Соединение солнечных панелей между собой: Схема подключения солнечных панелей к аккумулятору, контроллеру и инвертору

Схема подключения солнечных панелей к аккумулятору, контроллеру и инвертору

Как соединить солнечные панели?

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

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

Схема устройства солнечной электростанции

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

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

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

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

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

Пайка и сборка панелей

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

Параллельно или последовательно?

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

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

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

Контактный отсек

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

Тип провода

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

Расположения модулей

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

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

Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС

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

К аккумулятору

Разберемся, как подключить солнечную батарею к аккумулятору.

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

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

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

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

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

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

К контроллеру

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

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

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

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

К инвертору

Рассмотрим, как подключить солнечную панель к инвертору.

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

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

Как избежать распространенных ошибок?

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

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

Видео — инструкция: как подключить своими руками

Где дешевле купить солнечные батареи?

Советы по соединению солнечных панелей вместе — Документы

Соединение солнечных панелей — это простой и эффективный способ увеличить ваши возможности солнечной энергии. Переход на зеленый цвет — это отличная идея, и, поскольку солнце является нашим основным источником энергии, имеет смысл использовать эту энергию для питания наших домов. Поскольку солнечная энергия становится все более доступной, все больше домовладельцев покупают фотоэлектрические солнечные батареи.

Тем не менее, эти фотоэлектрические солнечные панели могут быть очень дорогими, поэтому их покупка со временем помогает распределить стоимость. Но тогда возникает проблема, каким образом мы соединяем эти дополнительные солнечные панели вместе, чтобы увеличить напряжение и выходную мощность того, что уже есть.

Хитрость при соединении солнечных панелей состоит в том, чтобы выбрать метод подключения, который даст вам наиболее энергоэффективную конфигурацию для ваших конкретных требований. Соединение солнечных панелей может показаться сложной задачей, когда вы впервые начинаете смотреть, как это должно быть сделано, но соединить несколько солнечных панелей не так сложно, если немного подумать. Соединение солнечных панелей в параллельные или последовательные комбинации для создания больших массивов часто упускается из виду, но при этом является совершенно необходимой частью любой хорошо спроектированной солнечной энергосистемы.

Существует три основных, но очень разных способа соединения солнечных панелей, и каждый способ соединения предназначен для определенной цели. Например, чтобы производить больше выходного напряжения или производить больше тока. Солнечные панели могут быть соединены последовательно или параллельно для увеличения напряжения или силы тока соответственно, или они могут быть соединены вместе как последовательно, так и параллельно, чтобы увеличить выходное напряжение и ток, создавая массив более высокой мощности.

Независимо от того, подключаете ли вы две солнечные панели больше, если вы понимаете основные принципы того, как соединение нескольких солнечных панелей вместе увеличивает мощность и как работает каждый из этих способов подключения, вы можете легко решить, как соединить свои собственные панели. Ведь правильное соединение солнечных панелей может значительно повысить эффективность вашей солнечной системы.

Подключение солнечных панелей в серии

Первый метод, который мы рассмотрим для соединения солнечных панелей, это то, что известно как « последовательная проводка ». Соединение последовательно солнечных панелей используется для увеличения общего напряжения системы. Солнечные панели в серии обычно используются, когда у вас есть инвертор или контроллер заряда, подключенный к сети, для которого требуется 24 В или более. Для последовательного соединения панелей соединяйте положительный вывод с отрицательным выводом каждой панели, пока у вас не останется одно положительное и отрицательное соединение.

Солнечные панели последовательно суммируют или суммируют напряжения, создаваемые каждой отдельной панелью, давая общее выходное напряжение массива, как показано на рисунке.

Панели солнечных батарей в серии с одинаковыми характеристиками

В этом методе ВСЕ солнечные панели имеют одинаковый тип и номинальную мощность. Общее выходное напряжение становится суммой выходного напряжения каждой панели. Используя те же три панели по 6 вольт, 3,0 А, как указано выше, мы видим, что когда они соединены последовательно, массив выдает 18 В (6 + 6 + 6) при 3,0 А или 54 Вт (вольт x А).

Теперь давайте рассмотрим последовательное подключение солнечных панелей с разными номинальными напряжениями, но с одинаковыми номинальными значениями тока.

Солнечные батареи в серии различных напряжений

В этом методе все солнечные панели имеют разные типы и номинальную мощность, но имеют общий номинальный ток. Когда они соединены последовательно, массив выдает 21 вольт при 3,0 ампер или 63 Вт. Снова сила тока остается той же при 3,0 А, но выходное напряжение повышается до 21 В (5 + 7 + 9).

Наконец, давайте посмотрим на последовательное подключение солнечных панелей с совершенно разными номинальными напряжениями и разными номинальными значениями тока.

Панели солнечных батарей в серии различных течений

В этом методе все солнечные панели имеют разные типы и номинальную мощность. Напряжения отдельных панелей будут суммироваться, как и раньше, но на этот раз сила тока будет ограничена значением самой нижней панели в последовательной строке, в данном случае 1 ампер. Тогда массив будет выдавать 19 вольт (3 + 7 + 9) только при 1,0 А, или только 19 Вт из возможных 69 ватт, что снижает эффективность работы массивов.

Мы можем видеть, что солнечная панель, рассчитанная на 9 вольт, 5 ампер, будет использовать только одну пятую или 20% своего максимального токового потенциала, снижая ее эффективность и тратя деньги на покупку этой солнечной панели. Последовательное подключение солнечных панелей с разными номинальными значениями тока следует использовать только временно, так как солнечная панель с наименьшим номинальным током определяет выходной ток всего массива.

Параллельное подключение солнечных батарей

Следующий метод соединения солнечных панелей, который мы рассмотрим, — это то, что известно как « параллельная проводка ». Параллельное соединение солнечных панелей используется для увеличения общего тока системы и является последовательным соединением. Параллельно подключая панели, вы соединяете все положительные клеммы вместе (положительный на положительный) и все отрицательные клеммы вместе (отрицательный на отрицательный), пока у вас не останется одно положительное и отрицательное соединение для подключения к вашему регулятору и батареям.

При параллельном соединении солнечных панелей общее выходное напряжение остается таким же, как и для одной панели, но выходной ток становится суммой выходных данных каждой панели, как показано на рисунке.

Панели солнечных батарей в параллель с одинаковыми характеристиками

В этом методе ВСЕ солнечные панели имеют одинаковый тип и номинальную мощность. При использовании тех же трех панелей по 6 вольт, 3,0 А, как указано выше, общая мощность панелей при параллельном соединении выходного напряжения останется неизменной при 6 В, но сила тока увеличится до 9,0 А (3 + 3 +). 3) или 54 Вт.

Но что, если наши недавно приобретенные солнечные панели не идентичны, как это повлияет на другие панели? Мы видели, что токи складываются вместе, поэтому никаких реальных проблем нет, если только напряжения на панели одинаковы, а выходное напряжение остается постоянным. Давайте посмотрим на подключение солнечных панелей параллельно с различными номинальными напряжениями и различными номинальными значениями тока.

Панели солнечных батарей параллельно с различными напряжениями и токами

Здесь параллельные токи складываются, как и раньше, но напряжение регулируется до минимального значения, в данном случае 3 вольт. Солнечные панели должны иметь одинаковое выходное напряжение, чтобы их можно было использовать параллельно. Если одна панель имеет более высокое напряжение, она будет подавать ток нагрузки в той степени, в которой ее выходное напряжение падает до уровня на панели более низкого напряжения.

Мы видим, что солнечная панель, рассчитанная на 9 вольт, 5 ампер, будет работать только при максимальном напряжении в 3 вольта, поскольку на ее работу влияет меньшая панель, что снижает ее эффективность и тратит деньги на покупку этой солнечной батареи большей мощности. панель. Подключение солнечных панелей параллельно с различными номинальными напряжениями не рекомендуется, так как солнечная панель с наименьшим номинальным напряжением определяет выходное напряжение всего массива.

Как соединить солнечные батареи. • Солнечная энергия

Взвесив все положительные и отрицательные моменты использования альтернативных источников энергии, и выбрав использование последних в качестве основного поставщика электрического тока к потребляющим электроприборам, можно приступать к установке модулей на их будущее место работы: то есть балкон или крышу своего дома. Казалось бы, что может быть проще, но возникает вполне логичный вопрос – как соединить солнечные батареи так, чтобы максимально и, по возможности, без потерь использовать  возможности солнечных модулей.

Значение школьного курса физики.

Любая схема подключения солнечных батарей не должна вызвать никакого труда, даже у человека, который никогда не занимался электрикой в своем доме. Где-то в том, что любая из возможных схем, обеспечивающая соединение солнечных модулей, знакома каждому бывшему школьнику. Заинтересовали инвекторы? смотрите по ссылке http://huawei.energy/products/network_inverters/

Вспоминая обязательную школьную программу по физике, можно отметить, что возможны три варианта соединения:

• параллельное,
• последовательное,
• смешанное, или как его еще называют последовательно-параллельное.

Название каждого соединения возвращает в прошлое на уроки физики. Даже если не получается вспомнить точное определение каждому из указанных терминов, почти все смогут нарисовать или хотя бы своими словами объяснить основные отличия той или иной схемы подключения.

Схема соединения солнечных источников энергии подчиняется все тем же законам школьной физики. Казалось бы, солнечные батареи – высокотехнологичный агрегат, еще недавно бывший основой для написания фантастических произведений, должен подключаться также непонятно, как и сам процесс фотосинтеза, происходящий в панелях, но это далеко не так.

Параллельное соединение солнечных панелей обеспечивает такое подключение моделей, при котором все элементы имеют два общих узла схождения или разветвления проводников. То есть, в каком бы месте и последовательности не происходило соединение выводов солнечных батарей, все минусовые и плюсовые клеммы сойдутся в двух основных точках: соответственно плюс и минус.

Последовательное соединение солнечных модулей дает возможность соединить элементы таким образом, чтобы для протекания электрического тока остался единственно возможный путь, по которому и будет происходить передача энергоносителя от источника к потребителю. Схема выглядит как цепочка нескольких солнечных батарей, соединенных через один проводник таким образом, чтобы выходной конец одной батареи соединялся с входной клеммой другой, и так от первой до последней панели.

Смешанная схема соединения позволяет соединять солнечные батареи одновременно двумя способами. При таком совмещении вариантов некоторые панели формируются в отдельные блоки, имеющие параллельное соединение, а затем эти блоки соединяются между собой последовательно или наоборот.

Отличия в работе модулей соединенных разными схемами.

Каждая схема подключения солнечных батарей обеспечивает их бесперебойную работу. Но есть интересные особенности, которые помогут более разумно распорядиться не только самой солнечной электроэнергией, но и сэкономить на отдельных составных элементах всей цепочки автономного электропитания.

На практике это выглядит следующим образом. К примеру, необходимая мощность солнечных батарей – 360 Вт. Для набора этой мощности, помимо самих солнечных панелей, можно приобрести пару инверторов напряжением 12 В и мощностью 180 Вт. Соединив эти приборы с помощью параллельного соединения можно выйти на заданную мощность.

Конечно, 360 Вт крайне не достаточно для обеспечения жилой площади достаточным количеством электричества. Поэтому применяются несколько инверторов необходимой мощности.

Но следует помнить, что повышение мощности приведет к увеличению нагрузки на проводящие элементы.

Все это пагубно сказывается на пожарной безопасности, так как неверно рассчитанное сечение провода может привести к плачевным последствиям. Именно поэтому необходимо перед установкой нужны теоретические расчеты о количестве инверторов и их мощности.

Что касается последовательно соединенных солнечных батарей, то тут экономическая составляющая заключается в том, что один инвертор на 24 В, стоит дороже чем два по 12 В. Но установив последние инверторы параллельно, невозможно добиться схемы с напряжением 24 В или 36 В. Зато при последовательной конфигурации можно использовать несколько относительно дешёвых модулей по 12 В.

По такому же принципу выполняется соединение всех элементов солнечных батарей, начиная от самих панелей и заканчивая накопителями, то есть аккумуляторами.

В настоящее время существует множество поставщиков составляющих электросетей для сборки солнечных модулей. Достаточно широкий спектр поможет найти необходимые элементы, которые могут работать по любой из описанных схем.

Стоит ли вспоминать законы электричества.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что нет ничего сложного в процессе соединения нескольких солнечных моделей и всех их составных элементов в единую рабочую сеть. Все довольно понятно и давно изучено в школьной программе. Но это только в теории. На практике при подключении батарей и при выборе тех или иных компонентов обязательно возникнут множество проблем и сомнений.

Для человека, который не собирает каждый день электрические схемы, весь процесс будет затруднительным. Поэтому перед тем как определиться с выбором схемы подключения и списком составных частей, самым полезным будет обратиться к специалисту, владеющему электрическими навыками, а лучше проконсультироваться в компании по установке солнечных модулей.

Наилучшим вариантом, при отсутствии навыков монтажа и опыта в расчетах, будет воспользоваться не только помощью в теоретических расчетах, но и полным спектром услуг по монтажу панелей в необходимое место и полным подключением электропакета. Это поможет избежать банальных ошибок в теории и на практике.

Основные принципы работы солнечных элементов и их включение

Принцип работы солнечного элемента достаточно прост и заключается в следующем.

При освещении кремниевый солнечный элемент генерирует электрическое напряжение величиной 0,5 В. Независимо от типа и схемы включения все (большие и малые) кремниевые солнечные элементы генерируют напряжение 0,5 В.

По-иному обстоит дело с выходным током элемента. Он зависит от интенсивности света и размера элемента, под которым подразумевается площадь поверхности.

Ясно, что элемент площадью 10х 10 см2 в 4 раза превосходит элемент площадью 5×5 см2, следовательно, он выдает в 4 раза больший ток. Сила тока зависит также от длины волны света и его интенсивности, причем она прямо пропорциональна интенсивности излучения. Чем ярче свет, тем больший ток генерируется солнечным элементом.

Солнечные элементы использовались бы очень редко, если бы эксплуатировались в пределах упомянутых параметров. Лишь в некоторых случаях требуется такое низкое напряжение (0,5 В) при произвольных требованиях к величине потребляемого тока.

Рис. 1. Последовательное включение солнечных элементов.

К счастью, здесь нет ограничений. Солнечные элементы можно соединять последовательно и параллельно с целью увеличения выходных характеристик.

Будем рассматривать солнечные элементы как обычные батарейки. Известно, что для увеличения яркости фонаря используют несколько батареек. В сущности, при последовательном включении батареек увеличивается полное напряжение (рис. 1).

То же самое можно проделать с солнечными элементами. Соединяя положительный вывод одного элемента с отрицательным выводом другого, от двух элементов можно получить напряжение величиной 1 В.

Подобным образом три элемента дадут 1,5 В, четыре — 2 В и т. д. Теоретически напряжение, развиваемое последовательно соединенными солнечными элементами, при условии, что имеется достаточное их количество, может достичь тысячи вольт!

Увеличение выходных характеристик солнечных элементов

К сожалению, с точки зрения увеличения выходного тока последовательное соединение обладает присущим ему недостатком. При последовательном соединении элементов питания выходной ток не превосходит уровня, характерного для худшего элемента в цепи.

Это справедливо для всех источников питания независимо от того, являются ли они батареей, блоком питания или солнечными эле-ментами.

Это означает, что при любом числе 2-амперных солнечных элементов в цепи 1-амперный элемент будет определять величину полного выходного тока, т. е. 1 А. Следовательно, если вы стремитесь достичь максимальных характеристик, необходимо согласовать токи всех элементов цепи.

Хорошо, с напряжением все ясно. Но как увеличить выходной ток солнечного элемента? Ведь солнце светит с определенной яркостью.

Выходной ток зависит от площади поверхности элемента, и поэтому естественный путь повышения тока — это увеличение площади элемента (или элементов). Элементов? Именно!

Рис. 2. Параллельное включение солнечных элементов.

Если взять четыре элемента размером 5×5 см2 каждый и соединить их параллельно, как показано на рис. 2, то можно достичь такого же результата, как при замене четырех элементов одним размером 10×10 см2 (в обоих случаях площадь поверхности одинакова и составляет 100 см2).

Необходимо усвоить, что при параллельном соединении увеличивается лишь величина тока, а не напряжения. Независимо от количества параллельно соединенных элементов (4 или 50) генерируемое напряжение составит не более 0,5 В.

Можно догадаться, о чем пойдет речь. Действительно, чтобы использовать преимущества обоих способов включения, можно комбинировать последовательное и параллельное соединение элементов. Подобная комбинация называется батареей.

Батареи можно составлять в любой желаемой комбинации. Простейшей батареей является цепочка из последовательно включенных элементов.

Фотоэлектрические батареи

Можно также соединить параллельно цепочки элементов, отдельные элементы в цепочках или сочетать их в любой другой комбинации. На рис. 3 представлены лишь три примера из возможных комбинаций.

Различия в характере соединений элементов на рис. 3, хотя все они обладают одинаковыми выходными характеристиками, продиктованы различными требованиями к надежности.

На рис. 3, а три последовательные цепочки элементов соединены параллельно. Такой способ используется, когда высока вероятность короткого замыкания отдельных элементов.

На рис. 3, б представлена схема параллельно-последовательного соединения элементов. При таком соединении выход из строя одного из элементов, например, из-за появления трещины, не приводит к потере целой цепочки вследствие разрыва цепи. В последнем примере (рис. 3, в) приняты во внимание оба случая с минимумом соединений.

Возможны и другие типы соединений, и их выбор должен определяться конкретными условиями работы вашего устройства.

Рис. 3. Схемы способов подключения солнечных элементов в батарею.

Следует помнить одно важное условие. Независимо от полета вашей фантазии параллельно подключаемые цепочки из элементов обязательно должны соответствовать друг другу по напряжению. Нельзя параллельно соединять цепочку из 15 элементов и короткую цепочку из 5 элементов. При таком соединении батарея не будет работать.

При работе с солнечными батареями, как правило, сталкиваются с явлением, не имеющим места при использовании обычных источников питания. Это явление связано с так называемым обратным смещением. Чтобы понять, что это такое, обратимся к рис. 4,

Рис. 4. Восемь последовательно соединенных солнечных элементов и нагрузка.

На этом рисунке изображены 8 последовательно соединенных элементов. Полное выходное напряжение цепочки составляет 4 В, а в качестве нагрузки подключен резистор RL. Пока все хорошо.

Но давайте затемним фотоэлемент D непрозрачным предметом, например рукой, и посмотрим, что произойдет. Вероятно, вы думаете, что напряжение упадет до 3,5 В, не так ли? Ничего подобного!

Солнечный элемент, который не производит электрической энергии, представляет собой звено с большим внутренним сопротивлением, а не закоротку. Происходит то же, что и при размыкании выключателя, но этот выключатель разомкнут не полностью — через него протекает небольшой ток.

В большинстве случаев эффективное сопротивление затемненного солнечного элемента во много раз больше величины нагрузочного резистора RL. Поэтому практически можно рассматривать RL как кусок проволоки, соединяющий отрицательный и положительный выводы.

Это означает, что функцию нагрузки выполняет теперь элемент D. Что же делают остальные элементы? Снабжают энергией эту нагрузку!

В результате элемент D разогревается и при достаточно сильном разогреве может выйти из строя (взорваться). В итоге у нас остается батарея из последовательной цепочки с одним бездействующим элементом — незавидная ситуация.

Обратное смещение

Эффективный путь решения этой проблемы — параллельное подключение шунтирующих диодов ко всем элементам, как это показано на рис. 5.

Диоды подключены так, что при работе солнечного элемента они обратно смещены напряжением самого элемента. Поэтому через диод ток не протекает, и батарея функционирует нормально.

Рис. 5. Параллельное подключение шунтирующих диодов ко всем солнечным элементам.

Предположим теперь, что один из элементов затеняется. При этом диод оказывается прямо смещенным и через него протекает в нагрузку ток в обход неисправного элемента. Конечно, выходное напряжение всей цепочки уменьшится на 0,5 В, но устранится источник саморазрушающей силы.

Дополнительное преимущество состоит в том, что батарея продолжает нормально функционировать. Без шунтирующих диодов она бы полностью вышла из строя.

На практике нецелесообразно шунтировать каждый элемент батареи. Необходимо руководствоваться соображениями экономии и использовать шунтирующие диоды, исходя из разумного компромисса между надежностью и стоимостью.

Как правило, один диод используют для защиты 1/4 батареи. Таким образом, на всю батарею требуется всего 4 диода. В этом случае эффект затенения будет приводить к 25%-ному (вполне допустимому) снижению выходной мощности.

Не всегда серийные элементы в точности соответствуют вашему замыслу. Хотя вам пытаются предложить возможно больший выбор, нет способа удовлетворить все запросы.

Резка элементов на части

К счастью, этого и не требуется. Монокристаллическим солнечным элементам можно придать любую желаемую форму.

Что это обстоит именно так, вам следует знать, ибо монокристаллические солнечные элементы изготовлены из большого монокристалла.

Атом кремния имеет четыре валентных электрона и образует кубическую кристаллическую решетку. На рис. 6 представлен типичный круглый солнечный элемент с выделенной зернистой структурой.

Если приложить усилие к этой структуре из сильно связанных электронов, то вдоль дефектной линии появится трещина. Это очень похоже на трещину, возникающую в результате землетрясения. Структура кристалла известна, и, следовательно, направление трещины можно предсказать.

Если усилие приложено к краю изображенной на рис. 6 пластины в точке А, то механические силы, действующие внутри кристалла, расколют его на две половины. Теперь вместо одного элемента имеются два.

Скажем, необходимо расколоть такой элемент на четыре одинаковые части. Этого можно достичь, приложив усилие сначала вдоль вертикальной дефектной линии, а затем вдоль горизонтальной.

К счастью, это можно проделать одновременно. Большинство монокристаллических круглых элементов помечено крестиком в центре. Если нажать в этой точке ножом с крестообразным наконечником, элемент расколется на четыре аккуратные части.

Не страшно, если вы не попадете точно по центру. Элемент расколется, но не на равные части. Размеры осколков будут определяться точкой приложения усилия, но все они будут расколоты вдоль одинаковых плоскостей.

Линии скола всегда параллельны друг другу, и все пересечения происходят под прямым углом. Руководствуясь этими правилами, можно получить элементы любых необходимых размеров.

Пытаясь в первый раз расколоть элемент, необходимо быть предельно осторожным: нельзя работать на твердой поверхности. Прилагая большое усилие к элементу, лежащему на твердой плоской поверхности, можно лишь проделать в нем отверстие.

Рис. 6. Пластина из монокристаллических солнечных элементов.

Для создания механического напряжения необходимо, чтобы элемент прогнулся. Я установил, что пары листов бумаги (можно газетной) достаточно при расколе элемента.

Расколоть таким образом можно только монокристаллические элементы. Недавно появившиеся поликристаллические элементы (wacker cells) расколоть симметрично не удается. Если попытаться сделать это, солнечный элемент разлетится на миллион осколков.

Поликристаллический элемент легко отличить от монокристаллического. Монокристалл в результате обработки имеет ровную, гладкую структуру поверхности. Поликристалл выглядит как оцинкованная сталь с ее характерным видом поверхности.

Пайка солнечных элементов

После того как солнечные элементы подобраны для работы, необходимо их спаять. Обычно в нашем распоряжении имеются серийные солнечные элементы, снабженные токосъемными сетками и тыльными контактами, которые предназначены для припайки к ним проводников.

При изготовлении контакты чаще всего покрываются припоем, содержащим небольшое количество серебра. Серебро предохраняет жало паяльника от разрушения и возможной адгезии тонких металлических контактов при пайке. Помните, что токосъемные сетки также хрупки, как металлические проводники печатных плат.

Изготовители солнечных элементов обычно используют особые припой, флюс и проводники для соединений. Припой, содержащий 2 % серебра, всегда можно приобрести в магазине.

Вместо канифоли необходимо использовать обычный флюс на водной основе, чтобы его легко можно было смыть с поверхности элемента после пайки.

Труднее всего найти плоский, ленточный проводник, так как он редко бывает в продаже. Тем не менее можно изготовить нечто похожее, если взять медную проволоку и расплющить ее конец молотком. Вместо нее можно использовать медную фольгу или просто тонкую медную проволоку.

Сам процесс пайки несложен, но его необходимо выполнять быстро. Пластина кремния является очень хорошим теплоотводом, и если касаться паяльником элемента длительное время, жало паяльника остынет ниже температуры плавления припоя.

Сначала необходимо залудить проволоку, используя немного большее количество припоя, чем обычно, но не слишком. Солнечный элемент уже залужен при изготовлении.

Для работы рекомендуется использовать паяльник мощностью 30 или 40 Вт. Жало паяльника должно быть чистым и прогретым. Пока паяльник греется, на элемент наносится флюс и залуженная проволока прижимается к основанию контакта элемента.

Теперь прикасаются горячим паяльником к поверхности проволоки. Необходимо, чтобы соединение «обволоклось» расплавленным припоем и обеспечился надежный контакт проволоки с элементом. Пайка выполняется за одно касание: работать надо быстро, но аккуратно.

Тыльный контакт припаивается аналогично. Для получения последовательной цепочки элементов лицевой контакт первого элемента соединяется проводом с тыльным контактом второго. Затем другим отрезком провода соединяют лицевой контакт второго с тыльным третьего и т. д.

Лицевой контакт является отрицательным электродом, в то время как тыльный — положительным. Другим широко распространенным способом является соединение элементов по типу черепичной крыши. Если вы когда-либо видели черепичную крышу, вы уже поняли идею.

Рис. 7. Соединение солнечных элементов по типу черепичной крыши.

Лицевой контакт одного элемента накрывается сверху тыльным контактом другого. Место касания прогревается паяльником, и таким образом два элемента соединяются друг с другом. Такое соединение показано на рис. 7.

Необходима набрать на жало некоторое избыточное количество припоя, чтобы надежно спаять элементы. Будьте осторожны и не перегрейте элемент, иначе контакта вообще не будет.

Таким способом лучше паять небольшие элементы, у которых можно одновременно прогреть всю область контакта. Лучше всего пользоваться специальным прямоугольным наконечником для паяльника, предназначенным для выпайки интегральных микросхем из печатных плат. Равномерные нагрев и давление явятся залогом успеха.

Защита солнечной батареи

Теперь, когда батарея собрана, необходимо предохранить ее от механических повреждений и воздействия погодных условий.

Лучше всего поместить элементы лицевой поверхностью на чистый лист стекла или оргстекла. Предпочтительнее использовать защитное стекло, затем, в порядке убывания защитных свойств, идут упрочненное оконное стекло, акриловый пластик и обычное оконное стекло.

Прозрачное покрытие предохраняет батарею от механических повреждений при ударах и скручивании, изгибах. Но оно плохо защищает от влаги.

Как известно, кремний слегка гигроскопичен; это означает, что он впитывает совсем немного воды. Однако после длительного периода времени наблюдается постепенное снижение выходных характеристик элемента, обусловленное влиянием влажности. Таким образом, срок службы батареи непосредственно зависит от качества влагоизоляции.

Влагоизоляцию можно обеспечить многими способами. В соответствии с одним из них тыльную сторону можно залить жидкой резиной. Для этого необходимо сделать рамку по периметру защитного стекла, чтобы жидкий полимер не перелился через край. Кроме того, прочная рамка хорошо предохраняет защитное стекло от бокового удара.

Согласно другому методу, тыльную сторону батареи покрывают толстым листом майларового пластика и нагревают всю батарею, например с помощью лампы накаливания, до расплавления майлара и его сцепления с передней защитной крышкой.

Эта операция требует определенного навыка, особенно в случае больших батарей. Заднюю майларовую крышку можно просто приклеить. Часто упомянутая операция проще нагрева, но при этом ухудшаются изоляционные свойства.

Наконец, тыльную сторону элементов батареи можно покрыть несколькими слоями латекса. Это выглядит не так эстетично, но обеспечивает достаточно хорошие влагоизоляционные свойства.

Последним способом по порядку, но не по значимости является изготовление влагонепроницаемой герметично изолированной коробки для элементов. Это дорого, но обеспечивает необходимую влагоизоляцию.

Использовать солнечные элементы можно так же, как любой другой источник питания. Каждый из них предназначен для поддержания определенной силы тока при заданном напряжении.

Тем не менее в отличие от обычных источников питания выходные характеристики солнечного элемента зависят от количества падающего света. Например, набежавшее облако может снизить выходную мощность более чем на 50 %.

Более того, не все элементы выдают одинаковую мощность при одинаковых условиях освещенности, даже если элементы идентичны по размерам и конструкции.

Отклонения в технологических режимах могут повлечь за собой заметный разброс выходных токов элементов одной партии. Эти факторы необходимо учитывать при разработке и изготовлении конструкций с солнечными элементами.

Следовательно, если желают обеспечить максимальную отдачу от фотоэлектрических преобразователей, необходимо проверить все элементы.

Литература: Байерс Т. 20 конструкций с солнечными элементами: Пер. с англ.— М.: Мир, 1988 год.

► Подключение и установка солнечных панелей

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

Как устроена схема электроснабжения с солнечными панелями

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

Схема работы

Для подключения солнечных панелей вам потребуются следующие комплектующие.

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

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

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

Как правильно установить солнечную батарею

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

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

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

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

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

Подключение солнечной батареи – основные этапы

Установленные на крыше солнечные панели

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

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

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

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

Пошаговая инструкция

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

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

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

Видео: установка и подключение солнечных панелей

Подключение солнечных панелей, схемы соединения с инвертором и контроллером

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

Комплект солнечной электростанции

Типичный комплект солнечной электростанции

Данное оборудование применяется в небольших гелиосистемах которые можно использовать для дома или для дачи. К обязательным компонентам относятся:

• Солнечные панели или батареи – могут быть монокристаллические и поликристаллические. Чем отличаются и какие выбрать читайте здесь.
• Инвертор – для чего он и как его выбрать читайте в этой статье.
• Коннекторы для солнечных батарей – предназначены для быстрого подключения провода к панелям. Если бюджет ограничен, можно использовать пайку, но данное соединение намного удобнее.
• Кабель, используется одножильный медный в двойной изоляции, стойкий к любым атмосферным воздействиям, сечение от 1.5 мм.

Опционный комплектующие, которые не обязательно должны быть в системе и устанавливаются при определенных задачах:

• Аккумуляторные батареи – существует несколько вариантов, какой выбрать описано здесь.
• Контроллер заряда аккумуляторов.
• Реверсный электросчетчик, устанавливается если вы хотите продавать электроэнергию. В некоторых странах существует так называемый “зеленый тариф”, который позволяет зарабатывать, делая это.

Важные характеристики батарей, которые нужно учитывать

• Номинальное напряжение панелей – 12В или 24В.
• Максимальное напряжение при пиковой мощности Vmp.
• Напряжение холостого хода Voc – напряжение, выдаваемое панелями без нагрузки (важно при выборе контроллера заряда аккумулятора).
• Ток Imp – ток при максимальной мощности панели в А.

Схемы подключения

Существуют 3 возможные схемы подключения солнечных панелей между собой, это: последовательное, параллельное и последовательно-параллельное соединение. Теперь о них подробнее.

Последовательное соединение

В данной схеме минусовая клемма первой панели соединяется с плюсовой клеммой второй, минусовая второй с клеммой третьей и тд. Что дает такое соединение – напряжение всех панелей будет приплюсовываться. Другими словами, если вы хотите получить, например сразу 220В, данная схема поможет это сделать. но используется она крайне редко.

Разберем на примере. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (это напряжение холостого хода) на выходе получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. при этом максимальная мощность тока, Imp, останется неизменной.

В данной схеме не рекомендуется использовать панели с разным значением Imp, поскольку эффективность системы будет низкая.

Параллельное соединение

К входам панелей подключаются клеммы одинакового знака, аналогично и к выходам. Удобнее всего это делать с помощью специальных Y коннекторов.

Эта схема позволяет, не поднимая напряжение панелей, увеличить ток. Разберем пример. Имеем 4 панели с номинальной мощностью по 12В, напряжение холостого хода 22.48В, ток в точке максимальной мощности 5.42А. На выходе схемы номинальное напряжение и напряжение холостого хода остается без изменений, но максимальная мощность будет равна 5,42А*4=21,68А.

Последовательно-параллельное соединение

В данной схеме часть панелей соединяется последовательно, часть параллельно. Это дает возможность подобрать оптимальный режим работы электростанции путем регулирования номинальной мощности и силы тока на выходе. Разберем на примере все тех же 4х панелей с характеристиками:

• Номинальное напряжение солнечной батареи: 12В.
• Напряжение холостого хода Voc: 22.48В.
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А.

Соединив 2 солнечные панели последовательно и 2 параллельно на выходе мы получим напряжение 24В, напряжение холостого хода 44,96В, а ток при этом будет равен 5,42А*2=10,84А.

Это дает возможность получить сбалансированную систему и сэкономить на таком оборудовании как контроллера заряда аккумулятора, поскольку эму не нужно будет выдерживать большое напряжение в пике работы. Так же схема дает возможность использовать панели разной мощности, например 2 по 12В, преобразовать в 24В. Наиболее удобный вариант сети для дома.

Как подключить солнечную панель к контроллеру заряда

Это оборудование применяется в системе с аккумуляторами для контроля их уровня зарядки. То есть, сбрасывает излишки электроэнергии на них и предотвращает накопление в случаи полного заряда.  Так же дает возможность подключения приборов с низким номинальным напряжением – 12В, 24В, 48В и тд. (в зависимости от того как соединены панели).

Подключение производится следующим образом. Контроллер имеет 3 пары контактов на панели (это стандартный вариант, есть варианты с другим количеством клемм, тогда нужно изучать инструкцию производителя к этому оборудованию):

• 1 пара контактов – подключается сеть панелей.
• 2 пара – подключаются аккумуляторы.
• 3 пара – подключается источник и низким уровнем потребления.

Сначала рекомендуется подключить аккумуляторные батареи что бы проверить оборудование. Затем сами панели, после уже потребитель, если он предусмотрен в схеме.

Схема подключения, которая была в документации к контроллеру. Все достаточно просто и понятно.

Важно. Необходимо соблюдать полярность всей системы, иначе она не будет работать, возможно выйдет из строя сам контроллер. Если вы будете подключать систему к сети, это особенно важно, иначе замыкание выведет из строя все оборудование.

Видео обзор подключения

Подключение к аккумулятору

Как уже писалось выше, аккумуляторные батареи подключаются к контроллеру, который будет контролировать их заряд. С другой стороны они подключаются к инвертору, который преобразует  12В, 24В, 48В  в 220В для использования потребителями. Важно так же соблюдать полярность всей схемы и использовать большее сечение провода, рекомендовано в этой части системы сечение 3 мм. Подключать аккумуляторы можно и напрямую к панелям, без использования контроллера. Однако это делать не желательно по нескольким причинам, самой важной из которых является “перегрев батарей”, то есть избыточная бесконтрольная зарядка, которая снизит их срок эксплуатации.

Подключение к инвертору

Данный прибор преобразовывает напряжение, вырабатываемое панелями или отдаваемое аккумуляторными батареями в 220В, после чего его можно использовать в бытовых целях. Есть инверторы, выдающие 380В, однако такие системы в домашних условиях используются крайне редко.

Сам процесс подключение достаточно прост, подсоединяем клеммы, обязательно соблюдая полярность, от аккумуляторов или непосредственно от солнечных панелей, если у вас система без контроллера и АКБ.

Схема подключения солнечных панелей в существующую электросеть такая же, но обязательно нужен гибридный инвертор. Работать он будет по следующему принципу: когда энергии от панелей или аккумуляторов достаточно для потребителя, он будет использовать ее, когда же не достаточно, выросла нагрузка или снизилась выработка, он будет использовать энергию с сети. Так же есть и другие варианты настройки такого оборудования, которые позволят эффективно использовать различные источники электроэнергии. Или настроить зарядку АКБ от сети в случаи нехватки солнечной энергии, например если у вас ночной тариф и ночью электроэнергия дешевле.

Как рассчитать мощность инвертора. Для начала необходимо выяснить напряжение и общую мощность собранной вами системы панелей:

• Напряжение может быть 12В, 24В и 48В, как правило больше не бывает, и завист оно от собранной вами схемы панелей.
• Общая мощность рассчитывается от количества панелей и мощности каждой из них. Пример, у вас 10 шт батарей по 280Вт, суммарно это 2.8кВт. Нужен незначительный запас, то есть инвертор берем минимум на 3кВт, если планируете увеличивать объем панелей в будущем, можно сразу взять более мощное оборудование.

Больше про это оборудование, а так же сложные схемы его подключения вы можете найти здесь https://vremya-stroiki.net/invertor-dlya-solnechnyx-batarej-kak-pravilno-vybrat/.

Полезное видео про инверторы

Устройство солнечной батареи

В статье «Как работает солнечная батарея» мы подробно рассмотрели принцип работы фотоэлементов, которые являются основой солнечных батарей. Собранные вместе и соединенные между собой сетью электрических проводников они представляют собой устройство солнечной батареи. Каждый ее элемент состоит из двух пластин кремния p-типа и n-типа, соединенных между собой и имеющих контакты для подключения других панелей.

Как правило, по технологическим соображениям производства каждый фотоэлемент состоит из тонких пластин кристаллического кремния размером 150 на 150 мм толщиной от 180 до 360 мкм (от 0,18 до 0,36 мм). Одна такая панель способна выдавать напряжение около 0,7 вольт и максимальную мощность при таком напряжении порядка 0,4 Вт. Эти панели соединяют вместе в один модуль, защищенный от атмосферного воздействия. Стандартная 24-вольтная солнечная батарея состоит из 72 элементов, соединенных последовательно, выдавая максимальную мощность около 0,4 x 72 = 28,8 Вт.

Устройство солнечной батареи показано на рисунке 1. Пластины фотоэлементов жестко закрепляются на основании, а электрические проводники располагаются с обеих сторон на их поверхностях, образуя последовательное соединение панелей, т.е. проводник соединяет верхнюю поверхность предыдущей панели с нижней поверхностью последующей.

Иногда непосредственно над фотоэлементами для увеличения количества поглощаемого света располагают дополнительное антибликовое покрытие, так как сам кремний хорошо отражает свет. Это позволяет всему падающему свету проникать в фотоэлемент, не отражаясь от его поверхности. Кремниевые элементы хрупкие, поэтому они встроены в многослойную конструкцию, защищающую их от механических повреждений. Солнечные панели располагаются между слоями полимера, защищающего их от воздействия влаги, которая вредит электрическим соединениям. Наконец, сверху устанавливают жесткое прозрачное стекло. Вся конструкция герметично помещается в алюминиевую раму для защиты от неблагоприятных атмосферных воздействий.

На рисунке 2 можно четко видеть тонкие полоски проводников, напечатанные на верхней поверхности фотоэлементов. Также видны широкие полоски серебристого цвета, которые пересекают напечатанные тонкие полоски и соединяют нижнюю поверхность одного элемента с верхней поверхностью другого.

 

Тонкопленочные фотоэлементы

Использование аморфного кремния, который может распыляться по поверхности, в сочетании с новыми разрабатываемыми материалами дает потенциальную возможность в перспективе значительно сократить затраты на материалы и в целом на производство солнечных панелей. Такая технология также предоставляет широкий выбор материалов, которые могут использоваться в строительстве, включая гибкие и легкие материалы.

Широкий выбор строительных материалов, на которых могут быть напечатаны тонкопленочные фотоэлементы, открывает новые области, в которых они могут использоваться, например, на оконном стекле, кровельных покрытиях и даже на брезентовых палатках.

Тонкопленочные солнечные панели, как правило, менее эффективны, чем элементы на основе монокристаллического кремния, но некоторые компании уже ведут разработки технологии производства многослойных тонкопленочных солнечных батарей с увеличенным КПД.

• < Назад
• Вперёд >

Как подключить солнечные панели последовательно и параллельно

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

На самом деле имеет значение, как подключены ваши солнечные панели. Это влияет на производительность вашей системы, а также на инвертор, который вы сможете использовать.Вы хотите, чтобы ваши панели были подключены так, чтобы они давали вам максимальную экономию и лучшую окупаемость инвестиций.

Вот ответы на несколько распространенных вопросов, которые домовладельцы задают о разводке солнечных панелей, которые помогут вам лучше понять, следует ли подключать панели последовательно или параллельно.

Что означает последовательное подключение солнечных панелей?

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

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

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

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

Последовательное соединение панелей приводит к увеличению напряжения массива. Это важно, потому что солнечная энергетическая система должна работать при определенном напряжении, чтобы инвертор работал должным образом.

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

Что означает параллельная проводка солнечных панелей?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Цепи, соединенные последовательно, работают так же, как и для солнечных панелей.

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

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

Узнайте, сколько солнечных панелей можно сэкономить ежегодно

Электромонтаж солнечных батарей при использовании струнного инвертора

Струнные инверторы

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

В инверторах

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

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

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

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

Какая схема подключения работает лучше — последовательная или параллельная?

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

Чтобы ваша солнечная батарея работала наилучшим образом, необходимо достичь критического баланса напряжения и силы тока. Итак, в большинстве случаев установщик солнечных батарей спроектирует вашу солнечную батарею с гибридом последовательного и параллельного подключения.

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

Полная установка с самого начала — лучший вариант при установке солнечной системы в жилых помещениях. Использование солнечного калькулятора помогает оценить стоимость вашей солнечной системы и потребности в энергии, чтобы точно определить, сколько панелей вы должны иметь в своей системе.

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

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

Изменяет ли использование микроинверторов или оптимизаторов способ подключения солнечных панелей?

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

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

Как подключить солнечные панели к сети?

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

Серия

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

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

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

Сколько вы можете сэкономить с солнечной батареей?

Ключевые выносы

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

Соединение солнечных панелей вместе для увеличения мощности

Соединение солнечных панелей вместе для увеличения мощности
Статья
Учебники по альтернативной энергии
25.03.2013
05.11.2021

Учебники по альтернативной энергии

Как соединить солнечные панели вместе

Соединение солнечных панелей вместе — простой и эффективный способ увеличить ваши возможности солнечной энергии.Экологичность — отличная идея, и, поскольку солнце является нашим основным источником энергии, имеет смысл использовать эту энергию для питания наших домов. Поскольку солнечная энергия становится все более доступной, все больше и больше домовладельцев покупают фотоэлектрические солнечные панели.

Однако эти фотоэлектрические солнечные панели могут быть очень дорогими, поэтому их покупка со временем помогает распределить стоимость. Но тогда проблема заключается в том, как соединить эти дополнительные солнечные панели вместе, чтобы увеличить напряжение и выходную мощность того, что уже есть.

Уловка здесь при соединении солнечных панелей между собой состоит в том, чтобы выбрать метод подключения, который даст вам наиболее энергоэффективную конфигурацию для ваших конкретных требований. Соединение солнечных панелей вместе может показаться сложной задачей, когда вы впервые начинаете думать о том, как это должно быть сделано, но соединить несколько солнечных панелей вместе не так сложно, если немного подумать. Соединение солнечных панелей вместе в параллельных или последовательных комбинациях для создания более крупных массивов часто упускается из виду, но является совершенно важной частью любой хорошо спроектированной солнечной энергетической системы.

Существует три основных, но очень разных способа соединения солнечных панелей вместе, и каждый метод подключения предназначен для определенной цели. Например, для получения большего выходного напряжения или большего тока. Панели солнечных батарей могут быть электрически соединены друг с другом последовательно для увеличения выходного напряжения, или они могут быть соединены вместе параллельно для увеличения выходной силы тока. Солнечные фотоэлектрические панели также могут быть соединены вместе как в последовательной, так и в параллельной комбинациях, чтобы увеличить как выходное напряжение, так и ток, чтобы получить массив более высокой мощности.

Независимо от того, подключаете ли вы две или более солнечных панелей, если вы понимаете основные принципы того, как соединение нескольких солнечных панелей вместе увеличивает мощность и как работает каждый из этих методов подключения, вы можете легко решить, как соединить свои собственные панели вместе. В конце концов, правильное соединение солнечных панелей может значительно повысить эффективность вашей солнечной системы.

Соединение панелей солнечных батарей вместе в серии

Первый метод, который мы рассмотрим для соединения солнечных панелей, известен как «Проводка серии ».Последовательное соединение солнечных панелей используется для увеличения общего напряжения системы. Последовательные солнечные панели обычно используются, когда у вас есть подключенный к сети инвертор или контроллер заряда, который требует 24 вольт или более. Чтобы последовательно соединить панели вместе, вы подключаете положительную клемму к отрицательной клемме каждой панели, пока не останется одно положительное и отрицательное соединение.

Панели солнечных батарей, соединенные последовательно, складывают или суммируют напряжения, производимые каждой отдельной панелью, давая общее выходное напряжение массива, как показано.

Панели солнечных батарей с одинаковыми характеристиками

В этом методе ВСЕ солнечные панели имеют одинаковый тип и номинальную мощность. Общее выходное напряжение становится суммой выходных напряжений каждой панели. Используя те же три панели на 6 В, 3,0 А сверху, мы можем видеть, что, когда эти PV панели соединены последовательно, массив будет производить выходное напряжение 18 В (6 + 6 + 6) при 3,0 А, или 54 ватты (вольт x амперы).

Теперь давайте посмотрим на последовательное соединение солнечных панелей с разными номинальными напряжениями, но с одинаковыми номинальными токами.

Панели солнечных батарей с разным напряжением

В этом методе все солнечные панели имеют разные типы и номинальную мощность, но имеют общий номинальный ток. Когда они соединены последовательно, массив выдает 21 вольт при 3,0 ампера или 63 ватт. Снова выходная сила тока останется такой же, как и раньше, на уровне 3,0 А, но выходное напряжение подскочит до 21 В (5 + 7 + 9).

Наконец, давайте посмотрим на последовательное соединение солнечных панелей с совершенно разными номинальными напряжениями и разными номинальными токами.

Панели солнечных батарей с разными токами

В этом методе все солнечные панели бывают разных типов и мощности. Напряжения отдельных панелей будут суммироваться, как и раньше, но на этот раз сила тока будет ограничена значением самой нижней панели в последовательной цепочке, в данном случае 1 ампер. Тогда массив будет производить 19 вольт (3 + 7 + 9) только при 1,0 ампер, или только 19 ватт из возможных 69 ватт, что снижает эффективность массивов.

Мы видим, что солнечная панель, рассчитанная на 9 вольт, 5 ампер, будет использовать только одну пятую или 20% своего максимального потенциала тока, что снижает ее эффективность и тратит деньги на покупку этой солнечной панели.Последовательное соединение солнечных панелей с разными номинальными токами следует использовать только временно, поскольку солнечная панель с наименьшим номинальным током определяет текущий выходной ток всего массива.

Параллельное соединение солнечных панелей

Следующий метод соединения солнечных панелей, который мы рассмотрим, известен как « Parallel Wiring ». Параллельное соединение солнечных панелей используется для увеличения общего тока системы и является обратным последовательному соединению.Путем параллельного подключения панелей вы соединяете все положительные клеммы вместе (положительный с положительным) и все отрицательные клеммы вместе (отрицательный с отрицательным), пока у вас не останется одно положительное и отрицательное соединение для подключения к регулятору и батареям.

Когда вы соединяете солнечные панели параллельно, общее выходное напряжение остается таким же, как и для одной панели, но выходной ток становится суммой выходных сигналов каждой панели, как показано.

Параллельные солнечные панели с одинаковыми характеристиками

В этом методе ВСЕ солнечные панели имеют одинаковый тип и номинальную мощность.При использовании тех же трех панелей на 6 В, 3,0 А, как указано выше, общая выходная мощность панелей при параллельном соединении, выходное напряжение все еще остается на том же значении 6 В, но общая сила тока не увеличивается до 9,0 А ( 3 + 3 + 3), давая 54 Вт.

Но что, если наши недавно приобретенные солнечные панели не идентичны, как это повлияет на другие панели. Мы видели, что токи складываются, так что реальной проблемы здесь нет, пока напряжение на панели одинаково, а выходное напряжение остается постоянным.Давайте посмотрим на подключение солнечных панелей параллельно с разными номинальными напряжениями и разными номинальными токами.

Панели солнечных батарей, подключенные параллельно с разными напряжениями и токами

Здесь параллельные токи складываются, как и раньше, но напряжение регулируется до самого низкого значения, в данном случае 3 вольт. Солнечные панели должны иметь одинаковое выходное напряжение, чтобы их можно было использовать параллельно. Если одна панель имеет более высокое напряжение, она будет подавать ток нагрузки до такой степени, что ее выходное напряжение упадет до выходного напряжения панели с более низким напряжением.

Мы видим, что солнечная панель, рассчитанная на 9 вольт, 5 ампер, будет работать только при максимальном напряжении 3 вольта, поскольку на ее работу влияет меньшая панель, снижая ее эффективность и тратя деньги на покупку этой более высокой мощности. солнечная панель. Параллельное подключение солнечных панелей с разными номинальными напряжениями не рекомендуется, поскольку солнечная панель с самым низким номинальным напряжением определяет выходное напряжение всего массива.

Затем при параллельном соединении солнечных панелей важно, чтобы ВСЕ они имели одинаковое номинальное значение напряжения, но не обязательно, чтобы они имели одинаковое значение в амперах.

Соединение солнечных панелей вместе для образования больших массивов не так уж и сложно. Сколько последовательных или параллельных рядов панелей вы создадите в каждом массиве, зависит от того, какое количество напряжения и тока вы хотите достичь. Если вы разрабатываете систему зарядки аккумулятора на 12 вольт, то параллельная проводка идеально подойдет. Если вы ищете систему, подключенную к сети с более высоким напряжением, то, вероятно, вы захотите использовать последовательную или последовательно-параллельную комбинацию в зависимости от количества солнечных панелей, которые у вас есть.

Но для простой справки о том, как соединять солнечные панели вместе в параллельной или последовательной конфигурации проводки, просто помните, что параллельная проводка = больше ампер, а последовательная проводка = большее напряжение, и с правильным типом и комбинацией солнечных панелей вы может питать практически любое электрическое устройство, которое может быть у вас дома.

Для получения дополнительной информации о Соединение солнечных панелей вместе в последовательной или параллельной комбинации, или для получения дополнительной информации о различных типах доступных солнечных панелей, или для изучения преимуществ и недостатков использования солнечной энергии в вашем доме, нажмите здесь чтобы заказать копию на Amazon сегодня и узнать больше о проектировании, подключении и установке автономных фотоэлектрических солнечных электрических систем в вашем доме.

Некоторые высококачественные солнечные панели, которые могут вас заинтересовать, которые можно соединять вместе и использовать в солнечных батареях.

Как подключить солнечные панели параллельно или последовательно | HES PV Blog

При подключении нескольких солнечных панелей в автономную систему на 12-48 В у вас есть несколько вариантов: параллельно, последовательно, или комбинация из двух. В этой статье мы расскажем вам об основах подключения солнечных панелей параллельно и серии . Давайте начнем с быстрого сравнения параллельных и последовательных цепей.

Параллельные цепи имеют несколько путей для прохождения тока. Если какой-либо элемент в цепи сломан, ток будет продолжать двигаться по другим путям, игнорируя сломанный. Этот тип схемы используется для большинства бытовых электропроводок. Например: когда вы выключаете телевизор, он не выключает и свет.

При параллельном подключении солнечных панелей сила тока аддитивна, но напряжение остается прежним. например. Если у вас есть 4 параллельные солнечные панели, каждая из которых рассчитана на 12 вольт и 5 ампер, весь массив будет на 12 вольт и 20 ампер.

Цепи серии имеют только один путь для прохождения тока. Следовательно, все ток в цепи должен проходить через все нагрузки. Последовательная цепь представляет собой непрерывный замкнутый контур — разрыв цепи в любой точке останавливает работу всей серии. Примером последовательной схемы является цепочка старых рождественских гирлянд — если одна лампочка ломается, гаснет вся цепочка.

При последовательном подключении солнечных панелей напряжение складывается, но сила тока остается прежней. например. Если бы у вас было 4 панели солнечных батарей в серии, каждая из которых была рассчитана на 12 вольт и 5 ампер, весь массив был бы 48 вольт и 5 ампер.

Помните: как и батареи, солнечные панели имеют отрицательную клемму (-) и положительную клемму (+). Ток течет от отрицательной клеммы через нагрузку (ток, потребляемый частью оборудования) к положительной клемме.

Подключение солнечных панелей в последовательной цепи

• Подключите положительную клемму первой солнечной панели к отрицательной клемме следующей.
• например. Если бы у вас было 4 панели солнечных батарей в серии, каждая из которых была рассчитана на 12 вольт и 5 ампер, весь массив был бы 48 вольт при 5 ампер.

Подключение солнечных панелей в параллельном контуре

• Соедините все положительные клеммы все солнечные панели вместе и все отрицательные клеммы все панели вместе.
• например. Если у вас есть 4 параллельные солнечные панели, каждая из которых рассчитана на 12 вольт и 5 ампер, весь массив будет иметь 12 вольт при 20 ампер.

Смешивание солнечных панелей — что можно и что нельзя делать • СЕКРЕТЫ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Секреты последовательного или параллельного подключения различных солнечных панелей — полное руководство

В этой статье мы покажем вам:

Давайте перейти прямо к делу.

Основы последовательного или параллельного подключения различных фотоэлектрических панелей

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 заключается в разных электрических характеристиках панелей, а также в различном снижении производительности.

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:

• типа вашей системы солнечных панелей,
• солнечной энергии, которую вы хотите генерировать,
• других компонентов системы, таких 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.

Если вам, однако, требуется 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 подключение 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 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 номинала напряжения и одинакового номинала 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 значительный.Однако все будет совершенно иначе, если вы последовательно соедините панели с разными номинальными токами.

Однако следует иметь в виду, что ток, вырабатываемый 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 номинальными значениями 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 клеммы панелей соединяются вместе, и все отрицательные клеммы также соединяются вместе.

В конечном итоге у вас есть одна общая положительная и одна общая отрицательная клемма 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, поскольку 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 разным номинальным напряжением и током:

Изображение подключенных параллельно солнечных панелей с разным номинальным напряжением и током

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.

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

Кроме того, если у вас нет другого варианта, 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.

Смешанное подключение 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 соединение, 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 расчет размеров системы дает нечетное количество панелей (например, 3 или 5), и вы уверены, что не собираетесь добавлять больше панелей в будущем, целесообразно использовать последовательную или параллельную проводку.

Если в любом случае вы предпочитаете подключать солнечные панели разного номинала, 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 дорогостоящего 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 одинакового тока.
• Подключите 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 разные оптимальные точки 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 выжать больше солнечной энергии, отслеживая оптимальную точку мощности фотоэлектрических панелей или солнечных батарей. 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 изолировать эти различия, реализовав «Идеальное смешивание».’

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

Изображение идеального смешения 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 показано соединение двух различных солнечных панелей на 12 В: 100 Вт (18 В x 5,5 A Imp) и 50 Вт (18 Vmp x 2,77 Imp), 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 и того же типа (например, поли или моно), но произведенных 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 разного напряжения с помощью контроллера заряда:

Изображение идеального смешения различных фотоэлектрических панелей разного напряжения 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, т. Е. 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 необходимо использовать понижающий контроллер заряда MPPT, способный понижать напряжение солнечной панели с 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 недостающее 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 солнечному питанию вашего дома, хижины или домика, вашего дома на колесах, кемпере или лодке, вы можете проверить наши новый бестселлер / издание в мягкой обложке или издание 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:

Щелкните здесь, чтобы получить эту книгу-бестселлер на Amazon!

Ищете не проверенные на рынке солнечные продукты 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 по 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 энергетические системы.

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 vs Parallel — EXPLORIST.жизнь

Есть два разных способа подключения солнечных панелей: последовательный и параллельный. Есть несколько соображений по поводу этого «аргумента», но мы надеемся, что к концу этого сообщения в блоге у вас будет достаточно информации, чтобы определить, что подходит именно вам, а также причину, по которой большинство схем подключения здесь, на EXPLORIST.life, спроектированы. последовательно. Вот два пути; последовательные и параллельные, протянутые:

последовательных и параллельных панелей солнечных батарей

Все части на этой первой диаграмме по большей части одинаковы.Все панели представляют собой те же 175-ваттные панели, каждая из которых имеет какой-то входной сальник через крышу, контроллер заряда и батареи.

Напряжение и сила тока проводки солнечных панелей последовательно и параллельно

Схема ниже представляет концепцию того, какое напряжение и силу тока вы можете ожидать от последовательного подключения солнечных панелей по сравнению с параллельным подключением солнечных панелей.

Здесь важно помнить следующее: когда вы подключаете солнечные панели к серии…
…, вы складываете напряжения.
… Параллельно складываете силы тока.

Важно понимать, что для параллельного подключения солнечных панелей требуется больше оборудования. Чтобы узнать, что нам нужно, нам нужно хорошо понимать напряжение и токи, которые мы можем ожидать в каждой точке между солнечными панелями и батареями. Теперь мы собираемся провести здесь некоторую математику, но если ваши глаза тускнеют в этой части, просто протолкните! Весь пост в блоге — это НЕ только математика, и чем дальше вы продвигаетесь по странице, тем больше в нем смысла.Начнем с солнечных панелей в серии:

Напряжение и ток солнечных панелей, подключенных последовательно

Начиная сверху; у нас есть 3 панели по 175 Вт со статистикой 19,05 В и 9,18 А. Поскольку эти панели подключены последовательно, нам нужно сложить напряжения комбинированных панелей и не трогать усилители. Это дает нам 57,18 вольт и 9,18 ампер. Эти цифры остаются неизменными вплоть до контроллера заряда.

Затем контроллер заряда принимает это 57.18 В и 9,18 А и регулирует его до 12 вольт, при этом он будет заряжать батареи до 41,6 ампер.

Напряжение и ток солнечных панелей, подключенных параллельно

Давайте переключимся на другую сторону страницы и проработаем параллельную систему.

Начиная сверху, у нас те же панели мощностью 175 Вт. Провода каждой из этих панелей будут проходить от панели к блоку сумматора на крыше с одинаковыми характеристиками панели — 19,06 вольт и 9,18 ампер. После блока сумматора мы успешно подключили панели параллельно, что означает, что нам нужно добавить усилители и оставить в покое вольт.Это дает нам 27,54 А при 19,06 Вольт от блока сумматора, через крышу и до контроллера заряда.

Затем контроллер заряда берет эти 19,06 Вольт и 27,54 А и регулирует их до 12 вольт, при этом он будет заряжать батареи до 41,6 А.

Теперь, когда мы знаем напряжение и токи, которые мы можем ожидать на каждом участке провода, мы можем начать выяснять, какой размер проводов мы можем использовать.

Размеры проводов для последовательных и параллельных панелей солнечных батарей

Схема подключения довольно проста, так что проверьте:

Для серии , при 57 В и 9 А, мы можем использовать провод 10 калибра для всего, что находится на расстоянии менее 70 футов от панелей до контроллера заряда.

В параллельном устройстве мы можем использовать провод 10 калибра от солнечных панелей до блока сумматора, но только если самая длинная длина провода короче 24 футов.

После блока Combiner Box, поскольку наши усилители увеличиваются до чуть более 27, мы должны увеличить его до провода калибра 6, но мы должны убедиться, что наш солнечный контроллер находится ближе 15 футов, чтобы калибр 6 был большим достаточно.

Кроме того, такая длина не дает нам много места для маневра. Мы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО должны стараться сделать пробег как можно короче, потому что, если у нас большое падение напряжения, оно еще больше снижает то, с чем должен работать наш контроллер заряда с точки зрения напряжения.

Помните, что если напряжение солнечных панелей ниже, чем напряжение батарей, они не могут заряжаться.

В обеих конфигурациях, как последовательных, так и параллельных, рекомендуется использовать провод 8 калибра от контроллера заряда до батарей, учитывая, что мы сохраняем это расстояние менее 5 футов, что в любом случае вполне возможно, поскольку это хорошее управление системой в любом случае.

Автоматические выключатели для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей

Теперь нам нужно поговорить о выключателях, потому что мы все знаем, что все это не имеет значения, если ваши провода проткнут, закоротили или загорелись.Драматично, да; но давайте перейдем к делу.

Для солнечных панелей, соединенных последовательно , провод от солнечной панели к контроллеру заряда технически даже не нуждается в предохранителе (подробнее об этом в более позднем сообщении в блоге), но он требует отключения (что может быть выключатель … так что давайте просто назовем его выключателем, не так ли?). Также необходим прерыватель / предохранитель между контроллером заряда и батареями , всего 2 выключателя

Для солнечных панелей, подключенных параллельно , вам необходимо иметь прерыватель / предохранитель на каждом из наборов проводов, идущих к каждой панели (3), разъединитель (или прерыватель) на проводах, идущих от коробки сумматора к заряду. контроллер и еще один прерыватель на проводах, идущих от контроллера заряда к батареям , всего 6 прерывателей.

Этот пример предназначен только для трехпанельной системы. Если вы хотите соединить параллельно несколько панелей вместе, вам нужно добавить по одному выключателю на каждую панель, которую вы добавляете в массив.

Разъемы MC4 для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей

Разъемы

MC4 — это способ соединения большинства солнечных панелей. Конечно, некоторые люди просто отрезают разъемы и сращивают провода, и это нормально, но для тех из нас, кому нравится простота использования разъемов MC4, есть несколько различий между параллельным и последовательным соединением.

Солнечные панели обычно имеют разъемы MC4 на концах встроенных проводов, например:

На следующем рисунке показано, как вы будете подключать панели последовательно и параллельно с помощью разъемов MC4:

В 90% установок при последовательном подключении солнечные панели можно размещать достаточно близко друг к другу, чтобы положительный вывод одной панели достигал отрицательного вывода соседней панели. Это означает, что вам не понадобятся дополнительные разъемы MC4 для межпанельных соединений.

Если такое расположение солнечных панелей подходит для вашей установки, вам понадобится только 1 пара разъемов MC4 для всей серии.

Для параллельной проводки вам понадобится пара разъемов MC4 на каждую солнечную панель, которую вы используете.

Список деталей для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей

Внизу схемы ниже вы можете увидеть список компонентов оборудования, расположенный бок о бок, показывая, что нужно для последовательного и параллельного подключения солнечных панелей:

Общие аргументы в пользу параллельности перед последовательностью.

Недавно мы получили массу комментариев, аргументирующих необходимость параллельного подключения солнечных панелей, и они всегда выглядят примерно так:

«Я хочу получить максимальную мощность солнечной энергии от моих солнечных панелей, и если я подключаю последовательно, припаркуйтесь под деревом, и получить затенение на части моего массива, это значительно снизит мощность для всего массива ».

и…

«Мне нужна максимальная мощность солнечной энергии от моих солнечных панелей, и если я подключаю последовательно и одна из панелей ломается, это значительно снижает мощность всего массива.”

За 3 с лишним года нахождения в разъездах ни одно из этих условий не было проблемой.

К счастью, я разработал очень сложную стратегию для решения обеих этих проблем и все еще подключаю их последовательно, и, к счастью для вас, я сделал диаграммы для них обоих.

Первая диаграмма устраняет проблему получения максимальной солнечной мощности, когда ваш кемпер припаркован рядом с деревом, что вызывает частичное затенение вашей солнечной батареи.

Следующая диаграмма устраняет проблему получения максимальной солнечной мощности массива со сломанной панелью.

Были проведены тесты, показывающие, как одна плохая панель или затенение на одной панели уменьшают вывод всего массива. Все это правда; Я не спорю об этом.

Моя точка зрения такова: если вы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО беспокоитесь о получении максимальной мощности от вашей солнечной панели; паркуйтесь на солнце и следите за своими солнечными батареями.

История о подключении солнечной батареи последовательно и параллельно

Первая установка, которую мы установили на нашем кемпере, была параллельной, потому что теория контроллера MPPT, регулирующего от 100 вольт до 12 В, пригодных для использования батареей, сбивала нас с толку.

После нескольких месяцев в пути мы просто не получали достаточно заряда, чтобы справляться с нашей повседневной работой, несмотря на то, что у нас было много панелей.

Мы позвонили производителю нашего контроллера заряда (в то время Midnite), и они порекомендовали нам повторно подключить наши панели, чтобы они были последовательно.

Мы сделали именно это и сразу же резко улучшили солнечную энергию, особенно в пасмурные дни.

Почему?

Чтобы зарядить аккумуляторную батарею на 12 В, вам понадобится напряжение около 14 В (в зависимости от химического состава батареи.14.4 для лития), чтобы фактически начать зарядку. Большинство одиночных солнечных панелей в диапазоне 100-200 Вт имеют напряжение в диапазоне 18-20 В.

Если вы подключаете параллельно, это означает, что у вас будет только диапазон 6 вольт для работы в том месте, где ваша солнечная панель может вырабатывать энергию. По сути, это означает, что ваша солнечная панель должна работать на 75% емкости, прежде чем она вообще сможет заряжать ваши батареи.

Если вы последовательно подключите одни и те же солнечные панели, используя те же панели, что и выше, у вас будет около 57 вольт для работы.Это означает, что благодаря мощности контроллера MPPT каждая панель должна иметь возможность набрать только 25% своего напряжения, прежде чем она сможет начать производить усилители в серии из 3 панелей.

Вот почему мы наблюдали такое резкое увеличение выходной мощности, особенно в пасмурные дни.

По этой же причине наши панели начинают заряжаться раньше днем ​​и позже вечером, поскольку солнечные углы низкие. Наш контроллер заряда может работать с большим диапазоном напряжений.

Также: когда солнечные панели нагреваются, их максимальное напряжение уменьшается. Если ДЕЙСТВИТЕЛЬНО жарко, в зависимости от панели; на самом деле возможно, что напряжение на панели может упасть настолько, что она не будет производить достаточное напряжение, чтобы позволить току тока в ваши батареи.

Место парковки и обслуживание оборудования — это две вещи, которые вы контролируете. Температура воздуха, облака и то, как долго солнце находится в небе, — это вещи, которые вы не можете контролировать. Выберите свои сражения.

Сводка и сравнение

Последнее. Стоит отметить, что по мере роста напряжения они также становятся более опасными, и НЕОБХОДИМО соблюдать осторожность, чтобы не прикасаться к проводам под напряжением, особенно если они превышают ~ 40 В. Однако, независимо от напряжения, при работе с солнечными панелями рекомендуется прикрыть их или перевернуть, когда это возможно, чтобы они были «выключены». Помните… панели, соединенные последовательно, будут иметь более высокое напряжение, чем параллельные массивы.

Теперь, когда вы приняли решение о том, как подключить солнечные панели к электрической системе DIY Camper Van, пришло время узнать, какой контроллер заряда вам понадобится для преобразования энергии от ваших солнечных панелей в форму, пригодную для использования. батареями.Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/how-to-choose-a-solar-charge-controller-for-your-camper/

Все, что вы здесь изучаете, используется в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей. Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, поскольку они представляют собой полное решение для электрической системы автофургона. Посмотрите их здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Помните, что это лишь часть полной обучающей серии по электрике автофургонов.Чтобы увидеть все отдельные руководства, щелкните здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Что происходит, когда мы подключаем солнечные панели разного номинала?

С ростом популярности солнечных систем в Индии наблюдается резкий рост предложения солнечных панелей на рынке. Это не редкость, если у потребителя будут панели разных марок, напряжений или номиналов. В таком сценарии он будет больше всего сбит с толку, если сможет использовать их все вместе.В этой статье мы хотели бы осветить такое положение потребителя.

Когда две или более солнечных панелей соединены вместе, пользователь намеревается увеличить выходную мощность. Однако он должен хорошо разбираться в плюсах и минусах этого. Соединение панелей вместе — простой способ расширить всю солнечную систему.

Обновлено: июль 2021 г.

Как подключить несоответствующие солнечные панели последовательно и параллельно?

На приведенной выше схеме показано подключение солнечных панелей различной мощности.Вот два количества солнечных панелей мощностью 180 Вт и одно количество солнечных панелей типа «акула» мощностью 440 Вт. Когда мы подключаем смешанные солнечные панели, мы всегда знаем о выходном напряжении солнечных панелей. Здесь мощность 180 Вт составляет 23,6 В, а мощность 440 Вт — 50 В. Способ подключения солнечных панелей разной мощности — последовательное и параллельное соединение. Общее соединение работает успешно. Чтобы почувствовать себя увереннее, посмотрите это видео ниже:

Типы подключения к солнечной батарее:

• Последовательное подключение: Всегда увеличивайте напряжение
• Параллельное соединение: Всегда увеличивайте ток (в амперах)
• Смешанное соединение: При необходимости максимальное напряжение и сила тока

Различные типы ситуаций

Ситуация 1: Когда мы последовательно соединяем две солнечные панели:

Например, левая солнечная панель имеет мощность 180 Вт — 12 В, а правая солнечная панель — 375 Вт — 24 В.Мы также должны знать, как читать техническую наклейку каждой солнечной панели, где мы можем получить такую ​​информацию, как:

Панели солнечных батарей 180 Вт:

Напряжение: 23,26 В

Ток: 9.03A

Солнечные панели на 375 Вт:

Напряжение: 44,5 В

Ток: 9.62A

После последовательного соединения:

Общее напряжение = 23,26 В + 44,5 В = 67,76 В

Общий ток = 9A

Общая мощность = 67.76 В * 9 А = 609 Вт

При последовательном подключении положительный вывод солнечной панели к отрицательному выводу следующей солнечной панели. Это необходимо продолжать до тех пор, пока у вас не будет последней свободной положительной и отрицательной клеммы, которая будет подключена к инвертору или контроллеру заряда солнечной системы.

Кроме того, при последовательном подключении общий выходной ток солнечной батареи такой же, как ток, проходящий через одну панель, но общее выходное напряжение является суммой напряжений на каждой из солнечных панелей.Эти панели предпочтительно должны быть одного типа и номинальной мощности. Также будьте осторожны при использовании панелей с одинаковым текущим рейтингом. Последовательное соединение солнечных панелей обычно используется в солнечных системах, связанных с сетью.

Ситуация 2: Когда мы соединяем две солнечные панели в параллельном соединении

Панели солнечных батарей 180 Вт:

Напряжение: 23,26 В

Ток: 9.03A

Солнечные панели мощностью 375 Вт:

Напряжение: 44.5В

Ток: 9.62A

После параллельного подключения:

Общее напряжение = 23,26 В

Общий ток = 9,03 А + 9,62 А = 18,65 А

Общая мощность = 18,65 А * 23,26 = 433 Вт

При параллельном подключении положительные клеммы всех панелей соединяются вместе, а отрицательные клеммы всех панелей соединяются вместе. В конце концов, у вас останется по одному положительному и отрицательному выводу, каждый из которых будет подключен к инвертору или контроллеру заряда солнечной системы.

В связи с этим выходное напряжение солнечной системы будет таким же, как напряжение одиночной панели. Однако общий выходной ток — это сумма токов, проходящих через каждую панель. Будьте осторожны при использовании панелей с одинаковыми рейтингами, потому что чем ниже рейтинг, тем выше будет потеря мощности. Также не забывайте использовать панели с одинаковым номинальным напряжением. Параллельное подключение применимо для автономных систем.

Проверено на практике

Я сам установил у себя дома несовпадающие панели, и с ними все в порядке.Я ранее использовал 5 панелей из 12 вольт 170 ватт (около 8 ампер) каждая в параллельной конфигурации, потому что тогда у меня был инвертор на 12 вольт. Теперь я переключился на гибридный инвертор мощностью 3,2 кВт, связанный с сетью, которому требуется минимум 150 вольт постоянного тока для начала преобразования. Затем я добавил еще 4 панели по 280 Вт , 24 В каждая, ( 8,3 А, ). Все эти 9 панелей установлены и подключены последовательно. Я получаю около 250 солнечного напряжения на инверторе.Солнечные панели производят больше напряжения, чем их номинальное напряжение, обычно это 150% . При последовательном соединении они складываются, и амперы остаются на среднем уровне. В моем случае большой разницы в амперах обеих панелей не было. Все работает нормально , никогда не сталкивался с проблемой несовпадения панелей .

Перед установкой этих панелей я немного волновался, так как многие люди пытались напугать меня побочными эффектами, но перед установкой я провел небольшой эксперимент с 2 маленькими несовместимыми сухими батареями .После этого эксперимента я пришел к выводу, что установка панелей с 2 разными напряжениями возможна и вокруг не будет суеты.

Источник: Quora

Заключение

Не рекомендуется использовать разные солнечные панели, но в некоторых ситуациях, как, например, в ситуации г-на Наима Фраза, вы можете это сделать. Соединение между собой панелей разных производителей не представляет большой проблемы, поскольку объединение панелей с разными электрическими показаниями в пары.При этом пользователь должен хорошо знать электрические параметры панелей, такие как напряжение, мощность и т. Д., И последствия этого. Другие факторы, такие как температура, температура солнечных элементов и солнечное излучение, также играют огромную роль в определении общей выходной мощности.

солнечных панелей последовательно и параллельно

Знаете ли вы, что существует более одного способа подключения солнечных панелей в вашей домашней солнечной системе? Фактически, существует два основных метода соединения солнечных панелей, и каждый из них имеет разные характеристики.

Вы можете подключить домашнюю солнечную систему последовательно или параллельно. В этом руководстве я дам вам четкое и понятное объяснение обоих типов электрических цепей и объясню преимущества и недостатки каждого из них. Итак, вот все, что вам нужно знать о последовательных и параллельных солнечных панелях.

Некоторые определения

Я буду говорить об электрических цепях , , которые представляют собой просто пути, по которым текут электроны.Все электрические предметы, которые вы используете в своем доме, получают питание от электрических цепей. И ваша домашняя солнечная установка также питается от потока электронов через цепь. Между прочим, электроны — это несущие заряд субатомные частицы, которые дают нам электроэнергию.

Что такое вольт, ампер, ом и ватт

Мы говорим об электричестве в терминах вольт, ампер, ом и ватт. Вот краткое описание значения каждого из этих терминов. Чтобы упростить понимание, мы воспользуемся аналогией с водой.Поскольку электричество течет так же, как вода, представьте электрическую цепь в виде ряда соединенных водопроводных труб. Поверьте мне; это просто.

Вольт

Напряжение — это мера потенциальной электрической энергии. В нашей аналогии с водопроводом напряжение представляет собой давление воды.

Ампер

Ампер измеряет электрический ток. В нашем примере с водой амперы представляют собой скорость потока.

Ом

Ом — это единица измерения электрического сопротивления.В примере с водой ширина водопровода представляет собой ом или сопротивление. Через узкую водопроводную трубу протолкнуть воду сложнее; это то же самое, что и электрическая цепь с высоким сопротивлением. Если сделать водопроводные трубы шире, вода будет течь легче. Точно так же, если вы уменьшите сопротивление электрической системы, вы увеличите ее способность передавать энергию.

Вот краткая формула, объясняющая, как эти три единицы соотносятся друг с другом.

Ампер = Вольт ÷ Ом

Не волнуйтесь; эта маленькая формула просто объясняет нечто совершенно очевидное.Вот что произойдет, если мы выразим это на примере с водой.

Скорость потока воды = давление воды ÷ ширина трубы

Теперь мы можем увидеть, как все меняется, когда мы изменяем систему. Если мы увеличим давление воды, но не изменим ширину трубы, вода будет течь быстрее.

Вместо этого, если вы расширите трубы, вода будет течь медленнее.

А если понизить напор воды, то расход уменьшится.

Это простой способ увидеть, как взаимосвязаны три основных единицы измерения электрических величин.

Ватт

Итак, что такое Ватты?
Что ж, ватт — это единица измерения мощности электрической системы.Вот как вы рассчитываете ватт.

Вт = Вольт x Ампер

Снова подумайте о сравнении воды. Если вы используете шланг, мощность струи определяется как давлением воды, так и скоростью, с которой вода выходит из шланга.

Сила воды = давление воды x скорость потока

Теперь, когда я дал вам этот краткий обзор, давайте продолжим и посмотрим на разницу между последовательными и параллельными контурами.

Что такое последовательная электрическая цепь?

Глядя на приведенную выше схему, вы увидите, что в серии электрических цепей батарея и две лампочки соединяются в один электрический путь.

В последовательной цепи напряжения каждого компонента складываются, а сила тока остается неизменной.

Что такое параллельная электрическая цепь?

В приведенном выше примере параллельной электрической цепи две лампочки подключены в отдельные подциклы цепи. Это меняет ситуацию, потому что электрический ток в параллельной цепи разделяется между различными компонентами в цепи.

В параллельной электрической цепи напряжение остается неизменным, а сила тока каждого компонента складывается.

Как работает последовательное подключение солнечных панелей?

Давайте посмотрим, как мы можем подключить несколько солнечных панелей в последовательную цепь.

последовательный провод солнечных панелей

Мы будем использовать пример последовательной цепи, соединяющей четыре 100-ваттные солнечные панели. Каждая солнечная панель на 20 вольт и 5 ампер.

Схема формируется путем подключения положительного электрического вывода одной солнечной панели к отрицательному выводу следующей в линии и прокладки кабеля от каждого конца этой линии к другим компонентам нашей солнечной системы.Мы можем рассчитать ток напряжения и мощность этой схемы следующим образом.

Общее напряжение = 20 В x 4 = 80 В

Общий ток = 5 А

Общая мощность = 80 В x 5 А = 400 Вт

Как работает параллельное подключение солнечных панелей?

параллельный провод солнечных панелей

Когда мы берем эти же четыре солнечные панели и соединяем их в параллельную цепь, мы пропускаем кабели от каждой панели отдельно в нашу солнечную систему.Мы не соединяем никакие солнечные панели вместе. Мы скоро увидим, почему это важно. Вот как выглядят напряжение, ток и мощность при параллельном подключении солнечных панелей.

Общее напряжение = 20 Вольт

Общий ток = 5 А x 4 = 20 А

Общая мощность = 20 Вольт x 20 А = 400 Вт

Несмотря на то, что напряжение и сила тока наших серий и параллельные солнечные соединения очень разные, вы можете видеть, что конечная выходная мощность такая же.

Итак, мы доказали, что нет никакой разницы в выходной мощности последовательной или параллельной солнечной системы, когда напряжение и сила тока всех солнечных панелей одинаковы. Но все усложняется, когда вы соединяете вместе панели с разным напряжением и силой тока.

Эффект от смешивания солнечных панелей при последовательном и параллельном подключении

последовательный и параллельный провод солнечных панелей

Теперь давайте сделаем те же схемы с тремя 100-ваттными солнечными панелями 20 В и 5 А и еще одной панелью на 75 Вт 25 Вольт и 3 Ампера.Это общая мощность 375 ампер.

Разница здесь в том, что при последовательном подключении различных солнечных панелей необходимо использовать с наименьшим номинальным током из всех панелей.

Последовательное соединение

Общее напряжение = 20 В x 3 + 25 В x 1 = 85 Вольт

Общий ток = 3 А (с учетом самого низкого номинала)

Общая мощность = 85 Вольт x 3 Ампер = 255 Вт

Поскольку мы должны подключить всю систему с минимальной силой тока, мы теряем 375–255 = 120 Вт мощности.

Теперь, когда вы подключаете одни и те же панели в параллельном соединении, вам нужно использовать с самым низким напряжением .

Параллельное соединение

Общее напряжение = 20 Вольт (принимая наименьшее значение)

Общий ток = 5 А x 3 + 3 А x 1 = 18 А

Общая мощность = 20 Вольт x 18 Ампер = 360 Вт

Мы все еще немного теряем мощность при параллельном подключении наших панелей, но на этот раз она всего 375 — 360 = 15 Вт.

Если не соблюдать осторожность при подключении солнечных панелей разной мощности, можно потерять много энергии. В таких ситуациях очень важно посмотреть на номиналы и рассчитать влияние последовательной или параллельной проводки. Но есть и другие преимущества и недостатки этих систем электропроводки, которые необходимо учитывать.

Преимущества и недостатки систем последовательной и параллельной проводки

Схема подключения домашней солнечной системы

Электропроводка

Если вы используете электрическую цепь с высокой силой тока, вам понадобится толстый кабель для переноса нагрузки.Вернемся к примеру с водой, где вам понадобится прочная труба, чтобы выдержать мощный поток воды.

Параллельное подключение солнечных панелей означает, что вам потребуются кабели и компоненты, рассчитанные на высокую силу тока . Если вы используете последовательную проводку для своей солнечной системы, будет более высокое напряжение и низкая сила тока, что снизит требования к вашим кабелям и компонентам.

Главное преимущество параллельной проводки

Когда вы подключаете все солнечные панели параллельно, производительность одной панели не зависит от производительности других панелей.Но при последовательном подключении, если одна солнечная панель работает с меньшей мощностью, это снижает производительность всей солнечной батареи.

Это важно в случае неисправности панели. Кроме того, конкретная панель может получать меньше солнечного света из-за тени. В этом последовательном соединении будет уменьшена выходная мощность всей системы.

Резюме

Теперь у вас есть хорошее представление о различиях между последовательными и параллельными системами подключения.