Alternatywne źródła energii stają się coraz bardziej dostępne. Ten artykuł daje pełne zrozumienie energii słonecznej na skalę lokalną, typów ogniw i paneli słonecznych, zasad budowy farm słonecznych oraz wykonalności ekonomicznej.

Cechy energii słonecznej w średnich szerokościach geograficznych

Energia alternatywna jest bardzo atrakcyjna dla mieszkańców średnich szerokości geograficznych. Nawet na północnych szerokościach geograficznych średnia roczna dawka promieniowania wynosi 2,3-2,6 kWh / m 2. Im bliżej południa, tym wyższy ten wskaźnik. Na przykład w Jakucku natężenie promieniowania słonecznego wynosi 2,96, aw Chabarowsku - 3,69 kWh / m 2. Wskaźniki w grudniu wahają się od 7% do 20% średniorocznej wartości, aw czerwcu i lipcu podwajają się.

Oto przykład obliczenia wydajności paneli słonecznych dla Archangielska, regionu o jednym z najniższych wskaźników natężenia promieniowania słonecznego:

• Q to średnia roczna ilość promieniowania słonecznego w regionie (2,29 kWh / m 2);
• K dev - współczynnik odchylenia powierzchni kolektora od kierunku południowego (średnia wartość: 1,05);
• P nom - moc znamionowa panelu słonecznego;
• Pot K - współczynnik strat w instalacjach elektrycznych (0,85-0,98);
• Q isp to natężenie promieniowania, przy którym badano panel (zwykle 1000 kWh / m 2).

Ostatnie trzy parametry są wskazane w paszporcie paneli. Tak więc, jeśli panele KVAZAR o mocy nominalnej 0,245 kW będą pracować w warunkach Archangielska, a straty w instalacji elektrycznej nie przekraczają 7%, to jedna jednostka ogniw słonecznych zapewni produkcję około 550 Wh. W związku z tym w przypadku obiektu o nominalnym zużyciu 10 kWh potrzeba około 20 paneli.

Wykonalność ekonomiczna

Okresy zwrotu dla paneli słonecznych są łatwe do obliczenia. Pomnóż dzienną ilość energii wytwarzanej dziennie przez liczbę dni w roku i żywotność paneli bez obniżania wartości znamionowych - 30 lat. Rozważana powyżej instalacja elektryczna jest w stanie generować średnio od 52 do 100 kWh dziennie, w zależności od długości godzin dziennych. Średnia wartość to około 64 kWh. Zatem za 30 lat elektrownia teoretycznie powinna generować 700 tys. KWh. Ze stawką za jedną część 3,87 rubla. a koszt jednego panelu to około 15000 rubli, koszty zwrócą się za 4-5 lat. Ale rzeczywistość jest bardziej prozaiczna.

Faktem jest, że grudniowe wartości promieniowania słonecznego są mniejsze od średniej rocznej o około rząd wielkości. Dlatego do w pełni autonomicznej pracy elektrowni zimą potrzeba 7-8 razy więcej paneli niż latem. To znacznie zwiększa inwestycję, ale skraca okres zwrotu. Perspektywa wprowadzenia „zielonej taryfy” wygląda dość zachęcająco, ale już dziś możliwe jest zawarcie umowy na dostawę energii elektrycznej do sieci po cenie hurtowej trzykrotnie niższej od ceny detalicznej. A nawet to wystarczy, aby sprzedać z zyskiem 7-8-krotność nadwyżki wytworzonej energii elektrycznej latem.

Główne rodzaje paneli słonecznych

Istnieją dwa główne typy paneli słonecznych.

Solidne krzemowe ogniwa słoneczne są uważane za ogniwa pierwszej generacji i są najbardziej powszechne: około 3/4 rynku. Istnieją dwa ich rodzaje:

• monokrystaliczne (czarne) mają wysoką wydajność (0,2-0,24) i niską cenę;
• polikrystaliczne (ciemnoniebieskie) są tańsze w produkcji, ale mniej skuteczne (0,12-0,18), chociaż ich wydajność spada mniej przy rozproszonym świetle.

Miękkie fotokomórki nazywane są komórkami filmowymi i są wykonane z natrysku silikonu lub z wielowarstwowej kompozycji. Ogniwa krzemowe są tańsze w produkcji, ale ich wydajność jest 2-3 razy niższa niż w przypadku ogniw krystalicznych. Jednak w świetle rozproszonym (zmierzch, zachmurzenie) są skuteczniejsze niż krystaliczne.

Niektóre rodzaje folii kompozytowych mają wydajność około 0,2 i kosztują znacznie więcej niż elementy stałe. Ich zastosowanie w elektrowniach słonecznych jest wysoce wątpliwe: panele foliowe są z czasem bardziej podatne na degradację. Ich głównym obszarem zastosowania są mobilne elektrownie o niskim zużyciu energii.

Panele hybrydowe zawierają oprócz zespołu fotokomórek kolektor - układ rurek kapilarnych do podgrzewania wody. Ich zaletą jest nie tylko oszczędność miejsca i możliwość zaopatrzenia w ciepłą wodę. Z powodu chłodzenia wodą ogniwa słoneczne tracą mniejszą wydajność po podgrzaniu.

Stół. Przegląd producentów

Model	SSI Solar LS-235	SOLBAT MCK-150	Canadian Solar CS5A-210M	Chinaland CHN300-72P
Kraj	Szwajcaria	Rosja	Kanada	Chiny
Typ	Polikrystal	Monokryształ	Monokryształ	Polikrystal
Moc przy 1000 kWh / m 2, W.	235	150	210	300
Liczba elementów	60	72	72	72
Napięcie: bez obciążenia / pod obciążeniem, V.	36,9/29,8	18/12	45,5/37,9	36,7/43,6
Prąd: pod obciążeniem / zwarcie, A.	7,88/8,4	8,33/8,58	5,54/5,92	8,17/8,71
Waga (kg	19	12	15,3	24
Wymiary, mm	1650x1010x42	667x1467x38	1595x801x40	1950x990x45
cena, rub.	13 900	10 000	14 500	18 150

Sprzęt kompleksu energii słonecznej

Podczas pracy akumulatory generują prąd stały do \u200b\u200b40 V. Aby można było je wykorzystać do celów domowych, konieczne jest przeprowadzenie szeregu transformacji. Odpowiedzialny jest za to następujący sprzęt:

1. Paczka baterii. Pozwala na wykorzystanie wytworzonej energii w nocy oraz w godzinach o niskiej intensywności. Baterie helowe o napięciu znamionowym 12, 24 lub 48 V.
2. Kontrolery ładowania utrzymują optymalną żywotność baterii i przekazują wymaganą moc odbiorcom. Niezbędne wyposażenie dopasowane jest do parametrów baterii i akumulatorów.
3. Przetwornica napięcia przekształca prąd stały na prąd przemienny i ma szereg dodatkowych funkcji. Najpierw falownik ustawia priorytet źródła napięcia, a jeśli brakuje mocy, „miksuje” moc z innego. Falowniki hybrydowe pozwalają również na wprowadzenie nadwyżki wytworzonej energii do sieci miejskiej.

1 - panele słoneczne 12 V; 2 - panele słoneczne 24 V; 3 - kontroler ładowania; 4 - akumulator 12 V; Oświetlenie 5 - 12V; 6 - falownik; 7 - automatyka „inteligentnego domu”; 8 - blok akumulatorów 24 V; 9 - generator awaryjny; 10 - główni odbiorcy 220 V.

Zastosowanie domowe

Panele słoneczne można wykorzystać do absolutnie dowolnego celu: od kompensacji otrzymanej energii i zasilania poszczególnych linii, po pełną autonomię systemu elektroenergetycznego, w tym ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę. W tym drugim przypadku istotną rolę odgrywa szerokie zastosowanie energooszczędnych technologii - rekuperatorów i pomp ciepła.

W zastosowaniu mieszanym energia słoneczna wykorzystuje falowniki. W takim przypadku moc może być skierowana albo na działanie poszczególnych linii lub systemów, albo na częściową kompensację zużycia miejskiej energii elektrycznej. Klasycznym przykładem wydajnego systemu zasilania jest pompa ciepła zasilana z małej elektrowni słonecznej z baterią akumulatorów.

1 - sieć miejska 220 V; 2 - panele słoneczne 12 V; 3 - oświetlenie 12V; 4 - falownik; 5 - kontroler ładowania; 6 - główni odbiorcy 220 V; 7 - akumulator

Tradycyjnie panele montuje się na dachach budynków, aw niektórych rozwiązaniach architektonicznych całkowicie zastępują pokrycie dachowe. W takim przypadku panele muszą być skierowane na stronę południową w taki sposób, aby padanie promieni na płaszczyznę było prostopadłe.

Jak zrobić panel słoneczny własnymi rękami?

Obecnie wielu letnich mieszkańców, a także osoby mieszkające w sektorze prywatnym, jest zainteresowanych instalacją paneli słonecznych. To naprawdę oszczędza energię elektryczną. Przynajmniej w sezonie letnim, kiedy często odwiedzamy kraj, dodatkowy prąd nie będzie przeszkadzał. Latem promieniowanie słoneczne jest intensywne, a baterie, jeśli są odpowiednio ustawione, mogą wiele generować. A dla tych, którzy nie mają na miejscu prądu, bateria słoneczna może stać się jedynym źródłem prądu. Problem polega na tym, że panele słoneczne są dość drogie (jeden panel 18 V, 40-50 watów kosztuje 300-500 USD). Ale możesz zaoszczędzić pieniądze, jeśli zrobisz je sam. W tym artykule skupimy się na tym, jak zrobić panel słoneczny własnymi rękami. Poniżej zostanie opisany proces produkcji, który łączy doświadczenie z różnych materiałów i filmów na youtube.

Najpierw musisz zdecydować, czego potrzebujesz w swojej pracy i ile to kosztuje.

Główne materiały są wymienione poniżej:

• Fotokomórki. Na Aliexpress można znaleźć monokrystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne o mocy 4,7 wata i napięciu 0,5 wolta. Dziesięć sztuk będzie kosztować 1200-1500 rubli. W przypadku panelu 18 V potrzeba 36 sztuk. Oznacza to, że bierzemy 40 za około 5-6 tysięcy rubli;
• Sklejka lub plastik. Służy jako podłoże, na którym będą montowane fotokomórki. Koszt (300-400 rubli);
• Profil aluminiowy lub stalowy do ramy (400-500 rubli);
• Szkło (500 rubli);
• Dioda Schottky'ego (30-50 rubli);
• Elementy złączne, szczeliwo, druty, topnik, opony i inne drobiazgi (500 rubli).

Teraz bezpośrednio o samym procesie.

Najpierw należy posortować elementy według generowanego przez nie napięcia. Wartość nominalna podana przez producentów na fotokomórkach to 0,5 wolta. Ale to jest w idealnych warunkach na słońcu. Podczas testowania w normalnych warunkach wartości będą wynosić 0,2–0,35 wolta. Twoim zadaniem jest uformowanie grup elementów różniących się nieznacznie napięciem. Na przykład grupa 0,32-0,35 V, 0,28-0,31 i tak dalej.

Należy to zrobić, ponieważ jeden element w grupie, który ma znacznie niższe napięcie, będzie działał jako rezystancja. Spowolni proces wytwarzania energii elektrycznej.

Sortowanie ma oczywiście sens, gdy masz wiele fotokomórek, które trafiają do różnych paneli 36, aby wytworzyć napięcie końcowe 18 V. Jeśli masz ilość tylko dla jednego panelu, sortowanie ich jest bezcelowe, ponieważ nadal musisz je wszystkie zainstalować.

Przygotowanie i lutowanie opon do fotokomórek

Przed wykonaniem panelu słonecznego miedziane szyny zbiorcze są przylutowywane do fotokomórek. Są przylutowane do specjalnych torów, które przechodzą przez elementy. Najlepiej jest używać opony o szerokości 1,8 milimetra i grubości 0,16. Używany jest zwykły topnik - kalafonia z alkoholem. Dla wygody lepiej jest użyć gumboil w kształcie ołówka. Opony i topniki można znaleźć w sklepach z elektroniką. Wszystko to będzie kosztować 100-150 rubli.

Najpierw musisz wyciąć kawałki opon o długości wymaganej do połączenia dwóch elementów. Nie zapomnij wziąć tutaj pod uwagę odległości między sąsiednimi elementami. Oznacza to, że musisz dowiedzieć się, jak będą znajdować się na panelu.

Niewielka ilość strumienia jest podawana na ścieżkę fotokomórki. Opona jest nakładana na górę i przenoszona wzdłuż niej za pomocą lutownicy. Nie naciskaj mocno. Konieczne jest wykonanie równego szwu bez zadziorów, aby w przyszłości nie przeszkadzały w montażu baterii słonecznej. Szyny zbiorcze należy przylutować do wszystkich fotokomórek (36 szt.) Panelu słonecznego. Nie zapomnij wytrzeć szwu alkoholem po lutowaniu. Pozostaje dużo strumienia, który jest tam całkowicie bezużyteczny. Możesz do tego użyć kosmetycznych wacików bawełnianych.

Następnie wykonuje się lutowanie w celu połączenia fotokomórek w szeregowy łańcuch. Aby to zrobić, opony są przylutowane do podkładek stykowych z tyłu elementu. Punkty lutownicze są również wycierane, aby usunąć pozostałości topnika.

Najlepszym rozwiązaniem dla panelu składającego się z 36 elementów jest lutowanie ich w 4 rzędach po 9 elementów. W rezultacie sama bateria słoneczna będzie miała optymalną powierzchnię.

Podłączanie ogniw do baterii

Powstałe 4 rzędy połączonych elementów należy połączyć w gotową baterię słoneczną. Aby to zrobić, należy je ułożyć na szkle i połączyć grubymi miedzianymi szynami. W tym celu lepiej jest używać opon o grubości 5 milimetrów. Dioda Schottky'ego jest umieszczona w szczelinie dodatniego zacisku. Jest to konieczne, aby później bez problemu połączyć kilka paneli słonecznych w równoległy montaż. I nie martw się, że prąd wróci. Ochronę przed tym zapewni dioda Schottky'ego. Ogniwa należy umieścić tak, jak będą w gotowym panelu słonecznym. Oznacza to, że za szybą strona robocza jest skierowana w stronę światła. Robimy to według następującego schematu.

Jeśli chodzi o podłoże, oczywiście lepiej jest użyć szkła. Plexi, pleksi są również odpowiednie. Różne tworzywa sztuczne mają korzystną wagę, wytrzymałość i wygodę. Jednak z łatwością mogą „prowadzić” ciągłą pracą na słońcu. Bateria słoneczna znacznie się nagrzewa, co prowadzi do wypaczenia plastiku. A to nieuchronnie doprowadzi do uszkodzenia fotokomórek.

W idealnym przypadku potrzebny jest materiał, który pochłania widmo promieniowania słonecznego w podczerwieni i ma minimalny współczynnik załamania światła. Do tej roli najlepiej nadaje się szkło mineralne, ale jest dość drogie.

Najlepszym sposobem mocowania fotokomórek do szyby jest użycie folii samoprzylepnej. Wybierz taki, który jest przeznaczony do pracy w warunkach atmosferycznych. Ta opcja jest najtańsza i najłatwiejsza do wdrożenia. Istnieją przykłady, kiedy panele słoneczne są zamocowane między szkłami, a wszystkie szwy są pokryte szczeliwem. Jest to również opcja działająca, ale kłopotów jest znacznie więcej. Niektórzy eksperci na ogół zalecają uszczelnianie za pomocą związku epoksydowego.

Alternatywne źródła energii stają się coraz bardziej dostępne. Ten artykuł daje pełne zrozumienie energii słonecznej na skalę lokalną, typów ogniw i paneli słonecznych, zasad budowy farm słonecznych oraz wykonalności ekonomicznej.

Cechy energii słonecznej w średnich szerokościach geograficznych

Energia alternatywna jest bardzo atrakcyjna dla mieszkańców średnich szerokości geograficznych. Nawet na północnych szerokościach geograficznych średnia roczna dawka promieniowania wynosi 2,3-2,6 kWh / m 2. Im bliżej południa, tym wyższy ten wskaźnik. Na przykład w Jakucku natężenie promieniowania słonecznego wynosi 2,96, aw Chabarowsku - 3,69 kWh / m 2. Wskaźniki w grudniu wahają się od 7% do 20% średniorocznej wartości, aw czerwcu i lipcu podwajają się.

Oto przykład obliczenia wydajności paneli słonecznych dla Archangielska, regionu o jednym z najniższych wskaźników natężenia promieniowania słonecznego:

• Q to średnia roczna ilość promieniowania słonecznego w regionie (2,29 kWh / m 2);
• K dev - współczynnik odchylenia powierzchni kolektora od kierunku południowego (średnia wartość: 1,05);
• P nom - moc znamionowa panelu słonecznego;
• Pot K - współczynnik strat w instalacjach elektrycznych (0,85-0,98);
• Q isp to natężenie promieniowania, przy którym badano panel (zwykle 1000 kWh / m 2).

Ostatnie trzy parametry są wskazane w paszporcie paneli. Tak więc, jeśli panele KVAZAR o mocy nominalnej 0,245 kW będą pracować w warunkach Archangielska, a straty w instalacji elektrycznej nie przekraczają 7%, to jedna jednostka ogniw słonecznych zapewni produkcję około 550 Wh. W związku z tym w przypadku obiektu o nominalnym zużyciu 10 kWh potrzeba około 20 paneli.

Wykonalność ekonomiczna

Okresy zwrotu dla paneli słonecznych są łatwe do obliczenia. Pomnóż dzienną ilość energii wytwarzanej dziennie przez liczbę dni w roku i żywotność paneli bez obniżania wartości znamionowych - 30 lat. Rozważana powyżej instalacja elektryczna jest w stanie generować średnio od 52 do 100 kWh dziennie, w zależności od długości godzin dziennych. Średnia wartość to około 64 kWh. Zatem za 30 lat elektrownia teoretycznie powinna generować 700 tys. KWh. Ze stawką za jedną część 3,87 rubla. a koszt jednego panelu to około 15000 rubli, koszty zwrócą się za 4-5 lat. Ale rzeczywistość jest bardziej prozaiczna.

Faktem jest, że grudniowe wartości promieniowania słonecznego są mniejsze od średniej rocznej o około rząd wielkości. Dlatego do w pełni autonomicznej pracy elektrowni zimą potrzeba 7-8 razy więcej paneli niż latem. To znacznie zwiększa inwestycję, ale skraca okres zwrotu. Perspektywa wprowadzenia „zielonej taryfy” wygląda dość zachęcająco, ale już dziś możliwe jest zawarcie umowy na dostawę energii elektrycznej do sieci po cenie hurtowej trzykrotnie niższej od ceny detalicznej. A nawet to wystarczy, aby sprzedać z zyskiem 7-8-krotność nadwyżki wytworzonej energii elektrycznej latem.

Główne rodzaje paneli słonecznych

Istnieją dwa główne typy paneli słonecznych.

Solidne krzemowe ogniwa słoneczne są uważane za ogniwa pierwszej generacji i są najbardziej powszechne: około 3/4 rynku. Istnieją dwa ich rodzaje:

• monokrystaliczne (czarne) mają wysoką wydajność (0,2-0,24) i niską cenę;
• polikrystaliczne (ciemnoniebieskie) są tańsze w produkcji, ale mniej skuteczne (0,12-0,18), chociaż ich wydajność spada mniej przy rozproszonym świetle.

Miękkie fotokomórki nazywane są komórkami filmowymi i są wykonane z natrysku silikonu lub z wielowarstwowej kompozycji. Ogniwa krzemowe są tańsze w produkcji, ale ich wydajność jest 2-3 razy niższa niż w przypadku ogniw krystalicznych. Jednak w świetle rozproszonym (zmierzch, zachmurzenie) są skuteczniejsze niż krystaliczne.

Niektóre rodzaje folii kompozytowych mają wydajność około 0,2 i kosztują znacznie więcej niż elementy stałe. Ich zastosowanie w elektrowniach słonecznych jest wysoce wątpliwe: panele foliowe są z czasem bardziej podatne na degradację. Ich głównym obszarem zastosowania są mobilne elektrownie o niskim zużyciu energii.

Panele hybrydowe zawierają oprócz zespołu fotokomórek kolektor - układ rurek kapilarnych do podgrzewania wody. Ich zaletą jest nie tylko oszczędność miejsca i możliwość zaopatrzenia w ciepłą wodę. Z powodu chłodzenia wodą ogniwa słoneczne tracą mniejszą wydajność po podgrzaniu.

Stół. Przegląd producentów

Model	SSI Solar LS-235	SOLBAT MCK-150	Canadian Solar CS5A-210M	Chinaland CHN300-72P
Kraj	Szwajcaria	Rosja	Kanada	Chiny
Typ	Polikrystal	Monokryształ	Monokryształ	Polikrystal
Moc przy 1000 kWh / m 2, W.	235	150	210	300
Liczba elementów	60	72	72	72
Napięcie: bez obciążenia / pod obciążeniem, V.	36,9/29,8	18/12	45,5/37,9	36,7/43,6
Prąd: pod obciążeniem / zwarcie, A.	7,88/8,4	8,33/8,58	5,54/5,92	8,17/8,71
Waga (kg	19	12	15,3	24
Wymiary, mm	1650x1010x42	667x1467x38	1595x801x40	1950x990x45
cena, rub.	13 900	10 000	14 500	18 150

Sprzęt kompleksu energii słonecznej

Podczas pracy akumulatory generują prąd stały do \u200b\u200b40 V. Aby można było je wykorzystać do celów domowych, konieczne jest przeprowadzenie szeregu transformacji. Odpowiedzialny jest za to następujący sprzęt:

1. Paczka baterii. Pozwala na wykorzystanie wytworzonej energii w nocy oraz w godzinach o niskiej intensywności. Baterie helowe o napięciu znamionowym 12, 24 lub 48 V.
2. Kontrolery ładowania utrzymują optymalną żywotność baterii i przekazują wymaganą moc odbiorcom. Niezbędne wyposażenie dopasowane jest do parametrów baterii i akumulatorów.
3. Przetwornica napięcia przekształca prąd stały na prąd przemienny i ma szereg dodatkowych funkcji. Najpierw falownik ustawia priorytet źródła napięcia, a jeśli brakuje mocy, „miksuje” moc z innego. Falowniki hybrydowe pozwalają również na wprowadzenie nadwyżki wytworzonej energii do sieci miejskiej.

1 - panele słoneczne 12 V; 2 - panele słoneczne 24 V; 3 - kontroler ładowania; 4 - akumulator 12 V; Oświetlenie 5 - 12V; 6 - falownik; 7 - automatyka „inteligentnego domu”; 8 - blok akumulatorów 24 V; 9 - generator awaryjny; 10 - główni odbiorcy 220 V.

Zastosowanie domowe

Panele słoneczne można wykorzystać do absolutnie dowolnego celu: od kompensacji otrzymanej energii i zasilania poszczególnych linii, po pełną autonomię systemu elektroenergetycznego, w tym ogrzewanie i zaopatrzenie w ciepłą wodę. W tym drugim przypadku istotną rolę odgrywa szerokie zastosowanie energooszczędnych technologii - rekuperatorów i pomp ciepła.

W zastosowaniu mieszanym energia słoneczna wykorzystuje falowniki. W takim przypadku moc może być skierowana albo na działanie poszczególnych linii lub systemów, albo na częściową kompensację zużycia miejskiej energii elektrycznej. Klasycznym przykładem wydajnego systemu zasilania jest pompa ciepła zasilana z małej elektrowni słonecznej z baterią akumulatorów.

1 - sieć miejska 220 V; 2 - panele słoneczne 12 V; 3 - oświetlenie 12V; 4 - falownik; 5 - kontroler ładowania; 6 - główni odbiorcy 220 V; 7 - akumulator

Tradycyjnie panele montuje się na dachach budynków, aw niektórych rozwiązaniach architektonicznych całkowicie zastępują pokrycie dachowe. W takim przypadku panele muszą być skierowane na stronę południową w taki sposób, aby padanie promieni na płaszczyznę było prostopadłe.

Podczas instalacji elektrowni słonecznych nieuchronnie pojawia się pytanie - jak podłączyć panele słoneczne i czym różnią się opcje połączeń. O tym porozmawiamy w tym artykule.

Istnieją 3 możliwości łączenia ze sobą paneli słonecznych:

Połączenie szeregowe

Połączenie równoległe

Szeregowo-równoległe połączenie paneli słonecznych

Aby zrozumieć, czym się różnią, przejdźmy do głównych cech paneli słonecznych:

Nominalne napięcie baterii słonecznej wynosi zwykle 12 V lub 24 V, ale są wyjątki
Napięcie przy mocy szczytowej Vmp - napięcie, przy którym panel dostarcza maksymalną moc
Napięcie otwartego obwodu Voc - napięcie bez obciążenia (ważne przy wyborze kontrolera ładowania akumulatora)
Maksymalne napięcie w układzie Vdc - określa maksymalną liczbę połączonych ze sobą paneli
Prąd udarowy - prąd przy maksymalnej mocy panelu
Prąd Isc - prąd zwarcia, maksymalny możliwy prąd panelu

Moc paneli słonecznych definiuje się jako iloczyn napięcia i prądu w punkcie maksymalnej mocy - Vmp * Imp

W zależności od wybranego schematu podłączenia paneli słonecznych, ustalona zostanie charakterystyka układu paneli słonecznych i dobrany zostanie odpowiedni regulator ładowania.

Przyjrzyjmy się teraz bliżej każdemu schematowi połączeń:

1) Połączenie szeregowepanele słoneczne

W przypadku tego połączenia zacisk ujemny pierwszego panelu jest połączony z zaciskiem dodatnim drugiego, zacisk ujemny drugiego z zaciskiem trzeciego i tak dalej.

Gdy kilka paneli jest połączonych szeregowo, napięcie wszystkich paneli sumuje się. Prąd systemu będzie równy prądowi panelu z prądem minimalnym. Z tego powodu nie zaleca się łączenia szeregowego paneli o różnych maksymalnych wartościach prądu, ponieważ nie będą one pracować z pełną wydajnością.

Weźmy przykład:

Mamy 4 panele słoneczne monokrystaliczne o następujących cechach:

Napięcie znamionowe baterii słonecznej: 12 V.
Napięcie przy mocy szczytowej Vmp: 18,46 V.
Napięcie obwodu otwartego Voc: 22,48 V.
Maksymalne napięcie w układzie Vdc: 1000V
Prąd w punkcie maksymalnej mocy Imp: 5,42A
Prąd zwarciowy Isc: 5,65A

Łącząc szeregowo 4 takie panele otrzymujemy na wyjściu napięcie nominalne 12V * 4 \u003d 48V. Napięcie w obwodzie otwartym \u003d 22,48 V * 4 \u003d 89,92 V i prąd przy maksymalnym punkcie mocy równym 5,42 A. Te trzy parametry wyznaczają nam ograniczenia przy wyborze kontrolera ładowania.

2) Połączenie równoległepanele słoneczne

W takim przypadku panele są łączone za pomocą specjalnegoY - złącza. Te złącza mają dwa wejścia i jedno wyjście. Do wejść podłączono zaciski o tym samym znaku.

Przy takim połączeniu napięcie na wyjściu każdego panelu będzie sobie równe i równe napięciu na wyjściu z układu panelu. Prąd ze wszystkich paneli będzie się sumował. Takie połączenie pozwala na zwiększenie prądu z paneli bez podnoszenia napięcia.

Weźmy przykład wszystkich tych samych 4 paneli:

Łącząc równolegle 4 takie panele otrzymamy nominalne napięcie wyjściowe 12V, napięcie w obwodzie otwartym pozostanie 22,48V, ale prąd wyniesie 5,42A * 4 \u003d 21,68A.

3) Szeregowo-równoległe połączenie paneli słonecznych

Ostatni typ połączenia łączy dwa poprzednie. Wykorzystując ten schemat podłączenia paneli możemy regulować napięcie i prąd na wyjściu z układu kilku paneli, co pozwoli nam dobrać najbardziej optymalny tryb pracy dla całej elektrowni słonecznej.

W przypadku takiego połączenia łańcuchy paneli połączonych szeregowo łączy się równolegle.

Wróćmy do naszego przykładu z 4 panelami:

Łącząc 2 panele szeregowo, a następnie łącząc je, łącząc łańcuchy paneli równolegle, otrzymujemy, co następuje. Nominalne napięcie wyjściowe będzie równe sumie dwóch paneli połączonych szeregowo 12 V * 2 \u003d 24 V, napięcie w obwodzie otwartym będzie wynosić 22,48 V * 2 \u003d 44,96 V, a prąd 5,42 A * 2 \u003d 10,84 A.

To połączenie pozwoli zaoszczędzić jak najwięcej na zakupie regulatora ładowania, ponieważ nie musi on wytrzymywać wysokich napięć jak w przypadku połączenia szeregowego czy dużych prądów jak w przypadku połączenia równoległego. Dlatego łącząc ze sobą panele, należy dążyć do równowagi między prądami i napięciami.

Możesz przeczytać o tym, jak wybrać kontroler ładowania tutaj -

A jeśli chcesz kupić elektrownię słoneczną - zadzwoń pod numer 8-800-100-82-43 (+ 7-499-709-75-09) lub zostaw zapytanie na stronie, a my wykonamy wszystkie niezbędne obliczenia i dobierzemy dla Ciebie optymalną konfigurację!

Podłączanie paneli słonecznych często rodzi pewne pytania, zwłaszcza gdy trzeba podłączyć kilka modułów. Wydaje się, że jest to bardzo złożony proces wymagający określonej wiedzy. Ale w rzeczywistości schemat połączeń jest bardzo prosty, łatwo jest zaimplementować i zmontować baterię fotograficzną o wymaganej mocy.

Istnieją trzy możliwości podłączenia akumulatorów do wspólnego obwodu. Są to połączenia szeregowe, równoległe i mieszane (szeregowo-równoległe).

W tym przypadku zaciski o tej samej nazwie obu modułów są ze sobą połączone („plus” z „plusem”, „minus” - z „minusem”). Ponadto z zacisków jednego z modułów fotoelektrycznych usuwa się przewody, które są podłączone albo do kontrolera ładowania, albo bezpośrednio do akumulatora. W ten sposób można łączyć dowolną liczbę paneli słonecznych, najważniejsze jest połączenie ze sobą tylko terminali o tej samej nazwie.

Schemat ten zakłada połączenie „plusa” pierwszego modułu z „minusem” drugiego oraz wyprowadzenie przewodów zewnętrznych z „minusa” pierwszego modułu PV i „plusa” drugiego. Nie ma również znaczenia, ile paneli słonecznych zostanie połączonych w jedną baterię. Najważniejsze, żeby nie naruszać tej zasady. „Plus” pierwszego do „minus” drugiego, „plus” drugiego do „minus” trzeciego, „plus” trzeciego do „minus” czwartego itd. Przewody z nieużywanych zacisków („minus” pierwszego modułu i „plus” ostatniego) doprowadzone są do sterownika lub akumulatora.

Często używany jest schemat połączeń mieszanych. W takim przypadku najpierw musisz zebrać dwie grupy połączonych równolegle modułów (łącząc zaciski o tej samej nazwie), a następnie połączyć je szeregowo ze sobą tak, jakby były pojedynczymi modułami, a nie grupami. Liczba grup (a także liczba znajdujących się w nich baterii) może być dowolna.

Dlaczego potrzebujesz różnych połączeń

Aby uzyskać żądane parametry wyjściowe, wymagane są różne metody przełączania. Przykładowo, jeśli chcesz zapewnić moc 160 W i napięcie 12 V, a moc jednej baterii słonecznej to tylko 80 W przy wymaganym 12 V to oznacza to, że musisz połączyć równolegle 2 akumulatory. W rezultacie napięcie układu nie zmieni się (12V), a całkowita moc wyjściowa wyniesie 160 W. Jeśli konieczne jest uzyskanie napięcia wyjściowego nie 12 V, ale powiedzmy 24 V, to w tym przypadku stosuje się połączenie szeregowe dwóch modułów. Schemat mieszany pozwala na jednoczesną regulację obu parametrów. W ten sposób, stosując różne rodzaje komutacji, można zbudować elektrownię słoneczną o optymalnej charakterystyce wydajności.

Podłączanie do sieci domowej

Jeśli chodzi o integrację zmontowanej baterii słonecznej z systemem zasilania prywatnego domu, istnieje kilka opcji. Dlatego najpopularniejszy jest schemat wykorzystujący kontroler ładowania, falownik baterii i baterie. Napięcie z heliopola jest najpierw kierowane na ładunek akumulatora, a dopiero potem jest przekazywane do obciążenia.

Obciążenie zazwyczaj dzieli się na 2 kategorie: nadmiarowe (lodówki, kotły gazowe, oświetlenie awaryjne itp.) I nienadmiarowe (oświetlenie konwencjonalne, komputer itp.). Zużycie energii przez redundantne urządzenia może być dowolne, ale o czasie ich autonomicznej pracy decyduje pojemność baterii.

Dzięki obecności specjalnego falownika akumulatorów możliwe staje się przesyłanie energii elektrycznej do odbiorników, jeśli napięcie na akumulatorze przekroczy ustawioną wartość. Jednocześnie konsumenci mogą być zasilani energią słoneczną, nawet jeśli w centralnej sieci energetycznej występuje napięcie. W ten sposób zewnętrzne zużycie energii przez dom jest znacznie zmniejszone.

Po odłączeniu sieci centralnej falownik będzie zasilał nadmiarowe obciążenie z akumulatora. Jeśli heliofield wytwarza w tym momencie energię, falownik również ją wykorzystuje. Do ładowania akumulatora zostanie wykorzystana nadwyżka energii słonecznej, która nie zostanie zużyta na obciążenie. Układ ten doskonale nadaje się do zapewnienia autonomicznego zasilania, działa nawet w przypadku braku centralnego napięcia zasilania. Ale jednocześnie nieredundantne obciążenie będzie zasilane wyłącznie ze słońca (przez technologię resztkową), priorytet jest zarezerwowany dla konsumentów.

Jeśli planujesz używać heliofield tylko w celu zmniejszenia zużycia energii z sieci zewnętrznej, możesz skorzystać z prostszego i tańszego schematu. Jest to znacznie bardziej opłacalne w przypadku rzadkich i krótkotrwałych przerw w dostawie prądu. W ciągu dnia heliopol dostarcza energię odbiorcom, jeśli to nie wystarczy, wówczas energia elektryczna pobierana jest z sieci zewnętrznej. Ale kiedy scentralizowane zasilanie zostanie odcięte, falownik wyłączy się, a energia słoneczna nie będzie używana. Nadmiarowe obciążenie będzie zasilane z akumulatora.