какое напряжение выдают аккумуляторы, что такое гелевый аккумулятор, в чем преимущества литиевых аккумуляторов, как соединять аккумуляторы параллельно и последовательно для увеличения емкости и напряжения – ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите…

• 10000

  Как отличить + и – солнечной панели, как правильно соединять солнечные панели между собой, какое напряжение выдают солнечные панели – ответы на эти и другие часто задаваемые вопросы вы получите на этой странице

• 10000

  4 типа солнечных электростанций для дома Выберите наиболее подходящую для вас! Все больше людей начинают понимать выгоды от использования солнечных батарей в своих домах. Особенно важно иметь достоверную информацию и расчеты о выгодности и порядке установки солнечных батарей, когда вы…

• 10000

  Рассматриваются принципиальные схемы построения систем электроснабжения с солнечными батареями. Подключение солнечных батарей через сетевые инверторы к батарейным инверторам, через солнечные контроллеры заряда. Особенности различных систем и рекомендуемое оборудование.

• 10000

  Как правильно выбирать солнечные элементы и модули Вы собрались купить солнечную батарею? В первую очередь, нужно обратить внимание на технические параметры солнечного модуля. Основные из них перечислены ниже. Также, нужно проверить качество изготовления и отсутствие визуальных дефектов на солнечных элементах,…

• 61

  Что такое MPPT контроллеры Если вы хотите увеличить выработку энергии вашими солнечными батареями без добавления солнечных панелей, то вам нужно заменить ваш солнечный контроллер на контроллер со слежением за точкой максимальной мощности (ТММ) солнечной батареи. Такой контроллер позволит в большинстве…

► Как правильно установить солнечные панели и подбор комплектующих

Солнечная батарея – вещь полезная.  Можно, к примеру, взять ее с собой на рыбалку и при первых лучах солнца зарядить от нее телефон. Или установить на крышу несколько солнечных панелей и забыть о счете за электроэнергию.

Но у солнечной батареи есть существенный недостаток, обусловленный ее базовым принципом действия – она может вырабатывать электроэнергию только при наличии солнца. Ночью, к сожалению, она «засыпает» и оставляет ваши электроприборы на произвол судьбы. Как же выйти из этой ситуации, чтобы можно было пользоваться благами технического прогресса круглосуточно? Конечно же, тут на помощь приходят аккумуляторы, которые при дневном свете заряжаются от солнечных панелей, а после наступления темноты отдают энергию электроприборам. Однако аккумуляторы – вещь капризная. Они не любят зарядки сверх паспортных данных, а также многие из них не любят полностью разряжаться. При нарушении режимов зарядки-разрядки они выходят из строя раньше положенного срока. Для того, чтобы снять и эту проблему, разработали специальные приборы, которые контролируют работу аккумуляторов и солнечных батарей. Они так и называются – контроллеры.

Как известно, солнечная батарея вырабатывает постоянное напряжение. Аккумулятор также работает с постоянным напряжением. А как же быть в случае, если нужно подключить к электричеству телевизор или холодильник? Они же работают от переменного напряжения, да еще и намного большей величины, чем вырабатывает солнечная батарея. К примеру, ваша солнечная батарея и аккумулятор рассчитаны на работу с 24 Вольтами постоянного напряжения, а вы хотите включить стационарный компьютер, который рассчитан на подключение к обычному сетевому напряжению! Для выхода из этого положения существуют преобразователи напряжения, именуемые инверторами. Аналогичные инверторы применяются в автомобилях. В автомобилях они превращают 12 вольт постоянного напряжения в 220 Вольт переменного.

Таким образом, для полноценного функционирования вашей солнечной электростанции необходимо иметь четыре компонента – солнечные панели, аккумуляторы, контроллер и инвертор. Ну и коммуникационные кабели, которые это все соединят воедино.

Основы

Солнечные панели следует установить таким образом, чтобы максимально взять свет от движущегося солнца. Следует учесть, что зимой солнце проходит почти над самым горизонтом, а летом поднимается практически к зениту. Например, если смонтировать солнечные панели на пологой крыше типа «шале», распространённой в Скандинавии, то их зимой просто заметет снегом, а если и не заметет, то, лучи солнца будут проходить по касательной и батарея будет развивать незначительную мощность. Если расположить их на крутой кровле, то панель будет малоэффективна в полдень. Из чего следует, что если направить солнечные панели на юг и наклонить под углом 45 градусов, то она в течение года суммарно поглотит наибольшее количество света, поскольку будут захватывать и горизонтальные лучи при восходе и заходе солнца и дневные вертикальные. Из этих рассуждений можно сделать вывод, что в течение года и суток, солнце располагается в зените гораздо реже, нежели над горизонтом, из чего следует, что солнечные панели оптимально располагать под углом 45-60 градусов к поверхности земли. Тогда они захватят свет и от зимнего низкого солнца, и от летнего восходяще-заходящего. По касательной будут проходить только лучи летнего полуденного солнца, но это именно то жаркое и светлое время, время, когда потребность в энергии минимальна. Эти выводы относится к средним широтам, ибо если вы обитаете на экваторе, то там нет сезонных изменений положения солнца, на экваторе они проходит по зениту, строго по линии север-юг и там совсем другие ориентации.

Если солнечные панели устанавливаются не на крыше, а в местах с легким доступом, например, на площадке возле дома, то можно их смонтировать таким образом, чтобы получить возможность изменять угол наклона с зимнего на летний режим. Следует позаботиться о надежности крепежа, поскольку солнечные батареи имеют высокую парусность и могут быть повреждены сильным ветром. Кроме того, должна быть обеспечена возможность очистки панелей от пыли, так как пыль резко снижает производительность системы.

Для установки солнечных панелей на пологих кровлях используют крепежные системы, называемые балластными. Они позволяют устанавливать требуемый угол наклона и изготовлены из специального нержавеющего профиля.

Если есть возможность применить достаточно большое количество солнечных панелей, их устанавливают с разной ориентацией по сторонам света и по углу наклона – часть из них следует направить на восток и запад, близко к вертикальному положению, а часть на их на юг, но более полого. Тогда в первую треть светового дня максимальную нагрузку несут панели, ориентированные на юго-восток и с наклоном 45 градусов, во вторую треть работают панели, направленные на юг и смотрящие почти в зенит, и остаток дня дорабатывают панели, направленные на заходящее солнце.

Варианты соединения

Если используется несколько солнечных батарей, то их нужно соединить в общую батарею. Солнечные панели можно соединять по-разному, в зависимости от того, какое выходное напряжение и мощность вам нужны.

Если соединить их параллельно, то есть все минусы соединить в одну точку, а все плюсы в другую, то напряжение на клеммах останется таким же, как и у одной солнечной батареи, но ток увеличится ровно во столько раз, сколько штук панелей вы соединили. Соответственно, во столько же раз увеличится мощность системы, поскольку мощность рассчитывается по формуле P= U ⋅ I, где P – мощность в Ваттах, U – напряжение в Вольтах, а I – ток в Амперах.

Если соединить их последовательно, то есть, плюс к минусу последующей, то напряжение системы вырастет во столько же раз, сколько солнечных батарей в системе.  Мощность также вырастет за счет увеличения напряжения, по той же формуле P= U ⋅ I.

При последовательно-параллельном включении также возникают различные комбинации напряжений и мощностей. Например, 4 солнечных панели, соединенные последовательно-параллельно, выдают в 4 раза большую мощность, чем одна панель, в 2 раза большее напряжение и в 2 раза больший ток.

Если в системе используется аккумуляторы на 12 Вольт, и солнечные батареи на 12 Вольт, то они, конечно же соединяются параллельно, чтобы напряжение осталось неизменным, а именно 12 Вольт, а ток увеличился.  В случае, если вольтаж солнечных батарей и аккумулятора не совпадают, то может быть использованы последовательные, параллельные, а также последовательно-параллельные соединения солнечных панелей или аккумуляторов.  Например, солнечную панель на 48 Вольт можно нагрузить на четыре 12-Вольтных аккумулятора, соединенных последовательно.

Итак, вывод: параллельное соединение поднимает мощность за счет увеличения тока, последовательное – за счет увеличения напряжения, а последовательно-параллельное за счет одновременного увеличения и тока, и напряжения.  Это все справедливое, если солнечные батареи смотрят в одну точку. Если они ориентированы в разные стороны света, напряжения и токи на каждой из них будут различные.

Выбор контроллера

При комбинировании солнечных панелей и аккумуляторов следует не забывать о соответствии их напряжений напряжению контроллера.

Контроллеры непрерывно совершенствуются, многие современные контроллеры снабжены дисплеем, делающим его работу наглядным, контроллеры стали настолько «умные», что не только следят за зарядкой-разрядкой, а еще и оптимизируют функционирование системы «солнечная батарея-аккумулятор» с тем, чтобы их взаимодействие происходило с максимальным коэффициентом полезного действия и в зонах наиболее комфортных режимов работы конкретного оборудования.

Несмотря на то, что многие контроллеры могут автоматически определять напряжение солнечной батареи и включаться именно в этом режиме, следует иметь ввиду, что большинство контроллеров работают с напряжениями 12 и 24 Вольта.

Контроллер следит сразу за несколькими процессами.

В первую очередь он определяет уровень заряда аккумуляторов. Аккумуляторы не должны продолжать заряжаться при стопроцентном заряде. Это может вывести их из строя. Поэтому контроллер размыкает цепь между солнечными батареями и аккумуляторами, как только их заряд достигнет паспортного уровня. Кроме того, аккумуляторы не должны полностью разряжаться. Во-первых, это некомфортно – система электроснабжения остается без резерва электричества, а во-вторых, многие типы аккумуляторов быстрее теряют работоспособность при полном разряде. В этом случае контроллер, определив, что аккумулятор разряжен ниже критического значения, замыкает цепь и подключает их к солнечной панели.

Кроме контроля состояния аккумуляторов, контроллер блокирует появление обратного тока. Что это за явление? Когда солнце светит на солнечную панель, ток от нее идет к аккумулятору. Но если солнечное излучение отсутствует (ночью или при ненастной погоде) то напряжение на аккумуляторах может превысить напряжение на солнечных панелях и ток потечет в обратную сторону – от аккумуляторных батарей к солнечным панелям. В этом случае контроллер среагирует и отключит аккумуляторы от солнечных панелей

Кроме того, контроллеры могут оптимизировать работу гелиосистемы. Они создают такие режимы зарядки, при которых аккумуляторы будут служить дольше, при этом накапливая больший заряд. Поскольку солнечная батарея – это полупроводниковый прибор, значит она имеет вольтамперную характеристику (ВАХ).

У каждой солнечной батареи она сугубо индивидуальная. Аккумуляторы также имеют свои особенности работы, в зависимости от конструкции. Контроллер изучает вольтамперную характеристику конкретной солнечной панели и вырабатывает режимы работы идеально подходящие для аккумуляторов. Отслеживание наилучшей энергетический точки, а именно сочетание напряжения, тока и сопротивления нагрузки позволяет выдавать максимальную мощность при минимальных перегрузках системы.

Модели контроллеров

Фирмы, разрабатывающие контроллеры, непрерывно совершенствуют их конструкцию, и на данный момент самые продвинутые модели – типа MPPT. MPPT – это сокращение от Maximum Power Point Tracking, что означает отслеживание точки максимальной мощности солнечной батареи для повышения эффективности работы системы.

Немного проще устроены контроллеры системы PWM (pulse-width modulation) – контроллеры, работающие по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

Это известные устройства, они применяются в компьютерах, мобильных телефонах, люминесцентных осветителях, в зарядных устройствах, и во многих других приборах. ШИМ-контроллеры уступают MPPT по тщательности оптимизации процесса зарядки, однако они существенно дешевле.

У контроллеров предусмотрен порт RJ-45. Такой тип разъема вы встречали в модемах и роутерах.

Он предназначен для пульта дистанционного управления.

К контроллеру тем же разъемом RJ-45 можно подключить WI-FI преобразователь, который позволит контролировать работу гелиосистемы с помощью мобильного телефона.

Выбор аккумулятора

Теперь рассмотрим аккумуляторы – энергетическую кладовую гелиосистемы. Можно, конечно, не вникать в подробности, а просто подключить аккумулятор от КРАЗа. Или от танка. Но, увы, такой аккумулятор очень быстро «сдохнет». Почему? Дело в том, что каждый тип аккумулятора предназначен для своих режимов работы. Автомобильный аккумулятор практически никогда не бывает разряжен. Это свинцово-кислотный тип, его нежелательно разряжать даже наполовину от номинального значения.  Он любит мощно стартануть с высоким током, а потом постепенно подзаряжаться в процессе езды. Если его поставить накопителем энергии к солнечной батарее, он днем зарядится, вечером разрядится и тут наступит проблема. Ночью подзарядки нет.

Аккумулятор полностью разряжен в течение продолжительного времени, что является нарушением его рабочих режимов. Он долго не прослужит в таких условиях.

Для солнечных батарей рекомендуются аккумуляторы следующих типов:

Никель-солевые. Выдерживают глубокие разряды и до трех тысяч циклов. Очень долговечные. Срок службы до сотни лет.

Тяговые панцирные. Также выдерживают глубокий разряд. Цикличность порядка тысячи раз.

Гелевые. Устойчивы к глубокому разряду. Цикличность до 600.

Свинцово-кислотные AGM. Количество циклов до четырехсот. Здесь возникает вопрос – ведь выше было сказано, что свинцово кислотные для солнечных систем не годятся. Дело в том, что это не обычные свинцово-кислотные аккумуляторы, куда кислота просто заливается, путем отвинчивания пробки. По технологии AGM кислота находится в абсорбированном виде, что обеспечивает микропористая структура сепараторов и заполнение стекловолокном. Благодаря такой конструкции аккумулятор устойчив к глубоким разрядам.

Ну и широко распространенные сейчас литий-ионные аккумуляторы. Они также устойчивы к глубоким разрядам. Количество циклов 3000-6000, в зависимости от производителя. Некоторые изготовители заявляют цикличность до 20 тысяч раз. Срок службы – 10-20 лет.

Выбор кабеля и его соединение

Кабели для солнечных батарей тоже следует применять не первые попавшиеся. Дело в том, что они подвергаются круглосуточному атмосферному воздействию, поэтому должны быть устойчивы к жаре и морозу, дождю и снегу, к кислотам, щелочам и маслам, которые содержатся в атмосфере больших городов. Кроме этого, они должны соответствовать мощности солнечных батарей. Обычно используют кабели сечением 4-6 квадратных миллиметра, но если гелиосистема мощная, то следует произвести расчёт выходных кабелей, чтобы они выдерживали суммарный ток и напряжение всей системы. Изоляция на кабеле должна быть двойная, а провод многожильный. Если используется несколько солнечных панелей, то общие кабели должны выдерживать суммарный ток всей системы. Медный провод должен быть многожильный и луженый.

Кабели соединяются при помощи специальных разъемов-коннекторов. Для солнечных систем разработан стандарт коннекторов МС-4. Он рассчитан на кабели диаметром 4-6 мм, и выпускается, как многие электротехнические соединители, в двух вариантах – «папа» и «мама».

Коннекторы стандарта МС-4 имеют герметичный корпус внутренний силиконовый сальник и медные луженые контакты. Они рассчитаны на напряжение 1 килоВольт, ток порядка 25 Ампер и выдерживают атмосферные воздействия. Для параллельного подключения разработаны готовые специальные коннекторы.

Выбор предохранителя

Кроме вышеперечисленных элементов в солнечных системах обязательно используются предохранители, как во многих электроприборах.

Защита предусмотрена как по постоянному току (DC), так и по переменному (AC).

Рассматривать подробные электрические схемы соединения не имеет особого смысла, поскольку для каждой гелиосистемы потребуется подобрать индивидуальный набор элементов и оптимизировать электросхему. А поскольку все элементы рекомендуется приобретать у одного изготовителя для их лучшей совместимости, то это вообще излишне, поскольку специалисты на фирме подберут комплект оборудования и коммутационные элементы в соответствии с вашими условиями и возможностями, а также дадут подробную схему подключения и рекомендации.

Солнечные панели

Комплект солнечной электростанции включает в себя:

• Солнечная панель – преобразовывает свет от Солнца в постоянный ток
• Контроллер заряда – отвечает за контроль заряда аккумуляторных батарей от солнечной панели
• Аккумуляторная батарея – накапливает энергию, получаемую от солнечных панелей, для обеспечения электричеством в темное время суток
• Инвертор – преобразовывает постоянное напряжение в переменное (220В)

Существуют монокристаллические и поликристаллические солнечные панели. Основное их отличие заключается в эффективности преобразования света в электричество. Монокристаллические солнечные панели более эффективно справляются с этой задачей, и поэтому различие между монокристаллической и поликристаллической панелью с одинаковой номинальной мощностью будет заключаться в том, что первая будет иметь меньшую площадь.

Визуально же Вы можете отличить один тип панели от другого по форме солнечных элементов. Поликристаллическая панель состоит из квадратных элементов, а в монокристаллической панели солнечные элементы имеют срезанные углы.

Большинство солнечных панелей обладают напряжением 12 Вольт. Однако за счет различных типов их подключения Вы можете подобрать оптимальный режим работы вашей системы, будь то 12, 24 или 48 Вольт.

• Последовательное соединение. Напряжение панелей складывается, выходной ток системы равен току панели с минимальным значением силы тока.

• Параллельное соединение. Токи всех панелей складываются, а выходное напряжение системы равно напряжению на выходе любой панели.

• Последовательно-параллельное соединение. Применение такой схемы позволит получить требуемые вам выходные напряжение и силу тока системы.

Ниже рисунок, отображающий общую схему подключения устройств.

Для подбора комплекта оборудования обращайтесь к менеджерам.

пошаговая инструкция. Информационный строительный сайт |

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

Особенности солнечной батареи

 

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

 

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

Преимущества установки солнечной батареи

Среди основных достоинство солнечных панелей можно выделить следующие:

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

Недостатки солнечной панели

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

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

Конструктивные параметры батареи

 

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

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

Подбор материалов для создания панели

 

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

1. Для создания гелиопанели вам потребуются качественные фотоэлементы. Современные производители предлагают два типа устройств:

• элементы из монокристаллического кремния, которые имеют КПД до 13%, однако слабо эффективны при облачности;
• фотоэлементы из поликристаллического кремния, КПД которых составляет до 9%, но интенсивность их работы аналогична как в солнечные, так и в пасмурные дни.

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

 

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

 

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

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

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

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

 

Руководство по изготовлению солнечной батареи

 

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

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

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

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

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

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

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

Схемы подключения солнечной панели

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

Параллельное соединение

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

Последовательное соединение

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

 

Заключение

 

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

 

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

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

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

 

 

Солнечные батареи принцип работы, подключение для частного дома

Одним из преимуществ загородного коттеджа и дачного домика является возможность их последующей модификации, включая полную или частичную модернизацию централизованной сети электроснабжения. Для этого широко используются автономные системы, работающие на альтернативных источниках энергии. И больше всего привлекает людей солнечная энергия. Технология, которая изначально разрабатывалась для нужд космической промышленности, доступна сегодня и в гражданском строительстве.

Эксперты в области мировой энергетики сходятся во мнении, что применение в быту стационарных электростанций, функционирующих на солнечных батареях, — самый «безболезненный» для экологии способ добычи природных ресурсов. Единственной проблемой, с которой сталкиваются владельцы частных домов, является выбор оптимальной конструкции и модели гелиосистемы с учетом экономической выгоды и прироста показателей КПД.

В этой статье мы затронем принцип действия солнечных панелей, рассмотрим популярные способы монтажа гелиоустановок и расскажем о важных аспектах эксплуатации оборудования, которые помогут определиться с выбором конфигурации электростанции для бытового использования.

Подключаем солнечную батарею

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

Поэтому фотоэлементы лучше покупать готовые. Чтоб получилось грамотно подключить, нужно правильно по параметрам подобрать всю ситему. Предусмотрено, чтобы внутри между пластинами были диоды, тогда в результате будет максимальный показатель мощности.

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

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

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

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

Принцип работы

Фотоны попадают на кремниевую пластину, в которой появляются неравновесные пары. Часть появившихся зарядов переходит из одного кремниевого слоя в другой. Из-за этого образуется напряжение на всех участках цепи. На одном слое образуется положительный заряд, на другом — отрицательный.

Подключение аккумулятора производится в виде внешней нагрузки. Он образует с фотоэлементами замкнутую цепь. Электроны в солнечной панели движутся по кругу, в результате чего аккумулятор постепенно заряжается.

Фотоэлементы, применяемые повсюду, являются однопереходными. Это значит, что электроны движутся всего через один переход и имеют ограниченную зону, то есть для генерации электричества используется только часть всего излучаемого спектра. Именно поэтому у гелиобатарей довольно низкая энергоэффективность.

Для повышения коэффициента полезного действия батарей кремниевые составляющие начали изготавливать каскадными и имеющими много переходов. Новые солнечные панели снабжены несколькими ходами, каждый из которых предназначен для своего конкретного спектра. Но такие батареи стоят намного дороже.

Во время работы всё устройство медленно нагревается. Энергия, которая не перешла в электрический ток, трансформируется в тепловую. Температура поверхности батареи может составлять от +50 до +55°С. Чем сильнее разогревается фотоэлемент, тем хуже он работает.

В жаркий летний день панель способна генерировать электроэнергии меньше, чем зимой. Наибольший КПД можно зафиксировать в солнечный зимний день: естественное охлаждение не даёт фотоэлементам перегреваться.

Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов

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

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

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

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

Схема электропитания

В цепь солнечного электроснабжения дома входит несколько элементов. Каждый из них выполняет свою функцию и должен присутствовать в системе. Электропитание от гелиобатареи включает такие устройства:

• панели;
• инвертор;
• контроллер;
• аккумуляторы.

Контроллер выполняет защитную функцию как для панелей, так и для аккумуляторов. Он не даёт проходить обратным токам ночью и в облачную погоду, а также защищает АКБ от полной разрядки или чрезмерной зарядки.

Инвертор трансформирует постоянный ток в переменный. Из 12 Вт или 24 Вт получается 220 Вт. Не стоит включать в систему автомобильные аккумуляторы, так как они не способны переносить постоянные заряды и разряды. Лучше всего для этой цели использовать специализированные аккумуляторы.

Экономическая обоснованность

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

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

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

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

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

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

Контроллер зарядки АКБ

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

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

Комментарии:

Мах

По моим подсчетам, у меня батареи окупились за 3 года. Но я их использую в собственной теплице для оросительной системы и освещения.

Петро

5 лет — средний срок окупаемости. Если батарея закрепляется стационарно. Если же вращать каждый день ее вслед за солнцем от рассвета до заката — можно сократить это время, но вот захочется ли вам каждые 3-4 часа поворачивать батарею каждый день?

Никита

Кто подскажет, какой толщины должно быть стекло над батареями, чтобы градом на крыше не побило?

Артем

Никита, я ставил 5мм — думаю достаточно. Под град попадали, снегом заметало. Все осталось сохранным.

Михаил

Либо я чего-то не понял, либо я чего-то не понял. Объясните на пальцах что за коэффициент 16 и откуда он берётся. И вообще почему именно 16, а не 25 или 42?

ScottZom

Спасибо за публикацию, очень правильно все написано!

зонтик

Привет автору раздела где приводится укрупненый расчет мощности геоустановки. ИНТЕРЕСНО, в школе когда проходили электричество, явление магнитной индукции и категории величин, связанные с этими явленими где находился автор? Наверно прогуливал (в зоопарке бегемота кормил). С каких пор электрическая да и любая энергия измеряется в кВт(киливатах), это равносильно тому что скорость потока измерять ведрами. Прошу исправить, ато как то сдыдно величену МОЩНОСТИ (кВт-киловат, л.с.-лошадиная сила) путают с величинами ЭНЕРГИИ (кВт*h — киловатчас, Дж — Джоуль)

Ампер Вольтович

Тест

Ампер Вольтович

Никита, панель уже имеет защитное стекло, специальное, закаленное 3мм. Выдерживает удар стального шарика весом 260гр. с высоты 1метр. Град никакой не стращен.

Ампер Вольтович

3.2мм толщина и антибликовое притом.

Ампер Вольтович

Сами с собой разговаривают, тужатся пыжатся, в взлететь не могут… Без Зеленого тарифа не выгодно нигде. Только убытки. Ставить панели, пр наличии сети, может только полный Ипанько, типа автора, который только что из по коровы, слышал звон… Это пля полный Пездос!

Ампер Вольтович

Зонтик, Браво! Вы забыли указать , что Дж=1Вт*сек. Ну, мало ли, может забыл автор, принял….

Андрей Витальевич

Владельцу сайта нужно иметь представление не только о ТОЭ, но и представление о ВИЭ, особенно в направлении подачи материала аудитории об окупаемости и расчёте параметров оборудования. Это долгий путь семинаров, самостоятельного изучения, гугления и практики. Совет- удалить всё и начать заново всё. Можно посмотреть ( не украсть) у коллег контент. Но и не забыть про семантику контента и релевантность запросам. Вы заблуждаетесь в окупаемости в 4-5 лет, с аккумуляторами солнечные генераторы не окупаются и за 15 лет!!! Только при наличии гос. поддержки микрогенерации и сетевом инверторе. С уважением Андрей Витальевич, директор компании.

C8E3EEF0FC

Неправильное применение, автором, единиц измерения навевает подозрения, касаемо того, что он понимает о чём пишет…

C8E3EEF0FC

В частности, физической величины с размерностью кВт/час не существует в природе. Мощность измеряется в ваттах (и кратных им единицах: млил-, кило-, мега- и т.п. ваттах), л.с. … Энергия — в Джоулях, кВт*часах, калориях и т.д. Т.е., по-просту говоря, мощность=энергия/время, соответственно: энергия=мощность*время. А мощность/время — это что?

C8E3EEF0FC

ВСралась оЧеПятка: «млил-» это имелось в виду «мили-«. Плохо, что нет возможности отредактировать уже отправленный коммент.

Зыгмунд

Правильно замечено, основной критерий экология.И о окупаемости не может быть и речи.

алекс

https://trinixy.ru/136213-vsya-pravda-ob-effektivnosti-solnechnyh-paneley-10-foto.htm Вот ссылка интересная на то как человек использовал более года систему.

Алекс

срок окупаимости 25 лет. расчет при самом высоком потреблении эл-ва стоимость квт 3,04руб до 150 квтч /месяц. 3,81руб от 150 до 800квт ч /мес. эти батареи не отобьете никогда с такими ценами. в Европе их ставят из-за высоких тарифов, у нас они пока низкие. покупка их нецелесообразна…

Дмитрий

Просто не хочется платить «дяде» — пусть ходит и скрипит зубами, что у тебя свет и тепло, я ему ты не платишь!

Оставить комментарий Отменить ответ

Похожие записи

Фотомануал: солнечная батарея своими руками шаг за шагом

Бестопливный генератор — способ заработать на безграмотности

Принцип действия солнечных батарей.

Выгодно ли покупать комплектом солнечные батареи для дачи

Устройство солнечной батареи

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

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

Основными конструктивными элементами системы выступают:

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

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

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

Способы монтажа бытовых гелиоустановок

В установке солнечных батарей нет ничего сложного. Самое главное — грамотно разместить модули. При монтаже важно придерживаться определенного угла наклона, который должен соответствовать географической широте местности. В процессе установки нужно также соблюдать азимут. Для северо-восточных он составляет 180 градусов.

Зимой КПД электростанции с солнечными батареями может упасть до минимальных значений, поскольку обильные снегопады будут препятствовать попаданию лучей солнца на наружную поверхность фотоэлектрических элементов. Поэтому при монтаже важно учесть, что на крыше потребуется свободное место для очистки конструкции от налипшего снега и грязи. Впрочем, этих хлопот можно избежать, если зафиксировать солнечные панели на поверхности южной стены под углом 60–80 градусов. На практике для коттеджей применяют разные варианты расположения фотоэлектрических модулей:

1. кровля — дополнительно потребуется установка надежной опорной конструкции из металлопрофилей или направляющих рельс;
2. стены — в данном случае на фасад здания монтируется рамная система для удержания фотопанелей «на весу»;
3. приусадебная территория — альтернативный вариант расположения батарей, когда кровля дома сильно затенена или не рассчитана на дополнительную нагрузку.

Свободное размещение имеет множество преимуществ, но требует наличия достаточного пространства на приусадебном участке. Чтобы автоматизировать процесс наклона и движения фотоэлектрических панелей по ходу солнца, дополнительно рекомендуется использовать специальные шарнирные конструкции с электроприводом.

Окупаемость и срок эксплуатации

Применение солнечных батарей позволит сэкономить на освещении и отоплении, независимо от времени года. Самые большие показатели энгергоэффективности гелиосистемы демонстрируют в южных широтах, где количество солнечных дней преобладает. Это и неудивительно, так как обязательным условием высокопродуктивной работы электростанции является стабильное поступление инфракрасного излучения и видимого света на поверхность фотоэлектрических элементов.

По статистике, солнечные батареи для частного дома мощностью 4–5 кВт при постоянном использовании окупают себя за 8–10 лет, после чего работают впрок. При этом срок эксплуатации составляет в среднем 20-25 лет, а вот аккумуляторные батареи придется менять через каждые 5-6 лет. Многим такие сроки окупаемости покажутся большими, но в действительности оно того стоит, учитывая, что в скором времени ископаемых ресурсов на планете практически не останется, а стоимость одного киловатта электроэнергии возрастет в разы.

Комментарии

Где лучше установить панели?

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

Солнечные батареи можно размещать практически в любой хорошо освещаемой точке:

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

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

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

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

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

Корпус и стекло

Солнечные батареи для дома имеют алюминиевый корпус. Этот металл не корродирует, при достаточной прочности имеет небольшую массу. Нормальный корпус должен быть собран из профиля, в котором присутствуют, как минимум, два ребра жесткости. К тому же стекло должно быть вставлено в специальный паз, а не закреплено сверху. Все это — признаки нормального качества.

Бликов на корпусе быть не должно

Еще при выборе солнечной батареи обратите внимание на стекло. В нормальных батареях оно не гладкое, а текстурированное. На ощупь — шершавое, если провести ногтями, слышен шорох. К тому же должно иметь качественное покрытие, которое сводит к минимуму блики. Это означает что в нем не должно ничего отражаться. Если хоть под каким-то углом видны отражения окружающих предметов, лучше найдите другую панель.

Параллельное соединение солнечных панелей

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

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

Последовательное соединение солнечных панелей

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

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

Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей

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

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

Соединение солнечных батарей разной мощности

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

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

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

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

Плюсы и минусы отопления дома за счет солнца

В настоящее время, к сожалению, такие системы пока что еще не получили массового применения в жилищном строительстве и коммунальных сетях, в связи с тем, что получение электроэнергии от солнца пока обходится дороже, чем от традиционных электростанций, да и выработка электричества возможна только в светлое время суток и при хорошей погоде.

Тем не менее, у данной технологии есть немало плюсов. Преимуществом использования для отопления дома солнечной энергии является:

1. высокая экологичность;
2. самостоятельное регулирование температуры;
3. автономность от коммунальных служб;
4. длительный срок эксплуатации;
5. нет необходимости платить за электроэнергию и постоянно заботиться о запасах топлива.

К недостаткам систем солнечных батарей следует отнести следующее:

1. проблематичность использования в регионах с частыми атмосферными осадками и постоянной облачностью;
2. необходимость больших свободных площадей для монтажа системы;
3. высокая стоимость;
4. низкий КПД при непогоде;
5. необходимость приобретения дополнительного оборудования;
6. длительная окупаемость.

Серия

, параллельное и последовательно-параллельное соединение фотоэлектрических панелей

Серия

, параллельная и последовательно-параллельная конфигурация фотоэлектрических массивов

Что такое солнечная фотоэлектрическая матрица?

Солнечный фотоэлектрический модуль доступен в диапазоне от 3 Вт _P до 300 Вт _P . Но часто нам нужна мощность в диапазоне от кВт до МВт. Чтобы добиться такой большой мощности, нам нужно соединить N модулей последовательно и параллельно.

Ряд фотоэлектрических модулей

Когда N-количество фотоэлектрических модулей подключено последовательно.Вся цепочка последовательно соединенных модулей называется цепочкой фотоэлектрических модулей. Модули соединены последовательно для увеличения напряжения в системе. На следующем рисунке показана схема последовательно соединенных, параллельно и последовательно параллельно соединенных фотоэлектрических модулей.

Массив фотоэлектрических модулей

Для увеличения текущего числа N фотоэлектрических модулей подключаются параллельно. Такое соединение модулей в последовательной и параллельной комбинации известно как «солнечная фотоэлектрическая матрица» или «матрица фотоэлектрических модулей».Схема массива солнечных фотоэлектрических модулей, подключенных в последовательно-параллельную конфигурацию, показана на рисунке ниже.

Элемент солнечного модуля:

Солнечный элемент представляет собой устройство с двумя выводами. Один положительный (анод), а другой отрицательный (катод). Расположение солнечных элементов известно как солнечный модуль или солнечная панель, а расположение солнечных панелей известно как фотоэлектрическая батарея.

Важно отметить, что с увеличением последовательного и параллельного подключения модулей мощность модулей также увеличивается.

Связанные сообщения:

Соединение модулей серии

Иногда напряжение системы, необходимое для электростанции, намного выше, чем то, что может произвести один фотоэлектрический модуль. В таких случаях N-количество фотоэлектрических модулей подключается последовательно для обеспечения необходимого уровня напряжения. Это последовательное соединение фотоэлектрических модулей аналогично соединению N-числа ячеек в модуле для получения требуемого уровня напряжения. На следующем рисунке показаны фотоэлектрические панели, подключенные последовательно.

При таком последовательном подключении увеличивается не только напряжение, но и мощность, генерируемая модулем. Для этого отрицательная клемма одного модуля соединяется с положительной клеммой другого модуля.

Если один модуль имеет напряжение холостого хода V _OC1 , равное 20 В, а другой, подключенный последовательно, имеет напряжение холостого хода V _OC2 , равное 20 В, то общий разрыв цепи цепочки представляет собой сумму двух напряжений

В _OC = V _OC1 + V _OC2

V _OC = 20 В + 20 В = 40 В

Важно отметить, что суммирование напряжений в точке максимальной мощности также применимо. в случае массива PV.

Расчет количества модулей, требуемых последовательно, и их общей мощности

Для расчета количества фотоэлектрических модулей, которые будут подключены последовательно, необходимо указать необходимое напряжение фотоэлектрической матрицы. Мы также увидим общую мощность, генерируемую фотоэлектрической антенной. Обратите внимание, что все модули идентичны и имеют одинаковые параметры модуля.

Шаг 1: Обратите внимание на требования к напряжению фотоэлектрической матрицы

Поскольку мы должны соединить N модулей последовательно, мы должны знать требуемое напряжение от фотоэлектрической матрицы

• Напряжение холостого хода фотоэлектрической матрицы В _OCA
• Напряжение фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности, В _MA

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля, который должен быть подключен в последовательную цепочку

Параметры фотоэлектрического модуля, такие как ток и напряжение при максимальной мощности point и другие параметры, такие как V _OC , I _SC, и P _M , также должны быть отмечены.

Шаг 3: Рассчитайте количество модулей, которые будут подключены последовательно.

Для расчета количества модулей «N» общее напряжение массива делится на напряжение отдельного модуля, поскольку фотоэлектрический модуль должен работать под STC – отношение напряжения массива в точке максимальной мощности V _MA к напряжению модуля в точке максимальной мощности V _M .

Аналогичный расчет для напряжения холостого хода фотоэлектрической панели также может быть выполнен, то есть отношения напряжения массива при разомкнутой цепи V _OCA к напряжению модуля в разомкнутой цепи V _OC .Обратите внимание, что значение «N» может быть нецелым числом, поэтому мы должны взять следующее большее целое число, и поэтому значение V _MA и V _OCA также увеличится, чем мы хотели.

Шаг 4: Расчет полной мощности фотоэлектрической матрицы

Полная мощность фотоэлектрической матрицы – это сумма максимальной мощности отдельных модулей, соединенных последовательно. Если P _M – максимальная мощность одного модуля, а «N» – количество модулей, соединенных последовательно, то общая мощность фотоэлектрической матрицы P _MA составляет N × P _M .

Мы также можем рассчитать мощность массива как произведение напряжения и тока фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности, то есть

В _MA × I _MA

Связанные сообщения:

Пример:

Сейчас чтобы понять эти шаги более математическим способом. Возьмем, к примеру, электростанцию ​​мощностью 2 МВт, в которой большое количество фотоэлектрических модулей подключено последовательно. Инвертор мощностью 2 МВт может принимать входное напряжение от 600 В до 900 В.

Определите количество модулей, подключенных последовательно, чтобы получить максимальное напряжение точки питания 800 В.Также определите мощность, поставляемую этим фотоэлектрическим массивом. Параметры одиночного фотоэлектрического модуля следующие:

• Напряжение холостого хода В _OC = 35 В
• Напряжение в точке максимальной мощности В _M = 29 В
• Ток короткого замыкания I _SC = 7,2 A
• Ток в точке максимальной мощности I _M = 6,4 А

Шаг 1: Обратите внимание на требования к напряжению фотоэлектрической матрицы

• Напряжение холостого хода фотоэлектрической матрицы В _OCA = Не указано
• Напряжение фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности В _MA = 800 В

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля, который должен быть подключен в последовательную цепочку

Напряжение холостого хода В _OC = 35 В

Напряжение в точке максимальной мощности В _M = 29 В

Ток короткого замыкания I _SC = 7.2 A

Ток при максимальной мощности I _M = 6,4 A

Максимальная мощность P _M

P _M = V _M x I _M

= 29 В x 6,4 A

P _M = 185,6 Вт

Шаг 3: Рассчитайте количество модулей, которые будут подключены последовательно

N = V _MA / V _M

N = 800/29

N = 27,58 (Высшее целое значение 28)

Возьмите старшее целочисленное значение 28 модулей.Из-за более высокого целочисленного значения N также увеличится значение V _MA и V _OCA .

В _MA = V _M × N

= 29 × 28

= 812 V

Шаг 4: Расчет полной мощности фотоэлектрической матрицы

P _MA = N × P _M

= 28 × 185,6

= 5196,8 Вт

Таким образом, нам нужно 28 фотоэлектрических модулей, которые должны быть соединены последовательно общей мощностью 5196.8 Вт для получения желаемого максимального напряжения фотоэлектрической матрицы 800 В.

Связанные сообщения:

Несоответствие в последовательно соединенных фотоэлектрических модулях

Максимальная мощность фотоэлектрического модуля является произведением напряжения и тока при максимальной мощности . Когда модули не подключены последовательно, мощность, производимая отдельным модулем, отличается. Возьмем пример таблицы 1, приведенной ниже.

Таблица 1

16

Модули	В M в вольт	I M в амперах	P M в ваттах	4.1	65,6
Модуль B	15,5	4,1	63,55
Модуль C	15,3	4,1	62,73
										4.1	191,88

Если три модуля в таблице 1 соединены последовательно, их напряжение добавляется, но ток остается прежним, учитывая, что все модули идентичны и имеют одинаковое значение I _M = 4.1 A.

Разница в напряжениях модулей A, B и C, соединенных последовательно, не приводит к потере мощности, производимой массивом фотоэлектрических модулей, учитывая, что все модули идентичны и имеют одинаковое значение I _M = 4,1 A.

Но если токоподъемность модулей, соединенных последовательно, не идентична, то ток, протекающий через последовательно соединенные фотоэлектрические модули, будет равен наименьшему току, производимому модулем в цепочке.Возьмем пример таблицы 2, приведенной ниже.

Таблица 2

16

Модули	В M в В	I M в Амперах	P M в Ваттах	4,1	65,6
Модуль B	15,5	3,2	49,6
Модуль C	15.3	4,1	62,73
Всего	In Series = 46,8	In Series = 3,2	177,93

Если все модули в таблице 2 соединены последовательно, то ток протекает через серию -подключенных модулей определяется модуль с наименьшим током. В этом случае модуль B имеет самый низкий ток 3,2 А по сравнению с модулями A и C.

Итак, ток, протекающий через эти три последовательно соединенных модуля, равен 3.2 А. Теперь сравните таблицы 1 и 2 и общую мощность, производимую обоими. Из-за модулей с одинаковым током в таблице 2 общая вырабатываемая мощность составляет 177,93 Вт, что меньше общей мощности, производимой модулями в таблице 1, т.е. 191,88 Вт.

Мы можем видеть, что из-за несоответствия тока выходная мощность, производимая модулем последовательно подключенные модули. Таким образом, при последовательном соединении модулей несоответствие напряжения не является проблемой, а несоответствие тока приводит к потере мощности. Следовательно, модули с разными номинальными токами не следует подключать последовательно.

Похожие сообщения:

Параллельное соединение модулей

Иногда для увеличения мощности солнечной фотоэлектрической системы вместо увеличения напряжения путем последовательного соединения модулей ток увеличивается путем параллельного соединения модулей. Ток в параллельной комбинации массива фотоэлектрических модулей представляет собой сумму отдельных токов модулей.

Напряжение в параллельной комбинации модулей остается таким же, как и напряжение отдельного модуля, учитывая, что все модули имеют одинаковое напряжение.

Параллельная комбинация достигается путем подключения положительной клеммы одного модуля к положительной клемме следующего модуля и отрицательной клеммы к отрицательной клемме следующего модуля, как показано на следующем рисунке. На следующем рисунке показаны солнечные панели, подключенные параллельно.

Если ток I _M1 – это максимальный ток точки питания одного модуля, а I _M2 – максимальный ток точки питания другого модуля, то общий ток подключенного параллельно модуля будет I _M1 + Я _М2 .Если мы продолжим добавлять модули параллельно, текущий будет расти. Он также применим для тока короткого замыкания Isc.

Расчет количества модулей, требуемых параллельно, и их общей мощности

Чтобы рассчитать количество модулей PV, которые будут подключены параллельно, необходимо указать требуемый ток массива PV. Мы также увидим общую мощность, генерируемую фотоэлектрической антенной. Обратите внимание, что все модули идентичны и имеют одинаковые параметры модуля.

Шаг 1: Обратите внимание на текущие требования к фотоэлектрической матрице

Поскольку мы должны соединить N модулей параллельно, мы должны знать требуемый ток от фотоэлектрической матрицы

• Ток короткого замыкания фотоэлектрической матрицы I _SCA
• Ток фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности I _MA

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля, который должен быть подключен параллельно

Параметры фотоэлектрического модуля, такие как ток и напряжение в точке максимальной мощности и Следует также отметить другие параметры, такие как V _OC , I _SC, и P _M .

Шаг 3: Рассчитайте количество модулей, которые будут подключены параллельно

Для расчета количества модулей N общий ток массива делится на ток отдельного модуля, поскольку модуль PV должен работать под STC – отношение тока массива в точке максимальной мощности I _MA к току модуля в точке максимальной мощности I _M .

Аналогичный расчет для тока короткого замыкания фотоэлектрической системы также может быть выполнен, т.е.отношение тока короткого замыкания массива I _SCA к току короткого замыкания модуля I _SC .

Обратите внимание, что значение N может быть нецелым числом, поэтому мы должны взять следующее большее целое число, и поэтому значение I _MA и I _SCA также увеличится, чем мы хотели.

Шаг 4: Расчет полной мощности фотоэлектрической матрицы

Полная мощность фотоэлектрической матрицы – это сумма максимальной мощности отдельных модулей, соединенных параллельно.Если P _M – максимальная мощность одного модуля, а «N» – количество модулей, подключенных параллельно, то общая мощность фотоэлектрической матрицы P _MA составляет N × P _M . мы также можем рассчитать мощность массива как произведение напряжения фотоэлектрической матрицы и тока в точке максимальной мощности, то есть V _MA × I _MA .

Похожие сообщения:

Пример:

Давайте возьмем пример, вычислим количество модулей, требуемых параллельно для получения максимального тока точки питания I _MA 40 А.Требуемое напряжение системы составляет 14 В. Параметры одиночного фотоэлектрического модуля следующие;

• Напряжение холостого хода В _OC = 18 В
• Напряжение в точке максимальной мощности В _M = 14 В
• Ток короткого замыкания I _SC = 6,5 A
• Ток в точке максимальной мощности I _M = 6 A

Шаг 1: Обратите внимание на текущие требования фотоэлектрической матрицы

• Ток короткого замыкания фотоэлектрической матрицы I _SCA = Не указано
• Ток фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности I _MA = 40 A

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля, который должен быть подключен параллельно

Напряжение холостого хода В _OC = 18 В

Напряжение в точке максимальной мощности В _M = 14 В

Ток короткого замыкания I _SC = 6.5 A

Ток при максимальной мощности I _M = 6 A

Максимальная мощность:

P _M = V _M x I _M

P _M = 14 В x 6 A

P _M = 84 Вт

Шаг 3: Рассчитайте количество модулей, которые будут подключены параллельно

N = I _MA / I _M

= 40/6

N = 6,66 (старшее целое значение 7)

Возьмите старшее целое значение 7 модулей.Из-за более высокого целочисленного значения N значение I _MA и I _SCA также увеличится.

I _MA = I _M × N

= 6 × 7

I _MA = 42 A

Шаг 4: Расчет полной мощности фотоэлектрической матрицы

P _MA = N × P _M

= 7 × 84

P _MA = 588 Вт

Таким образом, нам нужно подключить параллельно 7 фотоэлектрических модулей общей мощностью 588 Вт, чтобы получить желаемый максимальный ток солнечной батареи 40 А.

Несоответствие в параллельно соединенных фотоэлектрических модулях

При параллельном подключении проблема несоответствия тока не является проблемой, а несоответствие напряжения является проблемой. В параллельно соединенных модулях напряжение останется неизменным, если модули имеют одинаковые номинальные значения напряжения.

Но если номинальное напряжение параллельно соединенных модулей отличается, то напряжение системы определяется модулем, имеющим наименьшее номинальное напряжение, что приводит к потере мощности.

Влияние рассогласования напряжений не так серьезно, как рассогласование по току, но при выборе модулей необходимо соблюдать осторожность. Рекомендуется отдавать предпочтение последовательным комбинированным модулям с одинаковым номинальным током и параллельным комбинированным модулям с одинаковым номинальным напряжением. Серия

– Параллельное соединение модулей –

Смешанная комбинация

Когда нам нужно генерировать большую мощность в диапазоне гигаватт для крупных фотоэлектрических систем, нам необходимо соединить модули последовательно и параллельно.На больших фотоэлектрических установках сначала модули подключаются последовательно, так называемая «цепочка фотоэлектрических модулей», чтобы получить требуемый уровень напряжения.

Затем много таких цепочек подключают параллельно, чтобы получить требуемый уровень тока для системы. На следующих рисунках показано подключение модулей последовательно и параллельно. Чтобы упростить это, посмотрите справа на следующем рисунке.

Модуль 1 и модуль 2 соединены последовательно, назовем это цепочкой 1. Складывается напряжение холостого хода цепочки 1 В _OC1 i.е.

V _OC1 = V _OC + V _OC = 2V _OC

Тогда как ток короткого замыкания цепочки 1 I _SC1 такой же, т.е.

I _SC1 = I _SC

Подобно цепочке 1, модули 3 и 4 составляют цепочку 2. Добавляется напряжение холостого хода цепочки 2 В _OC2 , т.е.

В _OC2 = В _OC + V _OC = 2V _OC

В то время как ток короткого замыкания цепочки 2 I _SC2 тот же i.е.

I _SC2 = I _SC

Теперь цепочка 1 и цепочка 2 соединены параллельно, нигде напряжение не остается прежним, но добавляется ток, т.е. напряжение холостого хода массива фотоэлектрических модулей

V _OCA = V _OC1 = V _OC2 = 2V _OC

И Ток короткого замыкания массива фотоэлектрических модулей

I _SCA = I _SC1 + I _SC2 = I _SC + I _SC = 2I _SC

Тот же расчет применим для напряжения и тока в максимальной PowerPoint.

Расчет количества модулей, требуемых последовательно – параллельно, и их общей мощности

Здесь для расчета количества модулей, требуемых последовательно и параллельно, и мощности, мы предположили, что все модули имеют одинаковые параметры. Обратите внимание, что;

• N _S = Количество модулей в серии
• N _P = Количество модулей, подключенных параллельно

Шаг 1: Обратите внимание на ток, напряжение и потребляемую мощность фотоэлектрической матрицы

• PV мощность массива P _MA
• Напряжение фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности В _MA
• Ток фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности I _MA

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля

Параметры фотоэлектрического модуля такие как ток и напряжение в точке максимальной мощности, а также другие параметры, такие как V _OC , I _SC, и P _M , также должны быть отмечены.

Шаг 3: Рассчитайте количество модулей, которые будут подключены последовательно и параллельно

Для расчета количества модулей в серии N _s общее напряжение массива делится на напряжение отдельного модуля, поскольку фотоэлектрическая предполагается, что модуль работает в режиме STC, берется отношение напряжения массива в точке максимальной мощности V _MA к напряжению модуля в точке максимальной мощности V _M .

Аналогичным образом, чтобы вычислить количество модулей, подключенных параллельно N _p , общий ток массива делится на ток отдельного модуля, поскольку модуль PV должен работать под STC, отношение тока массива в точке максимальной мощности I _MA берется ток модуля при максимальной мощности I _M .

Можно провести аналогичные расчеты для напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. Обратите внимание, что значение N _s и N _P может быть нецелым числом, поэтому мы должны взять следующее большее целое число, и поэтому значение I _MA , I _SCA , V _MA и V _OCA также будет больше, чем мы хотели.

Шаг 4: Расчет полной мощности фотоэлектрической матрицы

Полная мощность фотоэлектрической матрицы представляет собой сумму максимальной мощности отдельных модулей, соединенных последовательно и параллельно.

Если P _M – максимальная мощность одного модуля, а N _S – количество модулей, подключенных последовательно, а N _P – количество модулей, подключенных параллельно, то общая мощность фотоэлектрической массив

P _MA = N _P × N _S × P _M

Мы также можем рассчитать мощность массива как произведение напряжения и тока фотоэлектрической матрицы в точке максимальной мощности, то есть

V _MA × I _MA

Пример:

Теперь давайте возьмем пример для микса – комбинации.Мы должны определить количество модулей, необходимых для массива PV со следующими параметрами;

• Мощность массива P _MA = 40 кВт
• Напряжение в точке максимальной мощности массива В _MA = 400 В
• Ток в точке максимальной мощности массива I _MA = 100 A
• Модуль для конструкция массива имеет следующие параметры;
• Напряжение в точке максимальной мощности модуля В _M = 70 В
• Ток в точке максимальной мощности модуля I _M = 17 А

Шаг 1: Обратите внимание на ток, напряжение и потребляемую мощность PV массив

• Мощность PV массива P _MA = 40 кВт
• Напряжение PV массива в точке максимальной мощности В _MA = 400 В
• Ток PV массива в точке максимальной мощности I _MA = 100 A

Шаг 2: Обратите внимание на параметры фотоэлектрического модуля

Напряжение в точке максимальной мощности модуля В _M = 70 В

Ток в точке максимальной мощности модуля I _M = 17 A

Максимальная мощность P _M :

P _M = V _M x I _M

P _M = 70V x 17A

P _M = 1190 W

Шаг 3: Вычислить количество модулей t o быть подключенными последовательно и параллельно

N _S = V _MA / V _M

N _S = 400/70

N _S = 5.71 (Старшее целое значение 6)

Возьмите старшее целое значение 6 модулей. Из-за более высокого целочисленного значения N _S значение V _MA и V _OCA также увеличится.

V _MA = V _M × N _S

= 70 × 6

V _MA = 420 V

Now,

N _P = I _MA / I _M

N _P = 100/17

N _P = 5.88 (Старшее целое значение 6)

Возьмите старшее целое значение 6 модулей. Из-за более высокого целочисленного значения N _P значение I _MA и I _SCA также увеличится.

I _MA = I _M × N _P

I _MA = 17 × 6

I _MA = 102 A

Шаг 4: Расчет полной мощности PV массив

P _MA = N _S × N _P × P _M

= 6 × 6 × 1190

P _MA = 42840 W

Таким образом, мы нужно 36 фотоэлектрических модулей .Цепочка из шести модулей, соединенных последовательно, и шести таких цепочек, соединенных параллельно, имеющая общую мощность 42840 Вт для получения желаемого максимального тока фотоэлектрической матрицы 100 А и напряжения 400 В.

Обратите внимание, что из-за более высокого целочисленного значения 6 максимальный ток и напряжение фотоэлектрической матрицы составляют 102 А и 420 В соответственно.

Заключение

В этой статье было проведено углубленное исследование солнечного фотоэлектрического модуля и массива. Изучена потребность, структура и конструкция модулей для более высокого уровня мощности.Он также включает в себя процедуру измерения параметров и объяснение байпасного диода и блокирующего диода для безопасности модуля.

Мы также видели объяснение массива фотоэлектрических модулей вместе с его потребностями и комбинацией подключения. Расчет и процедура проектирования последовательных, параллельных и смешанных соединений были выполнены подробно вместе с исследованием несоответствия напряжения и тока модулей. Такое изучение фотоэлектрического модуля и массива является обязательным требованием для проектировщика фотоэлектрической системы.

Статья дает глубокое понимание конструкции важных компонентов (модулей и массивов) фотоэлектрической системы, которые могут быть использованы для создания правильной, эффективной и надежной конструкции фотоэлектрической системы.

Похожие сообщения:

В чем разница между последовательным или параллельным подключением солнечных панелей?

Клинт Демеритт 11 августа 2021 г.

При соединении нескольких солнечных панелей вместе в системе у вас есть два варианта: последовательно и параллельно.Решение о том, подключаете ли вы солнечные панели последовательно или параллельно, в основном зависит от вашего приложения. Давайте посмотрим, в чем разница и когда каждый метод лучше.

В чем разница? Панели солнечных батарей: последовательные или параллельные

Основное различие между последовательным или параллельным подключением солнечных панелей – это выходное напряжение и ток. Когда вы соединяете несколько панелей последовательно, их выходные напряжения складываются, а их выходной ток остается неизменным. И наоборот, когда вы подключаете несколько солнечных панелей параллельно, их выходные токи складываются, но их выходное напряжение остается неизменным.

Давайте подробнее рассмотрим, как это работает и как соединять панели последовательно и параллельно.

Электропроводка панели солнечных батарей серии

Напряжение и амперы в серии

Для последовательного подключения солнечных панелей подключите положительную клемму первой панели к отрицательной клемме следующей и так далее. Результирующее напряжение будет суммой всех напряжений панели в серии. Однако общий ток будет равен выходному току отдельной панели.

Например, на приведенном выше рисунке у нас есть три 18-вольтовые 6-амперные панели, соединенные последовательно. Выходное напряжение составляет 54 В (18 В + 18 В + 18 В = 54 В), но выходной ток по-прежнему составляет 6 ампер.

Что лучше для

Серийные солнечные панели оптимальны в незатененных условиях. Если тень закрывает одну панель вашего серийного массива, это снизит выходную мощность всей системы. Каждая панель в последовательном соединении имеет решающее значение.

Серийные панели солнечных батарей также лучше всего подходят, если вам нужна система с низким потреблением тока.Чтобы рассчитать выходную мощность солнечной системы, умножьте напряжение на ток. Если у вас система с более высоким напряжением, ваша сила тока будет ниже. Более низкая сила тока позволяет использовать провода меньшего сечения, которые дешевле и с ними легче работать.

Важно знать, что вам нужно будет использовать контроллер заряда MPPT при последовательном подключении панелей. Контроллеры заряда MPPT регулируют напряжение и ток солнечных панелей в соответствии с напряжением аккумуляторной батареи без ущерба для мощности.Если вы используете ШИМ-контроллер, батарея снизит общее напряжение массива панелей, чтобы оно соответствовало ему, и вы потеряете много энергии.

Параллельная проводка солнечных панелей

Напряжение и ток параллельно

Чтобы подключить солнечные панели параллельно, соедините все положительные клеммы на каждой панели вместе, а затем проделайте то же самое с отрицательными клеммами. Результирующий ток будет суммой всех сил тока панели в параллельном массиве. Однако общее напряжение будет равно выходному напряжению одной панели.

Например, на приведенном выше рисунке у нас есть три 18-вольтовые 6-амперные панели, подключенные параллельно. Выходной ток составляет 18 ампер (6A + 6A + 6A = 18A), но выходное напряжение по-прежнему составляет 18 вольт.

Что лучше для

Солнечные панели, работающие параллельно, работают независимо друг от друга и поэтому являются лучшим вариантом для условий смешанного освещения. Если тень покрывает одну или две из ваших панелей, остальные панели в массиве будут продолжать вырабатывать энергию, как и ожидалось.

Параллельные солнечные батареи также идеальны, если вам нужна система низкого напряжения с недорогим ШИМ-контроллером. Опять же, параллельное подключение нескольких солнечных панелей не влияет на общее выходное напряжение. Таким образом, если выходное напряжение вашей панели соответствует номинальному напряжению зарядки аккумулятора, последовательный массив позволяет увеличить выходной ток зарядки без необходимости регулирования напряжения.

Панели солнечных батарей

: последовательно или параллельно, что лучше?

Теперь, когда мы понимаем разницу между последовательным подключением солнечных панелей иПараллельно можно говорить о том, какой вариант лучше. Итак, следует ли подключать солнечные панели последовательно или параллельно? Что ж, опять же, это действительно зависит от вашего приложения.

Последовательное соединение солнечных панелей часто предпочтительнее, если вы можете проводить большую часть своего времени в незатененных местах. Основная причина этого в том, что ваша система солнечных батарей будет более эффективной и будет лучше работать в начале и конце дня, а также в пасмурную погоду. Вот почему.

Аккумуляторы требуют для зарядки более высокого напряжения, чем их номинальное напряжение.Например, нашим литиевым батареям требуется 14,4 вольт для начала зарядки. Большинство солнечных панелей мощностью 100 Вт имеют выходное напряжение 18–20 вольт. Чтобы достичь 14,4 вольт, необходимого для зарядки ваших батарей, параллельно подключенные солнечные панели должны работать с мощностью 75% или более.

→ Узнайте больше о зарядке литиевых батарей.

Однако, если вы подключите три одинаковые панели последовательно, максимальное выходное напряжение составит 54-60 вольт.Это будет означать, что вашему массиву панелей потребуется всего около 25% емкости, чтобы обеспечить заряд ваших аккумуляторов. Работать на 25% мощности намного проще даже в конце дня или в пасмурные дни. Важно помнить, что для работы такой системы вам понадобится контроллер заряда MPPT.

Параллельное подключение солнечных панелей – не обязательно плохой вариант. Контроллеры заряда MPPT дороги и могут оказаться излишними для небольших портативных приложений. Если у вас есть небольшая низковольтная система для дома на колесах или лодки, которая может находиться в условиях переменного освещения, параллельная система может быть отличным вариантом.Подобные системы будут отлично работать с недорогим ШИМ-контроллером заряда, что сэкономит вам деньги.

Серия

или параллельная для смесительных панелей типов

Во всех наших примерах предполагается, что мы подключаем солнечные панели последовательно или параллельно с использованием идентичных панелей. Хотя это идеальный и лучший вариант, это не является обязательным требованием. Возможно сочетание солнечных панелей от разных производителей с разными электрическими характеристиками, но есть несколько важных рекомендаций, которым необходимо следовать.

Если вы подключаете солнечную батарею последовательно, все панели должны иметь одинаковый номинальный ток. Напряжения все равно будут складываться, но выходной ток будет равен панели с наименьшим номиналом в серии.

В нашем первом примере, если одна из 18-вольтных панелей имеет номинальный ток четыре ампера вместо шести ампер, выход всей системы будет четыре ампера. Это означает, что общая мощность упадет примерно с 324 Вт (54 В X 6 А = 324 Вт) до 216 Вт (54 В X 4 А = 216 Вт).

В качестве альтернативы, при параллельном подключении солнечной батареи все панели должны иметь одинаковое номинальное напряжение. Выходное напряжение системы будет соответствовать панели с наименьшим номинальным напряжением.

Как правило, лучше использовать одни и те же панели в каждом массиве контроллера заряда. Оптимизация смешивания типов солнечных панелей с использованием нескольких контроллеров заряда с каждым массивом панелей на своем контроллере максимизирует солнечную мощность.

Что лучше для вас?

Нет правильного ответа на вопрос, следует ли подключать солнечные панели последовательно или параллельно.У обоих вариантов есть свои преимущества и недостатки. Решение основано на ваших потребностях и применении.

Какой вариант лучше всего соответствует вашим потребностям? Если вы не уверены, вы всегда можете позвонить нам по телефону (855) 292-2831.

→ Следует подключать батареи последовательно или параллельно? Прочтите нашу статью, чтобы узнать, как выбрать метод подключения для вашей системы: В чем разница между последовательным подключением аккумуляторов и батареями. Параллельно?

Хотите узнать больше об электрических системах и литиевых батареях?

Мы знаем, что строительство или модернизация электрической системы может быть сложной задачей, поэтому мы здесь, чтобы помочь.Наши специалисты по продажам и обслуживанию клиентов из Рино, штат Невада, готовы ответить на ваши вопросы по телефону (855) 292-2831!

Также присоединяйтесь к нам в Facebook, Instagram и YouTube, чтобы узнать больше о том, как системы с литиевыми батареями могут способствовать вашему образу жизни, узнать, как другие построили свои системы, и обрести уверенность, чтобы выйти и остаться в стороне.

Присоединяйтесь к нашему списку контактов

Подпишитесь сейчас на новости и обновления в свой почтовый ящик.

Смешивание солнечных панелей – что можно и чего нельзя • СЕКРЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Секреты последовательного или параллельного подключения различных солнечных панелей – полное руководство

В этой статье мы покажем вам:

Давайте сразу перейдем к делу.

Основы подключения различных фотоэлектрических панелей последовательно или параллельно

Сочетание солнечных панелей различного напряжения или мощности или произведенных разными производителями – часто задаваемый вопрос большинством домашних мастеров.

Хотя смешивать разные солнечные панели не рекомендуется, это не запрещено, и все будет в порядке, если будут тщательно учтены электрические параметры каждой панели (напряжение, мощность, ток).

Когда вы собираетесь соединить две панели, произведенные разными поставщиками, они не проблема.

Проблема в разных электрических характеристиках панелей, а также в различном ухудшении их характеристик.

Мы собираем солнечные панели для увеличения вырабатываемой солнечной энергии.

Подключение нескольких солнечных панелей последовательно, параллельно или в смешанном режиме – это эффективный и простой способ не только построить рентабельную систему солнечных панелей, но и помогает нам добавлять больше солнечных панелей в будущем для удовлетворения наших требований. возрастающие суточные потребности в электроэнергии.

Способ подключения солнечных панелей зависит от:

• Тип вашей системы солнечных панелей,
• Солнечная энергия, которую вы хотите вырабатывать,
• Другие компоненты системы, такие как контроллер заряда, аккумулятор и инвертор.

Есть два основных типа подключения солнечных панелей – последовательно или параллельно. Вы подключаете солнечные панели последовательно, когда хотите получить более высокое напряжение.

Однако, если вам необходимо получить более высокий ток, вы должны подключить панели параллельно.

Если вам нужно как более высокое напряжение, так и более высокий ток, вы должны применить оба режима подключения, это означает, что часть ваших солнечных панелей должна быть подключена последовательно, а остальные должны быть подключены параллельно.

Важно помнить, что оба режима подключения обеспечивают более высокую мощность.

Следовательно, если выходная мощность одной солнечной панели не может удовлетворить ваши ежедневные потребности в электроэнергии, вам следует подумать о добавлении к ней дополнительных таких панелей, последовательно или параллельно.

Однако, чтобы получить максимально эффективную систему солнечных панелей, вы должны соблюдать некоторые основные принципы, связанные с подключением солнечных панелей.

И последнее, но не менее важное: не забывайте о максимальной токовой защите солнечных панелей и солнечной энергосистемы!

Последовательное подключение солнечных фотоэлектрических панелей

Как мы уже говорили выше, при последовательном соединении солнечных панелей мы получаем повышенную мощность в сочетании с более высоким напряжением.

Такое «более высокое напряжение» означает, что последовательное соединение чаще применяется в сетевых солнечных системах, где:

1) напряжение системы часто составляет не менее 24 В и

2) выходное напряжение солнечной батареи подается на инвертор или контроллер заряда с обычно более высоким входным напряжением по сравнению с автономными системами.

Последовательное соединение означает соединение положительного вывода солнечной панели с отрицательным выводом следующей солнечной панели до тех пор, пока в конечном итоге у вас не останется один свободный положительный и один свободный отрицательный вывод массива, которые должны быть подключены к входу либо инвертора (в случае подключенной к сети системы без резервного аккумулятора) или контроллера заряда (в случае подключенной к сети системы с резервным аккумулятором или автономной системы солнечных панелей).

При последовательном подключении солнечных панелей общий выходной ток солнечной батареи равен току, проходящему через одну панель, а общее выходное напряжение представляет собой сумму падений напряжения на каждой солнечной панели.

Последнее действительно только при условии, что подключаемые панели одного типа и номинальной мощности.

Давайте рассмотрим изображенные ниже солнечные панели, предназначенные для системы солнечных панелей на 12 В, работающие в точке максимальной мощности , обеспечивая при этом указанные напряжение и ток, которые соответствуют этой точке отслеживания мощности.

Схема солнечных панелей, соединенных последовательно

Подключение солнечных панелей разного номинала последовательно

Вот последовательное соединение солнечных панелей разного номинального напряжения и одинакового номинального тока:

Изображение разводки солнечных панелей разные рейтинги в серии

Вы можете видеть, что если одна из солнечных панелей имеет более низкое номинальное напряжение (и такой же номинальный ток) по сравнению с остальными панелями, выходная мощность ниже, чем в предыдущем примере, но потери не существенный.Однако все будет совершенно иначе, если вы последовательно соедините панели с разными номинальными токами.

Однако вы должны иметь в виду, что ток, производимый солнечной панелью, зависит от температуры окружающей среды, температуры солнечных элементов и солнечного излучения.

Если солнечная панель меньшей мощности относится к другой серии или другой марки, она может вести себя по-разному в тех же условиях окружающей среды.

Например, если в одинаковых условиях окружающей среды солнечная панель разной мощности (т.е.е., 136 Вт) имеет более низкий ток (например, 7,5 А), это снизит производительность всей солнечной батареи, поскольку ограничит ток солнечной батареи до 7,5 А.

Эффективность солнечной батареи такая же, как и у самого слабого элемента.

При последовательном соединении таким слабым элементом является солнечная панель с наименьшим током.

Следующий пример показывает это более подробно.

На этот раз у нас есть последовательное соединение солнечных панелей с разным номинальным напряжением и разным номинальным током:

Изображение серия Подключение солнечных панелей разного номинального напряжения и разного номинального тока

На этом рисунке , вы можете видеть, что в общей сложности используются три различных типа солнечных панелей.

Каждый тип панели имеет собственное номинальное напряжение, ток и мощность.

Общий ток здесь равен , что определяется панелью с наименьшим номинальным током , и в результате общая мощность значительно снижается (на 40%) по сравнению с предыдущим примером, где потеря выходной мощности не столь значительна. .

Кроме того, если вы посмотрите на первую панель в строке и предположите, что вы подключили четыре таких панели параллельно, то общая выходная мощность будет: 4 x 85 Вт = 340 Вт.

Просто сравните это с резко уменьшенной мощностью 365 Вт, и вы обнаружите, что если вы последовательно подключите солнечные панели с разными номиналами напряжения и тока, общая выходная мощность будет определяться в основном солнечной панелью с самым низким рейтингом!

Более того, давайте представим идеальную фиктивную ситуацию, когда ток не влияет на производительность солнечной батареи – общая собранная солнечная мощность составит 515 Вт (85 Вт + 126 Вт + 152 Вт + 152 Вт)!

Подключение солнечных панелей параллельно

Следующий основной тип подключения солнечных панелей – параллельное.

Параллельное соединение солнечных панелей прямо противоположно последовательному соединению и используется для увеличения общего выходного тока массива и, следовательно, общей выходной мощности при сохранении того же напряжения.

«То же напряжение» – это системное напряжение, которое для автономных систем солнечных панелей обычно составляет 6 В или 12 В.

По этой причине параллельное подключение более типично для автономных систем.

При параллельном подключении все положительные выводы панелей соединяются вместе, и все отрицательные выводы также соединяются вместе.

В конечном итоге у вас есть один общий положительный и один общий отрицательный вывод солнечной батареи, которые должны быть подключены к входу либо инвертора (в случае сетевой системы без резервного аккумулятора), либо контроллера заряда (в случае подключенной к сети системы с резервным аккумулятором или автономной системы).

Когда вы подключаете солнечные панели параллельно, общее выходное напряжение солнечной батареи такое же, как напряжение отдельной панели, а общий выходной ток представляет собой сумму токов, проходящих через каждую панель.

Последнее действительно только при условии, что подключаемые панели одного типа и номинальной мощности.

Изображение параллельной проводки аналогичных солнечных панелей

Параллельное подключение солнечных панелей разного номинала

Вот параллельное соединение солнечных панелей разного номинального напряжения и одинакового номинального тока:

Изображение параллельного соединения солнечных панелей с разным номинальным напряжением и одинаковым номинальным током

Как видите, ситуация ухудшается, так как полное напряжение массива определяется солнечной панелью с самым низким рейтингом напряжения: мы получили потерю 11% установлена ​​солнечная энергия.

Давайте посмотрим, что произойдет, когда мы внесем еще больше разнообразия и подключим параллельно солнечные панели с разными номиналами напряжения и тока:

Изображение подключенных параллельно солнечных панелей с разными номиналами напряжения и тока

Дела неуклонно ухудшаются, но очевидно, что что вы теряете здесь, так как мощность намного ниже по сравнению с последовательным соединением различных солнечных панелей.

Важно подвести итог:

Как при последовательном, так и при параллельном подключении, подключение панели с более низким номиналом мощности к массиву приводит к снижению всей выходной мощности.

Чем ниже рейтинг, тем выше потери солнечной энергии.

Это, однако, гораздо более важно для панелей, соединенных параллельно.

Следовательно, если вы хотите получить максимальную мощность от своей солнечной батареи, вам следует подключать только аналогичные панели.

Смешивание различных панелей, подключенных последовательно или параллельно, ВСЕГДА снижает установленную мощность.

Кроме того, если у вас нет другого выбора, кроме подключения разнородных панелей, вы должны знать, что:

1) Для последовательного подключения – более важен одинаковый номинальный ток панелей.

2) При параллельном подключении – важнее одинаковое напряжение панелей.

Смешанная разводка солнечных панелей

Также возможно сочетание последовательного и параллельного подключения.

Изображение комбинации последовательного и параллельного подключения солнечных фотоэлектрических панелей

Действительно, это зависит от максимально возможного общего выходного напряжения и максимально возможного общего выходного тока солнечной батареи, которые ограничены максимальным входным напряжением и максимальный входной ток вашего контроллера заряда (для автономных систем) или инвертора (для сетевых систем).

Расчеты показывают, сколько панелей и как подключать.

Вы должны помнить, что последовательное соединение увеличивает напряжение, а параллельное соединение увеличивает ток.

Как последовательное, так и параллельное соединение приводят к увеличению установленной мощности, которая снижается, если вы решите подключить солнечные панели разных номиналов.

Если вы решите применить смешанное подключение, на практике ваша солнечная батарея будет состоять из четного числа панелей (кратно 2), например, 4 панели (2 последовательно и 2 параллельно) или 6 панелей (3 дюйма). серии и 2 параллельно).

Если в результате расчетов размеров системы количество панелей нечетное (например, 3 или 5), и вы уверены, что не собираетесь добавлять дополнительные панели в будущем, целесообразно использовать последовательную или параллельную проводку.

Если в любом случае вы предпочитаете подключать солнечные панели разных номиналов, а не тратить деньги на покупку аналогичных солнечных панелей и в конечном итоге получаете установленную мощность, которая вам никогда не понадобится, будет разумной идеей разделить панели на два набора и подключить их друг к другу. параллельно.

В таком случае, однако, вам следует либо поискать контроллер заряда (или инвертор для сетевых систем) с как минимум двумя входными источниками питания, либо установить второй контроллер заряда (или инвертор для сетевых систем).

Как вы видите, с солнечной батареей, состоящей из разных солнечных панелей, единственный способ избежать потерь установленной мощности – это разделить панели на отдельные цепи, однако, ради, возможно, более сложной проводки и более дорогого контроллера заряда или инвертор.

Что мы рекомендуем:
1) Используйте панели с одинаковыми рейтингами.

2) При подключении разных солнечных панелей, чтобы минимизировать потери:

• Подключайте только последовательно панели разных марок и с одинаковым током.
• Соединить параллельно панели разных марок и одинакового напряжения.
• Не рекомендуется подключать различные солнечные панели к солнечной батарее, так как напряжение или ток могут снизиться. Это приводит к снижению выходной мощности и, следовательно, к меньшему количеству электроэнергии, вырабатываемой солнечными батареями. Поэтому, если вы планируете использовать разнородные панели, попробуйте выбрать панели с одинаковым напряжением и током.
• Каждая отдельная панель в солнечной батарее имеет свою оптимальную точку отслеживания солнечной энергии в данный момент.Предположим, вы используете контроллер заряда MPTT. Различные солнечные панели снижают эффективность контроллера для отслеживания этой оптимальной точки питания. Контроллер заряда MPPT на солнечной батарее является более умным устройством, чем контроллер заряда PWM, с точки зрения его способности выжимать больше солнечной энергии, отслеживая оптимальную точку мощности фотоэлектрических панелей или солнечной батареи. Однако при поиске оптимального компромисса недостаточно умен, чтобы проводить триангуляцию между столькими различными точками оптимальной мощности.

Как выжать больше солнечной энергии из различных солнечных панелей, нарушив правила передовой практики?

Можно сказать, у меня разные панели.

Купил. Это была настоящая сделка.

Я не хочу их выбрасывать.

Что я могу сделать, чтобы выжать из них оптимальную солнечную энергию?

Да, вы можете это сделать, но это требует определенных вложений.

Вам следует купить дополнительные контроллеры заряда и попытаться устранить эти различия, реализовав «Идеальное смешивание».’

Вот идеальное сочетание различных солнечных панелей с одинаковым напряжением, соединенных параллельно, с помощью контроллера заряда:

Изображение идеального смешивания разных солнечных панелей с одинаковым напряжением, соединенных параллельно, с помощь контроллера заряда

Сценарий 1. Солнечные панели и контроллер заряда рассчитаны на одно и то же напряжение в системе.

В этом случае вы можете использовать ШИМ-контроллеры, если вы ищете недорогое решение.

На рисунке выше изображено соединение двух различных солнечных панелей на 12 В: 100 Вт (18 Вмп x 5,5 А имп) и 50 Вт (18 Вмп x 2,77 имп), предназначенных для системы солнечной энергии с системным напряжением 12 В.

Это могут быть, например, одна монокристаллическая и одна поликристаллическая солнечные панели.

Или ПВХ панели одного типа (например, поли или моно), но произведенные разными производителями.

Более того, вы можете использовать эту схему не только для выявления различий между разными типами солнечных панелей, но и для уменьшения различий, вызванных окружающей средой, между точно такими же фотоэлектрическими панелями.Например, таким образом вы избежите снижения производительности, когда одна из фотоэлектрических панелей частично затемнена в течение дня или указывает неоптимальное направление.

Имейте в виду, что это упрощенная схема. Следовательно, дополнительное оборудование, необходимое для объединения этих солнечных панелей, такое как блоки сумматора постоянного тока и предохранители, не используется.

Далее идет идеальное смешение различных фотоэлектрических панелей с разным напряжением с помощью контроллера заряда:

Изображение идеального смешения различных фотоэлектрических панелей с разным напряжением с контроллером

Сценарий 2.Солнечные панели имеют номинальное напряжение выше, чем напряжение в системе.

У вас есть две разные солнечные панели с более высоким напряжением, то есть одна 100 Вт / 24 В и одна 200 Вт / 24 В, которые вы хотите подключить к уже работающей солнечной энергосистеме 12 В, состоящей из двух солнечных панелей 12 В 50 Вт, подключенных параллельно из предыдущей. сценарий (см. рисунок выше).

В этом случае вы должны использовать понижающий контроллер заряда MPPT, способный понижать напряжение солнечной панели 24 В до 12 В.

Почему контроллеры заряда MPPT?

Почему бы не использовать недорогой контроллер PW, спросите вы?

Потому что контроллеры заряда MPPT преобразуют разницу напряжений между солнечной панелью 24 В и батареей 12 В в увеличение выходного тока, который в два раза выше по сравнению с использованием контроллера заряда PWM.

При этом вдвое большем токе мощность на выходе контроллера MPPT будет почти в два раза выше по сравнению с использованием понижающего контроллера ШИМ.

Имейте в виду, что это упрощенная схема. Следовательно, отсутствует оборудование, необходимое для объединения этих солнечных панелей и предохранителей.

Если вам понравилась эта статья, вам также могут понравиться наши новые книги kindle:

1. ‘The Ultimate Solar Power Design Guide: Less Theory More Practice’ [Мягкая обложка и издание Kindle] Это недостающий Руководство по проверенному, простому и быстрому проектированию солнечных систем электроснабжения для вашего дома, бизнеса, лодки, транспортного средства или других мероприятий на открытом воздухе.Написано экспертами как для начинающих, так и для профессионалов.

Щелкните здесь, чтобы получить «Полное руководство по проектированию солнечной энергии: меньше теории, больше практики» Kindle Book на Amazon прямо сейчас и приступайте к работе Экономьте деньги на электроэнергии и защитите свою семью от энергетической зависимости!

2. «Правда о солнечных панелях – книга, которую производители, продавцы, установщики и мошенники, занимающиеся изготовлением солнечных батарей, не хотят, чтобы вы читали» [издание в мягкой обложке и Kindle].Эта самая продаваемая книга в категории солнечных батарей на Amazon Paperback & Kindle Books содержит больше секретов и полезных советов о солнечных батареях, которые сэкономят вам много времени и денег. Книгу можно купить в любом магазине Amazon по всему миру.

Щелкните здесь, чтобы получить « Правда о солнечных панелях» в мягкой обложке или Kindle Закажите на Amazon сейчас и начните Экономьте деньги на электроэнергии и защитите свою семью от энергии Зависимость !

Если вы большой поклонник автономной солнечной энергии своими руками и ищете пошаговое нетехническое руководство по быстрому и легкому использованию солнечной энергии в вашем доме, каюте или домике, а также в вашем доме на колесах, кемпере или лодке, вы можете ознакомиться с нашим новый бестселлер / издание в мягкой обложке или издание для Kindle / «Off Grid And Mobile Solar Power For Every» доступно на Amazon по всему миру.

Вы можете узнать больше о том, как эта книга может помочь вам быстро и легко реализовать свои самостоятельные автономные проекты или проекты мобильной солнечной энергии, посмотрев видео ниже:

Нажмите здесь, чтобы получить эту самую продаваемую книгу на Amazon прямо сейчас!

Ищете не проверенные на обман продукты солнечной энергии для вашего солнечного проекта? Нажмите здесь, чтобы посетить наш магазин солнечной энергии прямо сейчас!

Вам также может понравиться Сэкономят ли ваши деньги солнечные батареи? и Могут ли солнечные батареи питать дом? или Сколько солнечных панелей мне нужно, или получите дополнительную информацию в разделе Часто задаваемые вопросы о солнечной энергии

Кроме того, вам может понравиться наше новое подробное руководство по солнечным электрическим системам, в котором исследуются автономные, связанные с сетью и гибридные солнечные энергосистемы.

Следующие две вкладки изменяют содержимое ниже. Лачо Поп, MSE, имеет степень магистра электроники и автоматики. Он имеет более чем 15-летний опыт проектирования и внедрения различных сложных электронных, солнечных энергетических и телекоммуникационных систем. Он является автором и соавтором нескольких практических книг по солнечной энергии в области солнечной энергии и солнечной фотоэлектрической энергии. Все книги были хорошо приняты публикой. Вы можете узнать больше о его бестселлерах по солнечной энергии на Amazon на странице его профиля здесь: Lacho Pop, MSE Profile

Solar Panels Series или Parallel: The Evergreen Solar Dilemma

Серия

солнечных панелей предлагает хороший потенциал расширения и более низкую стоимость, параллельные соединения меньше склонны к проблемам с затенением, а гибридные варианты сочетают в себе лучшее из обоих миров.Подключенные массивы серии

производят более высокое напряжение и низкую силу тока, что обеспечивает рост и низкие затраты на установку. Напротив, модели с параллельной разводкой производят низкое напряжение и большую силу тока и менее подвержены таким проблемам, как затенение массива. Гибридные, или последовательно-параллельные, проводные панели сочетают в себе характеристики обоих типов, что обеспечивает отличную гибкость установки.

Еще одно важное соображение – это то, как выбор модели подключения влияет на выбор остального оборудования для установки.Например, в последовательных схемах предпочтение отдается контроллерам заряда MPPT, в то время как параллельные модели обычно лучше всего работают с типами PWM. То же самое относится к выбору кабелей, разъемов и оконечного оборудования.

В нашей публикации в блоге эти теории подробно рассматриваются, а также дается представление о том, какую модель вам следует выбрать.

Что такое последовательные и параллельные схемы?

Все источники постоянного тока (DC), такие как батареи или солнечные панели, имеют положительные и отрицательные выходные клеммы.Вырабатываемая ими электрическая энергия течет от положительной клеммы через нагрузку (лампочку или двигатель), а затем обратно к отрицательной клемме.

Если вы используете один источник, то есть одну батарею, схема проста. Если, с другой стороны, вам нужно использовать более одного источника, эти источники должны быть каким-то образом связаны. И здесь вступают в игру последовательные и параллельные соединения. Цепи серии

В последовательной цепи батареи батареи соединены гирляндной цепью.Положительная клемма одной батареи подключена к отрицательной клемме соседней. Если вы можете представить грузовики в поезде, то так выглядит схема. Эта концепция проиллюстрирована ниже.

Кредит: Пол Скотт

Параллельные цепи

У одних и тех же батарей, подключенных параллельно, все положительные клеммы подключены, а все отрицательные клеммы подключены. На рисунке ниже показан пример параллельной цепи.

Кредит: Пол Скотт

Каковы электрические различия между двумя цепями?

Чтобы разобраться с этими различиями, давайте рассмотрим три основных параметра, участвующих в оценке источников питания постоянного тока, которые напрямую связаны с проводкой солнечных панелей.

1. Напряжение: Электрическое «давление», которое должен иметь источник питания, чтобы протолкнуть электрическую энергию по цепи. Измерено в Вольт .
2. Сила тока: Объем электрической энергии проталкивается через цепь под действием давления напряжения. Измеряется в А
3. Мощность: Сила или способность двух предыдущих элементов выполнять работу. Измеряется в Вт .

Последовательные соединения

В последовательной цепи напряжений каждого источника суммируются.Однако сила тока комбинированных источников остается такой же, как и индивидуальные номиналы. Вот пример. Если две батареи на приведенном выше рисунке последовательной цепи рассчитаны на 1,5 В и 500 мА каждая, выход цепи будет 3 В (1,5 x 2) и 500 мА.

Для расчета мощности, которую схема может выдержать, используется следующий расчет: сила тока x вольт = ватт. В этом случае схема может выдавать 1,5 Вт (3 x 0,5 = 1,5)

Параллельные соединения

Если источники питания подключаются параллельно, последовательное вычисление происходит в обратном порядке.Другими словами, выходное напряжение остается прежним, а сила тока удваивается. Другими словами, на выходе будет 1,5 Вольт и 1 ампер (500 мА x 2).

Итак, как это влияет на мощность цепи? Давайте посмотрим, используя расчет силы тока. 1 ампер x 1,5 Вольт = 1,5 Вт.

Сводка

В последовательных цепях напряжение увеличивается с каждой дополнительной батареей или солнечной панелью, в то время как сила тока остается неизменной. Напротив, в параллельной цепи напряжение остается неизменным, а сила тока увеличивается.Однако мощность остается неизменной независимо от того, какая схема используется.

Как все это связано с проводкой солнечных панелей?

Способы подключения солнечных панелей являются важными факторами при планировании солнечной установки. Давайте подробнее рассмотрим все преимущества, недостатки и различные области применения каждого типа проводки.

Подключение нескольких солнечных панелей аналогично нашим примерам с батареями. Математика такая же. Вот примеры обоих способов подключения солнечных панелей и их расчеты.

Кредит: Пол Скотт

Кредит: Пол Скотт

Серия

/ Параллельная проводка солнечных панелей

На этом этапе нам необходимо представить третий вариант для подключения солнечных панелей, гибрид или серию / параллельная проводка .

Гибридный массив панелей состоит из двух или более групп, или цепочек, последовательно соединенных проводных фотоэлектрических панелей. Хотя расчеты немного сложнее, все теории остаются в силе. Вот пример установки гибридной солнечной панели.

Кредит: Пол Скотт

То, что мы имеем, – это две серии проводных солнечных панелей. По сути, каждая цепочка образует одиночную солнечную панель . Эти две «панели» затем подключаются параллельно, и кроме этого применяется стандартная теория параллельности.

Массивы солнечных панелей, соединенные проводом в гибридной конфигурации, популярны среди установщиков солнечных батарей и предлагают некоторые уникальные преимущества, которые мы подробно рассмотрим позже.

Вот видео, которое описывает предыдущие теории.

Каковы плюсы, минусы и области применения последовательного или параллельного подключения солнечных панелей?

Для начала давайте рассмотрим четыре основных элемента солнечной системы, которые влияют на выбор метода подключения. Это:

1. Размер массива панелей

2. Выбор контроллера заряда

3. Расположение панели

4. Факторы окружающей среды

Размер массива панелей

Компоновки солнечных панелей малого и среднего размера могут быть подключены последовательно или параллельно, при этом решающим фактором является любой один или комбинация трех других элементов.Компоновки больших солнечных батарей почти всегда подключаются с использованием гибридной или последовательной / параллельной проводки.

Выбор контроллера заряда

Проводные солнечные панели серии

идеально подходят для контроллеров заряда MPPT, тогда как контроллеры ШИМ лучше всего подходят для панелей, подключенных параллельно.

Расположение панели

Панели, расположенные на большом расстоянии от контроллера заряда, требуют длинных кабелей. Поскольку массивы панелей с параллельной проводкой производят более высокие силы тока, они требуют проводки большего сечения. Это может значительно увеличить стоимость установки, делая более подходящими последовательные схемы.

Факторы окружающей среды

Не всегда можно найти идеальное место для вашей солнечной батареи, а близость зданий и деревьев может вызвать проблемы с затенением, особенно с частичным затенением. Вот почему.

Попробуйте представить себе гирлянду рождественских огней. Они соединены последовательно, и если один шар умирает, остальная часть нити умирает вместе с ним. Серийные проводные солнечные панели похожи тем, что частичная тень, падающая на одну или несколько панелей, может нанести ущерб производительности массива.

По этой причине параллельная проводка солнечных панелей часто является лучшим выбором для мест, которые имеют частичное затенение в течение дня.

Где лучше всего подключать солнечные панели в параллельной, последовательной или гибридной конфигурациях

Давайте посмотрим на пару типичных сценариев установки солнечных батарей и выясним, какой тип проводки будет идеальным для каждой системы солнечных панелей.

Малогабаритная солнечная установка для дома на колесах – Сценарий 1

Технические характеристики

Две солнечные панели на 12 В, 3 А, установленные на крыше

ШИМ-контроллер заряда 24 В, 10 А последовательно подключенные солнечные панели, выходная мощность будет 24 В (2 x 12) при 3 А.Теперь, когда это находится в пределах максимальных входных характеристик контроллера заряда, напряжение достигает максимума. Это не оставит вам места для расширения системы солнечных панелей RV и, вероятно, сократит срок службы контроллера.

Параллельное соединение

При параллельном подключении, выход той же панели составляет 12 В при 6 (2 x 3) А, что удобно в пределах максимальных характеристик контроллера заряда.

Заключение

В этом сценарии параллельное подключение панелей определенно будет лучшим выбором для подключения солнечных панелей по следующим причинам:

1.Выходы солнечной панели лучше соответствуют номинальным максимальным значениям контроллера заряда.

2. При установке на крыше длина кабеля будет короткой. В этом случае любое увеличение диаметра провода для работы с более высокой силой тока будет незначительным.

3. Жилые автофургоны часто припарковывают в затененных местах. Параллельно подключенные солнечные панели более эффективны и обеспечивают более стабильные результаты в таких ситуациях.

Малогабаритная солнечная установка для дома на колесах – Сценарий 2

Технические характеристики

2 x мобильные солнечные панели 12 В, 3 А

Контроллер заряда MPPT 36 В, 40 А

Series Connection

Если вы подключили солнечные панели, подключенные последовательно, на выходе все равно будет 24 В (2 x 12) при 3 А.Выходной сигнал панели теперь значительно ниже максимального номинала контроллера.

Параллельное соединение

Аналогичным образом, при параллельном подключении одних и тех же солнечных панелей будет получено 12 В при 6 (2 x 3) А, что также вполне соответствует требованиям контроллеров заряда.

Заключение

В этом сценарии подключение солнечных панелей параллельно или последовательно было бы идеально подходящим для контроллера заряда. Однако последовательное соединение было бы лучшим выбором.Вот почему:

1. Массив мобильных панелей может находиться далеко от автомобиля и контроллера заряда. Более низкая сила тока означала бы более тонкую проводку и снижение затрат.
2. С мобильными солнечными батареями легче найти незатененное место или переместить их, когда солнце движется по территории.

Малогабаритная бытовая солнечная установка – Сценарий 1 – Крепление на крыше

Технические характеристики

4 x крепление на крыше 20 В, 5 А солнечные панели

48 В, 60 А ШИМ-контроллер заряда или 1 Вольт, 30 А Контроллер заряда MPPT

Последовательное соединение

В этом случае последовательное подключение солнечных панелей будет производить 80 В (4 x 20) при 5 А.Это намного выше максимального номинального напряжения контроллера ШИМ. Однако контроллер MPPT хорошо справится с этим типом метода подключения.

Параллельное соединение

Одни и те же панели, подключенные параллельно, вырабатывают 20 Вольт при 20 (4 x 5) А, что соответствует требованиям любого контроллера.

Гибридное или последовательное / параллельное соединение

Метод гибридного соединения для этого сценария обычно представляет собой две строки из двух последовательно соединенных параллельно панелей.Результат будет выглядеть так. Струны обеих серий будут производить 40 Вольт (2 x 20) при 5 Ампер. Когда они подключены параллельно, на выходе получается 40 Вольт и 10 Ампер.

Заключение – ШИМ-контроллер

В этом случае о последовательном подключении не может быть и речи. С другой стороны, параллельная установка хорошо подошла бы для остальных компонентов. Вариант гибридной проводки дает некоторые преимущества, но все же не является идеальным решением. Вот факты:

1. Напряжение на выходе из последовательного соединения слишком велико для контроллера PWM.
2. Оба выходных параметра параллельного набора идеальны. Кроме того, установка на крыше обычно размещает контроллер ближе к панелям. Это позволит избавиться от длинных кабелей и свести на нет последствия более высокой выходной силы тока. Небольшое количество панелей также не создаст проблемы с большим количеством проводов, задействованных в параллельных соединениях.
3. Гибридная установка также будет достаточно хорошо работать в этом сценарии. Это потребовало бы меньше проводки на крыше, не было бы столь восприимчиво к затенению и производило бы меньшую силу тока.Однако напряжение довольно близко к максимальному значению контроллера, что может потребовать увеличения размера с очевидным увеличением стоимости.

Заключение – контроллер MPPT

1. Как последовательные, так и параллельные выходы напряжения и силы тока находятся в пределах спецификации для контроллера MPPT. Однако меньшая вероятность затенения креплений на крыше, меньшая сила тока и меньшее количество проводов делают последовательное соединение идеальным выбором. К сожалению, контроллер MPPT стоит дороже.
2. Гибридный метод подключения также будет хорошим выбором для этого приложения, хотя он дает больше преимуществ в более крупных установках.

Малогабаритная бытовая солнечная установка – Сценарий 2 – Крепление на землю

Технические характеристики

4 x наземных крепления 20 В, 5 А солнечные панели

48 В, 60 А ШИМ-контроллер заряда или 1 Вольт, 30 А Контроллер заряда MPPT

Серия

, параллельные и гибридные подключения панелей

Поскольку мы использовали те же детали установки, что и установка на крыше, все детали вывода остаются такими же, как и приведенные выше цитаты.

Заключение

• Массивы панелей для наземного монтажа обычно располагаются дальше от остальных компонентов установки. А для этого, очевидно, требуются длинные кабели. Минимально возможное значение силы тока всегда является приоритетом при планировании наземных установок для снижения затрат и электрических потерь. Подключенные солнечные панели серии
• производят высокое напряжение и низкую силу тока, что делает их единственным действительно жизнеспособным решением для такого типа установки.Обратной стороной этой реальности является то, что использование контроллеров заряда с ШИМ практически исключено. Однако более высокая стоимость подходящего контроллера MPPT обычно компенсируется соответствующей экономией на кабельной разводке.

Крупномасштабная солнечная установка на крыше в жилых помещениях

Мы рассмотрим только крупномасштабные системы солнечных панелей на крыше, потому что наземные установки для установки в жилых помещениях, как правило, невелики. Тип контроллера заряда также будет ограничен MPPT, поскольку контроллеры PWM обычно не подходят для этого типа установки.

Технические характеристики

Солнечные панели 18 x 20 В, 5 А

Контроллер заряда солнечной батареи MPPT 250 В, 70 А

Серия

Соединение

При последовательном подключении всех солнечных панелей будет получен следующий выходной сигнал: 360 В ( 18 x 20) при 5 А. Это было бы нецелесообразно, потому что напряжение намного превышает максимальное значение контроллера заряда.

Параллельное соединение

В этом сценарии параллельное подключение солнечных панелей будет производить 2o вольт при колоссальных 90 ампер.Сила тока, создаваемая этим методом подключения, окрашивает его прямо с поля зрения.

Гибридное соединение

Реализация настройки гибридного подключения на этой установке даст следующие цифры: 180 Вольт (9 x 20 для последовательных цепочек) при управляемых 10 А (5 x 2 для параллельного компонента).

Заключение

• Последовательное подключение массива такого размера нецелесообразно из-за чрезмерно высокого напряжения.
• То же самое и при параллельном подключении. Вырабатываемая огромная сила тока намного превышает возможности контроллера, но для его работы потребуется спагетти-разветвление кабеля промышленного калибра.
• В этом типе установки действительно проявляются преимущества гибридных методов подключения. Они позволяют установщикам соответствовать требованиям к выходным данным, манипулируя числами, чтобы оставаться в пределах разумных параметров.

Каков вывод в большой серии против параллельных дебатов?

Одна вещь, которая становится здесь предельно ясной, заключается в том, что планирование солнечных электростанций – это балансирующий акт, при котором каждая часть целого влияет на все остальные.Соединять ли солнечные панели последовательно или параллельно – это только одна часть этого целого, а остальные особенности играют большую роль в принятии решения.

Столь же очевидно, что выбор метода подключения может быть отличным инструментом в достижении этого точного баланса. Умелое использование характеристик каждого метода подключения часто имеет неоценимое значение для получения эффективных и производительных вариантов солнечной энергии.

Вот основные выводы:

Панели солнечных батарей с проводкой серии вырабатывают высокое кумулятивное напряжение при низкой средней силе тока и хорошо подходят для небольших установок с более длинными кабелями.У них меньше соединительной проводки, но они более чувствительны к частичному затемнению. Последовательное подключение солнечных панелей также больше подходит для использования с контроллерами заряда MPPT.

Панели солнечных батарей с параллельным подключением выдают среднее напряжение и большую выходную силу тока. Они подходят для небольших установок с короткими кабелями. Кроме того, параллельные солнечные панели хорошо работают в частично или даже полностью затененных местах и ​​идеально подходят для контроллеров PWM.

Гибридная или последовательная / параллельная проводка солнечных панелей – идеальное решение для обширных солнечных энергетических установок.Они позволяют устанавливать большое количество панелей, сохраняя при этом значения напряжения и силы тока в пределах управляемых параметров. Они менее чувствительны к затенению и подходят только для использования с контроллерами MPPT.

Мы надеемся, что эта статья помогла прояснить загадку последовательного или параллельного подключения солнечных панелей. Если вы хотите прокомментировать или поделиться каким-либо соответствующим опытом, используйте раздел комментариев ниже.

Электропитание ваших устройств солнечной энергией: параллельный и серия

Обзор питания ваших устройств от солнечной энергии

Мы можем разделить нашу солнечную электростанцию ​​на три основных части.Это (1) аккумулятор / источник питания , (2) устройства, которые мы хотим запитать, , разряжающие наши батареи, и (3) солнечные панели , которые заряжают наши батареи. И наши батареи, и наши панели могут быть подключены последовательно или параллельно в зависимости от наших потребностей. Давайте разберем каждую из них, начнем с наших батареек:

Часть первая, блок питания

Ампер / час, энергия в вашей системе

Количество энергии, содержащейся в данной батарее, измеряется в ампер / часах.Точно так же, как мы можем сказать, что в яблоке 95 калорий, мы можем сказать, что стандартная свинцовая батарея содержит 100 ампер / час. Это означает, что теоретически мы могли бы потреблять 1 ампер за 100 часов или 100 ампер за один час. В реальных приложениях дело обстоит иначе. На стандартной батарее может быть этикетка с надписью 100 AH (ампер / час) при 20 HR (часах). Это означает, что батарея рассчитана на питание 5 ампер в течение 20 часов при полезном напряжении.

Важно понимать, что ампер / час – это всего лишь мера общей энергии в аккумуляторе, поэтому вот другой пример: автомобильные аккумуляторы обычно содержат около 45 ампер / час энергии.Когда мы проворачиваем стартеры, чтобы включить двигатели, аккумулятор может потреблять более 100 ампер. Тем не менее, такой большой сток длится ровно столько, сколько нужно, чтобы перевернуть двигатель. Как только ваш двигатель заводится, автомобильный аккумулятор быстро заряжается от автомобильного генератора.

Тогда вы можете спросить себя, какую батарею мне покупать? Сколько ампер / часов мне понадобится? Что, если мой ежедневный расход больше, чем может обеспечить любой аккумулятор?

Параллельная установка нескольких батарей Серия VS

Для большинства приложений одна батарея емкостью 100 Ач не обеспечивает достаточного количества энергии.Чтобы получить больше энергии, мы могли бы купить несколько батарей. Это приводит к вопросу: «Как мне установить несколько батарей? Есть два способа: Series или Parallel. Когда батареи подключены к серии , к добавляется напряжение. Когда батареи подключены в параллельном, добавляются ампер / часы. Если мы соединим четыре батареи по 100 А / час вместе в параллельном соединении , наша система будет иметь общую энергию 400 А / час при напряжении 12 вольт. Наиболее распространенная установка батарей требует подключения батарей параллельно, но можно подключать параллельно и последовательно для достижения 24/48 вольт.Однако для большинства приложений 12 вольт уже является полезным напряжением.

Чтобы подключить аккумулятор параллельно, мы используем провода для соединения каждой из положительных клемм наших аккумуляторов, а затем, используя другой провод, соединяем все отрицательные клеммы наших аккумуляторов. Это увеличит нашу память в ампер / час при сохранении того же напряжения.

Чтобы подключить батарею последовательно, мы подключаем положительный полюс одной батареи к отрицательной клемме следующей, повторяя этот процесс для каждой батареи в нашей установке.Это складывает напряжение нашей установки, в то время как память ампер / час остается прежней.

Часть вторая, сток из вашей бытовой техники

Питание ваших устройств с помощью инвертора

Большинство солнечных установок включает инверторов . Инверторы преобразуют постоянный ток наших аккумуляторов в переменный (переменный ток), который может использоваться большинством бытовых приборов, таких как телевизоры или холодильники.

Не все инверторы созданы равными, и вам нужно убедиться, что инвертор, который вы покупаете для вашей системы, может выдавать достаточно ватт для вашей установки.В этой статье речь пойдет только о блоке питания, необходимом для питания ваших приборов.

Как долго мои батареи будут в состоянии питать мою установку?

Мы описываем утечку энергии, которую бытовые приборы потребляют от ваших батарей, потребляя Вт . Для упрощения, Вт. – это описание расхода ампер / часов, потребляемого данным устройством. Количество слива различается для каждого приложения и зависит от того, использует ли устройство постоянный или переменный ток.

Итак, если количество Вт , которое требуется устройству, описывает, сколько ампер / часов оно потребляет от наших батарей во время использования, как мы можем узнать, как долго наше устройство будет работать с данной настройкой батареи в ампер / час?

Вот формула с сайта DonRowe.com, которая скажет нам, сколько часов данный блок питания сможет проработать инвертор, содержащий наши приборы.

https://www.donrowe.com/power-inverter-faq-a/258.htm#how_long

Сначала мы складываем общее количество ампер / часов наших батарей.(Помните, что это информация, которую вы можете найти на этикетке каждой батареи.) В нашем примере настройки у нас есть четыре батареи, подключенные параллельно, что дает нам общее количество ампер / часов 400.

Теперь нам нужно решить, какие устройства мы хотим запитать с этой установкой. Допустим, мы хотим включить телевизор, который потребляет 60 ватт от наших ампер / часов.

Вот формула:

(( 10 X 400 ампер / час) / (60)) / 2 ) = около 33 часов непрерывного использования телевизора, если мы начнем с полной зарядки.

Другой пример:

Допустим, у нас есть те же четыре батареи на 100 ампер / час, подключенные параллельно, что дает нам 400 ампер / часов при напряжении 12 вольт. Что, если бы мы хотели запитать наш 60-ваттный телевизор и 80-ваттный холодильник?

Пример:

(10 X 400 ампер / час) / (60 Вт от телевизора + 80 Вт от холодильника) = (28/2) = около 14 часов непрерывного использования.

Конечно, цель нашей солнечной установки – заряжать наши батареи в течение дня, пока солнечно, поэтому наши ампер-часы будут расти в течение дня, а не просто истощаться нашими приборами.

Часть третья, зарядка наших батарей с помощью солнечных батарей

Основы солнечных панелей

Наш комплект для подзарядки от солнечных батарей будет состоять из двух основных элементов. ПАНЕЛИ , которые вырабатывают энергию от солнца, и КОНТРОЛЛЕР СОЛНЕЧНОГО ЗАРЯДА , который преобразует этот ток в напряжение и силу тока, которые могут заряжать аккумулятор, не повреждая его.

Контроллер заряда от солнечных батарей

Большинство солнечных панелей выдают напряжение, которое при прямом подключении может повредить аккумулятор.Вот почему солнечные установки включают контроллеры заряда от солнечных батарей. Эти устройства ограничивают количество напряжения, поступающего от ваших панелей к вашим батареям, чтобы предотвратить повреждение, уменьшить утечку в ночное время и предотвратить чрезмерную разрядку ваших приборов.

Например, данная солнечная панель может выдавать 24 вольта на вашу батарею. При стандартной настройке на 12 В для полной зарядки аккумулятора потребуется не более 14–14,5 В. Наши контроллеры солнечного заряда ограничивают поток электричества, чтобы уменьшить этот ущерб.

Существует два основных типа контроллеров заряда: MPPT и PWM.

MPPT против PWM

И MPPT, и PWM ограничивают напряжение аккумулятора, но делают это по-разному.

Контроллеры заряда

с отслеживанием точки максимальной мощности (MPPT) являются более дорогим вариантом. Они преобразуют избыточное напряжение в силу тока, эффективно увеличивая скорость зарядки аккумулятора. В приведенном выше примере контроллер заряда MPPT ограничит наши 24 вольта, поступающие от наших солнечных панелей, но увеличит ток, поэтому общий поток энергии останется примерно таким же.Использование контроллера заряда MPPT означает, что вы можете эффективно справляться с более высоким общим напряжением, что имеет преимущества, которые мы обсудим в разделе «Солнечные батареи».

Контроллеры

PWM дешевле, но не имеют этой функции. В приведенном выше примере они также ограничили напряжение до 12 вольт, но не изменили силу тока. Фактически теряется половина генерируемой мощности! Если вы используете ШИМ-контроллер заряда, настоятельно рекомендуется использовать аккумуляторную батарею с напряжением, соответствующим выходному напряжению ваших солнечных панелей.

Подключение наших солнечных панелей

Так же, как мы можем подключать наши батареи последовательно или параллельно, мы также можем подключать наши солнечные панели последовательно или параллельно. Помните, когда мы подключаем параллельно, мы добавляем наши усилители. Когда мы соединяем последовательно, мы складываем наши вольты.

При зарядке аккумуляторов мы хотим, чтобы наш зарядный ток достиг определенного уровня вольт, а затем увеличивал силу тока, чтобы заряжаться быстрее. Зарядный ток 12 В и 3 А заряжается намного быстрее, чем ток 12 В и 1 А.Таким образом, у вас может возникнуть соблазн всегда подключать параллельно, особенно с учетом того, что солнечные панели высокой мощности уже вырабатывают более 12 вольт. Однако мы должны быть осторожны, прежде чем увеличивать наши усилители таким образом. Мы должны думать о наших проводах.

Если мы значительно увеличим наши усилители, нам потребуются кабели очень низкого сечения (толстые) для безопасной передачи этого тока. Чем больше ампер мы пропускаем через наши провода, тем больше тепла они выделяют. Токи низкого напряжения также будут иметь потерю напряжения, если мы переносим нашу энергию на большие расстояния.

Вот почему вы можете обнаружить, что наличие контроллера заряда MPPT может стоить дополнительных затрат. С контроллером заряда MPPT мы можем подключать наши панели последовательно, справляться с легким высоковольтным малым током и при этом почти не терять энергию при зарядке наших аккумуляторов.

Сколько панелей мне нужно?

Часто мы получаем следующий вопрос: «Сколько панелей я должен купить? Сколько ватт мне потребуется для питания моей установки? »

Все настройки разные.Если вы просто хотите зарядить свой телефон и ноутбук, ваша установка будет отличаться от тех, кто хочет питать свой холодильник, телевизор и несколько светодиодных ламп.

Вот как вы можете приблизительно оценить, сколько энергии потребуется вашей установке. Приборы потребляют ватты. Вы можете погуглить, сколько ватт потребляет каждое из ваших устройств, а затем умножить количество часов, которое вы ожидаете использовать в день, и сложить их вместе. Например, мы можем использовать наш предыдущий пример с телевизором и холодильником. Мы планируем использовать наш телевизор на 60 Вт в течение 4 часов в день, что приведет к потреблению 240 Вт / час (20 ампер / час).Мы хотим, чтобы наш холодильник на 80 Вт работал 24 часа в сутки, в результате чего потребляемая мощность составляет 1920 Вт / час (160 ампер / час). Это означает, что наша система потребляет 2160 ватт / час в день.

Итак, сколько панелей нам понадобится? Если мы предположим, что у нас есть одна панель на 500 Вт и что мы будем иметь в среднем пять часов солнечного света в день. Это означает, что теоретически мы будем производить 2500 Вт / час в день. Вы можете подумать, что это более чем покрывает ваши потребности, но важно учитывать потери мощности и неэффективность.

Если вам нужна помощь в определении количества солнечных панелей, необходимых для вашей установки, попробуйте этот солнечный калькулятор. Это даст вам приблизительную оценку, основанную на том, сколько приборов вы хотите запитать.

Обычно ожидаемую выработку электроэнергии умножают на 0,85, чтобы учесть потери, вызванные неэффективностью инвертора, контроллера заряда, естественной потерей заряда батареи, потерями в проводке и несовершенными эксплуатационными характеристиками панели. Таким образом, наша одиночная панель на 500 Вт, вероятно, будет производить около 425 Вт солнечного света в час.Если мы умножим это на пять часов солнечного света, это будет означать, что мы будем производить всего 2125 ватт / час энергии, что меньше нашего дневного потребления.

Сколько батарей мне нужно?

Мы никогда не хотим, чтобы уровень заряда свинцовых аккумуляторов глубокого разряда составлял менее 50%, чтобы избежать повреждений. Это означает, что нам понадобится аккумулятор с энергоемкостью как минимум в два раза больше, чем потребляемая мощность. В нашем примере выше нам нужно не менее 4500 ватт-часов (около 375 ампер / час). Это означает, что нам понадобятся как минимум две свинцово-кислотные батареи с номинальной мощностью 200 ампер / час.

Заключение

Установки солнечной энергии – сложная технология. После небольшого исследования и планирования вашей солнечной установки, с достаточно большой батареей / источником питания , с хорошим представлением о том, сколько утечек будет потреблять наше устройство от нашей установки, и с пониманием контроллеров заряда солнечной батареи и Solar Panels , наши установки позволят нам питать наши приборы в любой точке мира, как в сети, так и вне ее.

Вы можете увидеть наш выбор солнечных батарей и аксессуаров на https: // store.santansolar.com/

солнечных панелей, последовательно или параллельно?

Итак, когда у вас есть две солнечные панели (одного типа), у вас есть возможность подключить их последовательно (как наши две батареи 6 В) или параллельно (отрицательный к отрицательному, положительный tp положительный). Существует множество мнений о том, что лучше.

Если панели соединены последовательно, напряжения для каждой панели добавляются, поскольку ток ограничивается панелью с наименьшим током.

Если они подключены параллельно, напряжение будет наивысшим для любой панели, но ток будет суммой тока каждой панели.По бокам каждой панели установлены диоды, чтобы предотвратить передачу тока панели с более высоким напряжением в панель с более низким напряжением и потерю энергии.

Я сижу на солнце со своими 200-ваттными внешними панелями, подключенными параллельно, на хорошем солнце. Напряжение составляет 15,7 В, 6,3 ампер на солнечной батарее (контроллер в прицепе), 13,54 В, 6,9 ампер на батарею.

Моя солнечная вкладка в тени, панели расположены последовательно. 19,92 в 0,5 ампер солнечная батарея 13,36 в 0,6 ампер.

Итак, вот мои мысли:

Если у вас есть длинный провод к вашим солнечным панелям, лучше всего иметь контроллер рядом с батареей в любом случае, чтобы уменьшить ток и, следовательно, потери энергии кабеля, которые пропорциональны току.

В этом случае панели должны быть соединены последовательно.

Если панели находятся в тени, поэтому напряжение на них слишком низкое для работы зарядного устройства, должно ли я быть на 4-5 В выше, чем требуемое напряжение батареи, тогда последовательно напряжения может быть достаточно для использования того небольшого количества энергии, которое есть .

Однако, поскольку последовательно ток ограничивается панелью с наименьшим выходом, это не лучшее решение, когда одна из панелей находится в темноте.

Мои панели кажутся более эффективными при параллельном подключении.Если они находятся на солнце достаточно, чтобы разбудить зарядное устройство.

Так что, если у вас не будет доступа к панелям после установки, то серия – хороший компромисс. Но если они внешние, и вы можете выбрать, то если он тусклый или панели находятся далеко, выберите серию, но если это действительно яркий день, когда оба на солнце, выберите параллель.

Так у кого-нибудь есть другие мысли?

Серия

и параллельная разводка солнечных панелей

Дай угадаю:

Вы сбиты с толку, потому что не знаете, какие способы подключения солнечных панелей вызывают у вас проблемы.Производитель, возможно, упомянул кое-что о последовательном и параллельном подключении и оставил вам так много вопросов.

Если вы новичок в системах солнечных панелей, вы можете задаться вопросом, имеет ли какое-то значение их конкретное подключение? Короткий ответ: да, есть. Электропроводка солнечных панелей оказывает значительное влияние на то, как они будут работать.

В этой статье я подробно рассмотрю серию и параллельную проводку солнечных панелей .

Посмотрим, что я приготовил для вас.

Сравнение параллельных и последовательных схем

Прежде чем мы поговорим о разводке солнечных панелей, сделаем небольшой обзор. Что именно подразумевается под параллельными и последовательными цепями? Вот все, что вам нужно знать:

Параллельные схемы

Взгляните на распределительный щит в вашей комнате. Вы увидите, что существуют разные переключатели для разных целей. Включение света не приведет к автоматическому включению вентилятора. Это потому, что ваш коммутатор имеет параллельную цепь.Что именно мы подразумеваем под этим?

При параллельном подключении ток течет по нескольким маршрутам. Предположим, что один из переключателей на вашем коммутаторе перестает работать. Теперь, повлияет ли это на другие переключатели в том же коммутаторе? Скорее всего, не будет.

Поскольку параллельные цепи имеют несколько путей, ток будет течь вместе с работающими переключателями, игнорируя сломанный.

Напряжение на каждом пути остается неизменным, а ток складывается.Вы можете рассчитать общий ток, сложив амперы с каждого пути.

Цепи серии

Чтобы понять последовательную схему, мы рассмотрим простой пример. Холодильник и морозильник подключены последовательно. Если выключить выключатель, они оба перестанут работать. Что по-твоему происходит?

В отличие от параллельных цепей, последовательные цепи имеют единственный путь для прохождения тока. У течения нет путей, чтобы разделиться.Следовательно, он не меняется. Общий ток остается неизменным, в то время как напряжение на каждом резисторе в последовательной цепи меняется.

При последовательном соединении напряжение складывается, а ток остается неизменным.

Можете ли вы теперь легко различить соединения двух цепей? Замечательно. Теперь мы увидим, как мы можем связать наши знания о параллельных и последовательных схемах в массиве солнечных панелей.

Серия

и параллельная разводка солнечных панелей

Как и батареи, солнечные панели также имеют положительную и отрицательную клеммы.С помощью этих клемм вы можете подключать солнечные панели желаемым образом. Итак, давайте начнем с последовательной проводки системы солнечных батарей, поскольку она менее сложна, чем параллельная проводка.

Что происходит при последовательном подключении солнечных панелей?

Процедура сборки довольно проста, так как не нужно использовать дополнительное оборудование. Предположим, у вас четыре панели солнечных батарей. Чтобы соединить их последовательно, вы должны соединить положительный вывод первой солнечной панели с отрицательной стороной второго вывода.Как только вы прикрепите все солнечные панели рядом, вы увидите, что они образовали цепочку.

В последовательной разводке солнечных панелей вам понадобится один провод для соединения каждой солнечной панели в цепочку. Если вы планируете установить в доме солнечные батареи, то провод должен идти от крыши.

Последовательное подключение трех солнечных панелей

Совет : Вы можете последовательно добавить столько солнечных панелей, сколько может выдержать ваш контроллер заряда. Обычно это 100 В постоянного тока.

Общее напряжение и ток остаются неизменными до тех пор, пока не достигнут контроллера заряда, который представляет собой устройство для регулирования напряжения и тока.Оттуда он будет заряжать вашу батарею.

Толщина проволоки

Поскольку вы подключили солнечные панели последовательно, напряжение на каждой солнечной панели суммируется с общим напряжением. С другой стороны, сила электрического тока для каждой солнечной панели останется прежней.

Если сила тока не увеличивается, нет необходимости использовать кабели большего диаметра. Вы все еще можете использовать кабели, которые идут в комплекте с солнечной панелью. Возможно, вам придется увеличить размер, когда вам придется преодолевать большие расстояния, чтобы уменьшить падение напряжения.

Что происходит при параллельном подключении солнечных панелей?

Знаете ли вы, почему параллельная проводка более сложна?

Есть догадки?

Не волнуйтесь; Вот ответ:

При параллельном подключении не нужно играть с одним проводом. Здесь все немного усложняется.

Кроме того, ваш установщик, скорее всего, установит блок сумматора перед контроллером заряда. Основное назначение блока сумматора – передавать комбинированный выходной сигнал от нескольких цепочек солнечных панелей на инвертор.

Параллельная разводка трех солнечных панелей

К этой части мы вернемся позже. А пока давайте посмотрим, как подключить солнечные панели параллельно.

Как известно, параллельные цепи имеют несколько соединений. Эта установка позволяет току течь разными путями. Мы применим здесь те же явления.

Для этого нам понадобятся два централизованных провода от крыши дома.

• Первый центральный провод будет присоединен к положительным клеммным проводам солнечных панелей
• Второй центральный провод соединяется с проводами отрицательных клемм.

Толщина проволоки

Здесь вы должны помнить о силе электрического тока. Он складывается, в то время как напряжение остается постоянным на каждой солнечной панели.

Вы можете использовать кабель той же толщины, что и солнечная панель, вплоть до блока сумматора. Параллельное соединение обычно выполняется в коробке сумматора. Для перехода от блока сумматора к контроллеру заряда следует использовать провода соответствующего размера.

Параллельная проводка будет дороже последовательной из-за стоимости провода.

Подходит ли параллельная проводка для ваших солнечных батарей?

Если вы внимательно посмотрите на схемы, вы поймете, что параллельная проводка оказывается лучшим вариантом. Если у вашей бытовой техники есть параллельное подключение, они продолжат работать независимо.

Однако есть небольшая загвоздка. Вы можете подумать, что это не имеет значения, если одна из панелей перестанет работать. Другие панели будут там, чтобы прикрыть неисправную, верно? Что ж, здесь все немного иначе.

При параллельном подключении солнечных панелей у вас будет меньше напряжения и больше силы тока. Помните, что для зарядки аккумулятора вам необходимо большее значение напряжения. Параллельно подключенные солнечные панели должны работать с мощностью около 75%, чтобы обеспечить достаточное напряжение для зарядки аккумуляторов. Конечно, это звучит как большая работа.

Короче говоря, если ваш блок аккумуляторов составляет 24 вольт, а солнечные панели – 17 вольт, заряжать аккумуляторы не очень эффективно.

Подходит ли серийная проводка для ваших солнечных панелей?

С другой стороны, последовательное подключение даст большее значение напряжения.

Теперь вы можете присоединиться к делу? Производитель мог предложить последовательную проводку именно по этой причине.

Другой вопрос: Означает ли это, что нет недостатков в использовании последовательной проводки для ваших солнечных панелей?

К сожалению, он не идеален и с последовательной проводкой. Честно говоря, одной панели с затемнением достаточно, чтобы повлиять на общую производительность вашей системы солнечных батарей. Это не то, что вы ищете. Если вы написали статью о влиянии затенения на солнечные батареи.Проверьте это здесь: затенение солнечных панелей.

Гибридная разводка солнечных панелей

Да, вы правильно прочитали. Ваш поставщик солнечных панелей может комбинировать последовательно-параллельную проводку. Гибридная проводка немного сложнее, но оно того стоит.

Зависит от соотношения напряжения и силы тока. Этот конкретный тип проводки обеспечивает хороший баланс между ними. И в большинстве случаев такая схема подключения обеспечивает хорошую производительность систем солнечных панелей.

Однако нельзя игнорировать то, для чего вам нужны солнечные батареи; это основной решающий фактор для проводки вашей солнечной панели. Ваш установщик установит систему солнечных батарей в соответствии с вашими требованиями. Сказав это, то, что лучше всего подойдет вам, скорее всего, не подойдет кому-то другому.

гибридное подключение солнечных панелей

Вывод

• Используйте последовательную проводку, если у вас нет тени на солнечных батареях. Помните о зимних условиях, когда солнце уже ниже.Поднимите напряжение настолько высокое, насколько позволяет вход вашего контроллера заряда солнечной батареи.
• Вы можете использовать гибридные соединения, если ваше последовательное соединение достигло 100 В постоянного тока.