Характеристики и схема подключения солнечных батарей

Солнечные батареи для дома: применение и схемы подключения

Альтернативная энергетика становится все доступнее. Эта статья даст вам полное представление о солнечной энергетике локальных масштабов, видах фотоэлементов и панелей, принципах построения солнечных ферм и экономической обоснованности.

  • Особенности солнечной энергетики в средних широтах
  • Экономическая обоснованность
  • Основные типы солнечных панелей
  • Оборудование гелиоэнергетического комплекса
  • Применение в домашнем хозяйстве

Особенности солнечной энергетики в средних широтах

Для жителей средних широт альтернативная энергетика весьма привлекательна. Даже в северных широтах среднегодовая суточная доза излучения составляет 2,3–2,6 кВт·ч/м 2 . Чем ближе к югу — тем выше этот показатель. В Якутске, например, интенсивность солнечного излучения составляет 2,96, а в Хабаровске — 3,69 кВт·ч/м 2 . Показатели в декабре составляют от 7% до 20% от среднегодового значения, а в июне и июле возрастают вдвое.

Вот пример расчета эффективности солнечных панелей для Архангельска — региона с одним из самых низких показателей интенсивности солнечного излучения:

  • Q — среднегодовое количество солнечной радиации в регионе (2,29 кВт·ч/м 2 );
  • Коткл — коэффициент отклонения поверхности коллектора от южного направления (среднее значение: 1,05);
  • Pном — номинальная мощность солнечной панели;
  • Кпот — коэффициент потерь в электроустановках (0,85–0,98);
  • Qисп — интенсивность излучения, при которой панель испытывалась (обычно 1000 кВт·ч/м 2 ).

Последние три параметра указываются в паспорте панелей. Таким образом, если в условиях Архангельска работают панели KVAZAR с номинальной мощностью 0,245 кВт, а потери в электроустановке не превышают 7%, то один блок фотоэлементов обеспечит генерацию в размере около 550 Вт·ч. Соответственно, для объекта с номинальным потреблением 10 кВт·ч понадобится около 20 панелей.

Экономическая обоснованность

Сроки окупаемости солнечных панелей посчитать несложно. Умножьте суточное количество производимой энергии в сутки на количество суток в году и на срок эксплуатации панелей без снижения мощности — 30 лет. Рассмотренная выше электроустановка способна генерировать в среднем от 52 до 100 кВт·ч в сутки в зависимости от продолжительности светового дня. Среднее значение составляет около 64 кВт·ч. Таким образом, за 30 лет электростанция в теории должна выработать 700 тыс. кВт·ч. При одноставочном тарифе в 3,87 руб. и стоимости одной панели около 15 000 руб, затраты окупятся за 4–5 лет. Но реальность более прозаична.

Дело в том, что декабрьские значения солнечной радиации меньше среднегодовых примерно на порядок. Поэтому для полностью автономной работы электростанции зимой требуется в 7–8 раз больше панелей, чем летом. Это существенно увеличивает вложения, но уменьшает срок окупаемости. Перспектива введения «зеленого тарифа» выглядит вполне ободряюще, но даже на сегодняшний день можно заключить договор на поставку электроэнергии в сеть по оптовой цене, которая втрое ниже розничного тарифа. И даже этого достаточно, чтобы выгодно продавать 7–8 кратный излишек выработанной электроэнергии в летний период.

Основные типы солнечных панелей

Существует два основных типа солнечных панелей.

Твердые кремниевые фотоэлементы считаются элементами первого поколения и наиболее распространены: около 3/4 рынка. Их существует две разновидности:

  • монокристаллические (черного цвета) имеют высокий КПД (0,2–0,24) и малую цену;
  • поликристаллические (темно-синего цвета) дешевле в производстве, но менее эффективны (0,12–0,18), хотя при рассеянном свете их КПД снижается меньше.

Мягкие фотоэлементы называют пленочными и изготавливают либо из кремниевого напыления, либо путем многослойной композиции. Кремниевые элементы дешевле в производстве, но их КПД в 2–3 раза ниже кристаллических. Однако при рассеянном свете (сумерки, пасмурность) они эффективнее кристаллических.

Некоторые виды композитных пленок имеют КПД около 0,2 и стоят гораздо больше твердых элементов. Их применение в солнечных электростанциях весьма сомнительно: пленочные панели в большей степени подвержены деградации со временем. Основная область их применения — мобильные энергоустановки с низким потреблением энергии.

Гибридные панели включают помимо блока фотоэлементов также коллектор — систему капиллярных трубок для нагрева воды. Преимущество их не только в экономии площади и возможности горячего водоснабжения. За счет водяного охлаждения фотоэлементы меньше теряют в производительности при нагреве.

Таблица. Обзор производителей

Модель SSI Solar LS-235 SOLBAT MCK-150 Canadian Solar CS5A-210M Chinaland CHN300-72P
Страна Швейцария Россия Канада Китай
Тип Поликристалл Монокристалл Монокристалл Поликристалл
Мощность при 1000 кВт·ч/м 2 , Вт 235 150 210 300
Число элементов 60 72 72 72
Напряжение: холостого хода/при нагрузке, В 36,9/29,8 18/12 45,5/37,9 36,7/43,6
Ток: при нагрузке/короткого замыкания, А 7,88/8,4 8,33/8,58 5,54/5,92 8,17/8,71
Вес, кг 19 12 15,3 24
Размеры, мм 1650х1010х42 667х1467х38 1595х801х40 1950х990х45
Цена, руб. 13 900 10 000 14 500 18 150

Оборудование гелиоэнергетического комплекса

Батареи генерируют при работе постоянный ток величиной до 40 В. Чтобы использовать его в бытовых целях, требуется ряд преобразований. За это отвечает следующее оборудование:

  1. Блок аккумуляторных батарей. Позволяет пользоваться выработанной энергией ночью и в часы малой интенсивности. Используются гелиевые аккумуляторы номинальным напряжением 12, 24 или 48 В.
  2. Контроллеры заряда поддерживают оптимальный цикл работы аккумуляторов и переводят требуемую мощность на питание потребителей. Необходимое оборудование подбирается под параметры батарей и аккумуляторов.
  3. Инвертор напряжения трансформирует постоянный ток в переменный и имеет ряд дополнительных функций. Во-первых, инвертор устанавливает приоритет источника напряжения, а при недостатке мощности «подмешивает» питание из другого. Гибридные инверторы позволяют также отдавать излишек вырабатываемой энергии в городскую сеть.

1 — солнечные батареи 12 В; 2 — солнечные батареи 24 В; 3 — контроллер заряда; 4 — АКБ 12 В; 5 — освещение 12 В; 6 — инвертор; 7 — автоматика «умного дома»; 8 — блок АКБ 24 В; 9 — аварийный генератор; 10 — основные потребители 220 В

Применение в домашнем хозяйстве

Солнечные панели могут использоваться в абсолютно любых целях: от компенсации получаемой энергии и питания отдельных линий до полной автономизации энергосистемы, включая отопление и горячее водоснабжение. В последнем случае важную роль играет масштабное применение энергосберегающих технологий — рекуператоров и тепловых насосов.

При смешанном использовании гелиоэнергетики используют инверторы. При этом питание может направляться либо на работу отдельных линий или систем, либо частично компенсировать использование городского электричества. Классический пример эффективной энергосистемы — тепловой насос, питаемый небольшой солнечной электростанцией с блоком аккумуляторов.

Читайте также:
Чем отмыть фломастер с кожи рук и лица у ребенка

1 — городская сеть 220 В; 2 — солнечные батареи 12 В; 3 — освещение 12 В; 4 — инвертор; 5 — контроллер заряда; 6 — основные потребители 220 В; 7 — АКБ

Традиционно панели устанавливают на крышах зданий, а в некоторых архитектурных решениях они полностью заменяют кровельное покрытие. При этом панели необходимо ориентировать на южную сторону таким образом, чтобы падение лучей на плоскость было перпендикулярным.

Подключение солнечных панелей, схемы соединения

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.

Читайте также:
Спальня для подростка: 75 фото примеров оформления, актуальные идеи и правила дизайна

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.

Сборка и подключение солнечной батареи

Гелиоэнергетика – это настоящая находка для получения дешевой электроэнергии. Однако даже одна солнечная батарея стоит достаточно дорого, а для того чтобы организовать эффективную систему их нужно немалое количество. Поэтому многие решаются собрать солнечную батарею своими руками. Для этого нужно уметь немного паять, так как все элементы системы собираются в дорожки, а потом крепятся на основание.

Виды фотоэлементов

Основная и довольно сложная задача – найти и купить фотоэлектрические преобразователи. Они представляют собой кремниевые пластины, которые преобразовывают солнечную энергию в электричество. Фотоэлементы делятся на два типа: монокристаллические и поликристаллические. Первые более эффективны и отличаются высоким КПД – 20-25%, а вторые всего до 20%. Поликристаллические фотоэлементы ярко синие и менее дорогостоящие. А моно- можно отличить по форме – она не квадратная, а восьмиугольная, и цена на них выше.

Если паять получается не очень хорошо, то для подключения солнечной батареи своими руками рекомендуется приобретать готовые фотоэлементы с проводниками. Если же присутствует уверенность, что припаять элементы получится самостоятельно, не повредив преобразователь, можно приобрести набор, в котором проводники приложены отдельно.

Самостоятельно вырастить кристаллы для фотоэлементов — довольно специфическая работа, и сделать её практически нереально в домашних условиях. Поэтому фотоэлементы лучше покупать готовые.

Как выбрать и где приобрести преобразователи

Дешевле будет приобрести фотоэлементы на китайских интернет-площадках, хоть, конечно же, там зачатую продаются заводские детали, имеющие брак. Для старта и это неплохо, тем более, что цена у них ниже. А после того, как придет опыт в сборке батарей, можно брать более качественные детали с завода.

Некоторые продавцы продают преобразователи все скопом запаянные в воск, дабы во время транспортировки они не повредились, ведь кремниевые пластины хрупкие, как хрусталь. Очищение их от воска – весьма трудоёмкое занятие. Для начала необходимо погрузить их в горячую воду и после того, как воск расплавится, очень осторожно разделить их. После нужно опустить каждый фотоэлемент в мыльный раствор, а потом в чистую горячую воду. И так, пока воск не отстанет от пластин полностью. Потом нужно разложить их сушиться на махровом полотенце. В общем, это лишние хлопоты, так что лучше покупать пластины без воска.

На проверенных китайских площадках Ebay и Alibaba приобретать фотоэлементы для установки солнечных батарей своими руками надёжно. Для покупки нужно зарегистрироваться и вписать в поисковую строку нужный запрос. На экран выведется несколько предложений.

Выбирать нужно не только из тех соображений, что понравился именно этот товар – необходимо обязательно обращать внимание на отзывы и рейтинг продавца. Если нет желания переплатить за товар вдвое из-за платной доставки, нужно посмотреть, есть ли у выбранного товара опция «бесплатная доставка». Если нет – это неподходящий вариант, так как это — чересчур затратное дело.

Деньги за товар нужно перечислить сразу. Продавцу они попадут только после подтверждения о получении товара покупателем. Платить можно прямо платежной картой или через промежуточные сервисы – всё зависит от степени доверия к таким торговым интернет-ресурсам. Возвратить товар тоже можно, но лучше сразу отовариваться у продавца с хорошей репутацией, дабы избежать тяжб по поводу возврата. Посылка может идти и месяц, и полтора – это уже во власти почты.

Пайка и сборка панелей

Сборку солнечных панелей своими руками можно разделить на три этапа:

  1. Изготовление каркаса;
  2. Пайка фотоэлектрических преобразователей;
  3. Установка их в каркас и герметизация.

Каркас можно сбить из деревянных планок или сварить из алюминиевых уголков. Так или иначе, его габариты, форма и выбор материалов для изготовления напрямую зависят от того, как он будет монтироваться.

Необходимые материалы и инструменты

Для сборки солнечной батареи понадобятся следующие материалы:

  • алюминиевый или стальной уголок сечением 25х25;
  • болты 5х10 мм – 8 шт;
  • гайки 5 мм – 8 шт;
  • стекло или поликарбонат 5-6 мм;
  • клей – герметик Sylgard 184;
  • клей – герметик Ceresit CS 15;
  • поликристаллические преобразователи;
  • флюс фломастер (смесь канифоли и спирта);
  • серебряная лента для подключения к панелям;
  • лента для шины;
  • тонкий припой;
  • поролон – 3 см, опилки или стружка;
  • плотная полиэтиленовая пленка 10 мкм.

Инструменты, которые понадобятся для сборки:

  • напильник;
  • ножовка по металлу с полотном 18;
  • дрель, сверла на 5 и 6 мм;
  • ключи рожковые;
  • паяльник.

Этапы сборки

Сборка состоит из нескольких этапов:

  1. Для начала нужно определиться с размерами рамы каркаса. Они будут зависеть от габаритов самих панелей и их количества. При расположении солнечных батарей на крыше, панели могут полностью покрыть скат или занять небольшую его часть – тут нет определенных правил, поэтому какая ширина и длина будет у рамы, выбирает сам сборщик.
  2. Сверху каркаса необходимо установить стекло для того чтобы защитить фотоэлементы от разрушения. Закрепить его можно тонким слоем силиконового герметика, а вот эпоксидную смолу для этих целей лучше не использовать, так как снять стекло в случае необходимости проведения ремонтных работ и не повредить панели будет крайне сложно.
  3. При подключении солнечных батарей к сети схему лучше выбрать смешанную, так как она оптимальна. Собранные панели укладываются в ранее подготовленный каркас. На этом этапе важно не перепутать тыльную сторону панели с лицевой.
  4. Чтобы защитить заднюю часть батареи во время сборки, можно сделать поролоновый мат и обернуть его в полиэтиленовую пленку. Также подойдут опилки или стружка, но главное, чтоб их частицы не остались на элементах.
  5. После этого нужно убрать пузырьки воздуха, которые образуются между фотоэлементами и стеклом, так как их присутствие помешает эффективной работе батареи. Для этого на панели нужно уложить груз, а на мягкий мат твердый лист фанеры. Таким образом, фотоэлементы оказываются зажатыми и так их нужно оставить на полсуток. Потом груз убирается, а фанера и мат снимаются. Монтировать батарею после этого пока рано, надо чтоб герметик полностью схватился.
  6. Последний этап – это изготовление задней стенки батареи из ДСП или ДВП с подложкой – это предотвратит деформацию панелей.
Читайте также:
Фасадная строительная сетка: описание и применение

Возможные места установки

В качестве места установки можно предложить несколько различных вариантов:

  1. Если решено осуществить монтаж солнечных батарей на крыше, то её уклон должен быть не больше 40 градусов. Такой вариант предполагает использование профилей в качестве несущей конструкции для солнечной батареи. Если же уклон кровли от 30-40 градусов, можно поставить солнечные панели без кронштейна.
  2. Для установки солнечной батареи на плоской крыше, придется изготовить каркас со специальной наклонной подставкой, так как конструкция должна находиться под уклоном к крыше дома.
  3. На стене установка солнечных батарей осуществляется довольно редко. В этом случае, как и в других, понадобится стальной наклонный каркас, который обеспечит расположение батареи под уклоном.
  4. Если в зимнюю пору для местности характерны обильные осадки, то установку можно расположить на земле. Для этого понадобится опереть её на специальную штангу.
  5. Батарею можно разместить на крыше балкона или лоджии, в случае если это верхний этаж частного дома или квартира находится на последнем этаже. Если инсоляция позволяет, то установить солнечную панель можно и на внешней стороне балкона.

Схемы подключения системы

Схема подключения солнечных батарей состоит из нескольких устройств:

  1. Солнечная панель, которая будет аккумулировать свет, и преобразовывать его в электричество.
  2. Контроллер, который будет отслеживать уровень заряда в устройстве. Когда аккумуляторы заряжены, это приспособление автоматически отключает зарядку, а когда уровень заряда упадет, контроллер снова заработает.
  3. Аккумулятор, который нужен для сбора сгенерированной энергии.
  4. Инвертор – это устройство создает нужное напряжение для сети, получая из аккумулятора электроэнергию и преобразовывая её в 220 В.

Между всеми участниками сети должны быть обязательно установлены предохранители, дабы избежать короткого замыкания и поломки одного из устройств.

Если планируется использовать одну солнечную панель, то здесь всё понятно.

При установке же двух и более для начала необходимо выбрать одну из следующих схем подключения солнечных батарей загородного дома или квартиры:

  • Параллельная. Такой способ укладки панелей происходит посредством соединения одноименных клемм. Напряжение при этом не меняется и остается на том же уровне.
  • Последовательная. В такой схеме плюс одного из фотоэлементов подключается к минусу другого. Осуществить такое соединение достаточно просто, однако на выходе получится 24 В.
  • Смешанная. Такая система состоит из нескольких групп. Элементы внутри группы соединяются параллельно, а крайние панели групп объединяются между собой последовательно.

Последняя параллельно-последовательная схема подключения солнечных батарей является оптимальной для того, чтобы сэкономить на приобретении контроллера, поскольку мощное устройство для такой схемы не понадобится. В такой системе создается баланс между высокими напряжениями, которые возникают при последовательном соединении и большими токами параллельной схемы.

Монтаж конструкции

Первостепенно надо определиться с местом установки – или прямо на крыше, или с использованием в качестве подставки каркаса из специальных ферм. Как крепить гибкую солнечную батарею на крышу? Её нужно закрепить болтами к профилям, что и место сэкономит и имеет эстетически привлекательный вид.

Если же решено установить панели на фермы, то необходимо:

  1. Приобрести фермы. Так как они продаются в виде уголков, их потребуется самостоятельно собрать.
  2. Соединить элементы каркаса болтами.
  3. Определится с местом установки панелей.
  4. Крепление солнечной батареи к ферме происходит посредством болтового соединения. Это следует выполнять тщательно, чтобы любые погодные условия не могли повлиять на прочность конструкции.
  5. Последний этап – это подсоединение всех участников в сеть: батареи, аккумулятора, контроллера и инвертора.

Как избежать распространенных ошибок

При сборке и монтаже обратите внимание на следующие нюансы:

  1. Не нужно осуществлять сборку на каркасе с задней стенкой из брусьев, так как дерево может разбухнуть и конструкция деформируется. Кроме того, брус очень утяжеляет её.
  2. Нельзя использовать в качестве крышки оргстекло, так как оно перегревается и за счёт этого контакты между панелями приходят в негодность, а сама система может разгерметизироваться.
  3. Соединительные клеммы – не лучший вариант объединения панелей друг с другом, так как в случае ремонта их невозможно будет разъединить — лучше пользоваться специально предназначенными для этого коннекторами.

Полезные советы

Прислушайтесь к рекомендациям опытных строителей:

  1. Панели необходимо тщательно очищать от снега, грязи и пыли, так как это существенно снижает поглощение солнечной энергии устройством.
  2. Пышные кроны высоких деревьев, которые препятствуют попаданию солнечных лучей на батарею, придется проредить. Если дом находится в тени других построек, то установка солнечных панелей целесообразна разве что только поликристаллических, и то эффективность будет снижена.
  3. Прежде чем приниматься за сборку панелей, нужно произвести небольшой расчёт. Для начала нужно проанализировать, сколько киловатт нужно получить из системы в день. Одна панель способна выработать 0,12 кВт, так что может быть, что при небольшом потреблении их установка окупится лет через 50, поэтому она не целесообразна. В зависимости от требуемой средней дневной нормы и подбирается количество панелей.
  4. При монтаже солнечных батарей своими руками, панели лучше ориентировать на юг, так как в солнечные часы с этой стороны поступает максимальное количество солнечной энергии.
Читайте также:
Современные шкафы, материалы изготовления и декорирование фасадов

Видео

Смотрите в нашем видео подробную инструкцию по сборке солнечной батареи.

Схемы сборки и подключения солнечных батарей

Здесь вы узнаете:

  • Что представляет собой бытовая солнечная батарея
  • Устройство солнечной батареи
  • Виды фотоэлементов
  • Варианты подключения
  • Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов
  • Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС
  • Экономическая обоснованность

Схемы подключения солнечных панелей При монтаже солнечных электростанций неизбежно возникает вопрос – как соединять солнечные панели и в каком порядке подключать их в систему энергоснабжения дома. Сейчас все подробно разберем.

Что представляет собой бытовая солнечная батарея

Гелиоэнергетика – это настоящая находка для получения дешевой электроэнергии. Однако даже одна солнечная батарея стоит достаточно дорого, а для того чтобы организовать эффективную систему их нужно немалое количество. Поэтому многие решаются собрать солнечную батарею своими руками. Для этого нужно уметь немного паять, так как все элементы системы собираются в дорожки, а потом крепятся на основание.

Чтобы понять, подходит ли гелиостанция для ваших нужд, надо понимать, что такое бытовая солнечная батарея. Само устройство состоит из:

  • солнечных панелей
  • контроллера
  • аккумулятора
  • инвертора

Если устройство предназначено для отопления дома, в комплект будут также включены:

  • бак
  • насос
  • комплект автоматики

Солнечные панели — прямоугольники 1х2 м либо 1,8х1,9 м. Для обеспечения электричеством частного дома с 4-мя жильцами надо 8 панелей (1х2 м) либо 5 панелей (1,8х1,9 м). Устанавливают модули на крышу с солнечной стороны. Угол наклона крыши 45° с горизонтом. Существуют вращающиеся солнечные модули. Принцип работы солнечной батареи с поворотным механизмом аналогичен стационарной, но панели поворачиваются вслед за солнцем благодаря фоточувствительным датчикам. Стоимость их выше, но КПД достигает 40%.

Конструкция стандартных солнечных батарей следующая. Фотоэлектропреобразователь состоит из 2 слоев n и p типа. n-слой изготавливают на основе кремния и фосфора, что приводит к избытку электронов. p-слой делают из кремния и бора, в результате чего образуется избыток положительных зарядов («дыр»). Слои помещают между электродов в таком порядке:

  • покрытие против бликов
  • катод (электрод с отрицательным зарядом)
  • n-слой
  • тонкий разделительный слой, препятствующий свободному переходу заряженных частиц между слоями
  • p-слой
  • анод (электрод с положительным зарядом)

Фотоэлектрические модули производят с поликристаллической и монокристаллической структурами. Первые отличаются большим КПД и высокой стоимостью. Вторые – дешевле, но менее эффективны. Мощности поликристаллических достаточно для освещения/отопления дома. Монокристаллические используются для генерации малых порций электричества (в качестве резервного источника энергии). Существуют гибкие солнечные батареи на основе аморфного кремния. Технология находится в процессе модернизации, т.к. КПД аморфной батареи не превышает 5%.

Устройство солнечной батареи

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

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


Помимо солнечного модуля, в устройство такой электростанции входят фотоэлектрические преобразователи – контроллер и инвертор, а также подключенные к ним аккумуляторы

Основными конструктивными элементами системы выступают:

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

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

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

Виды фотоэлементов

Основная и довольно сложная задача – найти и купить фотоэлектрические преобразователи. Они представляют собой кремниевые пластины, которые преобразовывают солнечную энергию в электричество. Фотоэлементы делятся на два типа: монокристаллические и поликристаллические. Первые более эффективны и отличаются высоким КПД – 20-25%, а вторые всего до 20%. Поликристаллические фотоэлементы ярко синие и менее дорогостоящие. А моно- можно отличить по форме – она не квадратная, а восьмиугольная, и цена на них выше.

Если паять получается не очень хорошо, то для подключения солнечной батареи своими руками рекомендуется приобретать готовые фотоэлементы с проводниками. Если же присутствует уверенность, что припаять элементы получится самостоятельно, не повредив преобразователь, можно приобрести набор, в котором проводники приложены отдельно.

Самостоятельно вырастить кристаллы для фотоэлементов — довольно специфическая работа, и сделать её практически нереально в домашних условиях. Поэтому фотоэлементы лучше покупать готовые.

Варианты подключения

Не возникает вопросов при подключении одной панели: к соответствующим разъемам контроллера подсоединяют минус и плюс. Если же панелей много, их можно подсоединить:

  • параллельно, т.е. соединим между собой одноименные клеммы и, получив на выходе напряжение 12В;

  • последовательно, т.е. плюс первой соединить с минусом второй, а оставшиеся минус первой и плюс второй – к контроллеру. На выходе будет 24 В.

  • последовательно-параллельно, т.е. использовать смешанное подключение. Подразумевает такая схема, что несколько групп батарей соединены между собой. Внутри каждой из них панели соединены параллельно, а группы – последовательно. Эта схема на выходе дает самые оптимальные характеристики.
Читайте также:
Схемы цветников непрерывного цветения: принципы формирования

Разобраться детальнее с подключением альтернативных источников в доме поможет видео:

Такие электростанции с помощью аккумуляторных батарей накапливают для дома заряд Солнца и сохраняют его, резервируя в аккумуляторных банках. В Америке, Японии, европейских странах применяется нередко гибридное электроснабжение.

То есть, работают две схемы, одна из которых обслуживает оборудование низковольтное, питающееся от 12 В, другая схема – отвечает за бесперебойное снабжение энергией высоковольтного оборудования, работающего от 230 В.

Как соединить солнечные батареи максимально используя возможности всех элементов

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

Теперь остается дело за малым.

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

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

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

На этом этапе важно не перепутать тыльную сторону панели с лицевой. Это важнейший момент, так как от того будут ли панели в тени других зданий, деревьев будет зависеть их продуктивность, а значит, и количество вырабатываемой электроэнергии.

При последовательном соединении нескольких панелей, напряжение всех панелей будет складываться. Собирается каркас с помощью болтов диаметром 6 и 8 мм. Изменения напряжения в данном случае не будет.

Нередко используется и смешанная схема подключения. Выходит, что правильно установленные солнечные батареи будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии — в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. Крепить фотоэлементы во избежание повреждения рекомендуется на длинной стороне, индивидуально выбрав способ: болты крепятся через отверстия рамки , фиксаторы и пр. Закрепить его можно тонким слоем силиконового герметика, а вот эпоксидную смолу для этих целей лучше не использовать, так как снять стекло в случае необходимости проведения ремонтных работ и не повредить панели будет крайне сложно.

Солнечные панели. Как сделать дешёвую и эффективную солнечную электростанцию.

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.

Читайте также:
Угловой электрический камин с эффектом живого пламени: фото, как выбрать

Экономическая обоснованность

Сроки окупаемости солнечных панелей посчитать несложно. Умножьте суточное количество производимой энергии в сутки на количество суток в году и на срок эксплуатации панелей без снижения мощности — 30 лет. Рассмотренная выше электроустановка способна генерировать в среднем от 52 до 100 кВт·ч в сутки в зависимости от продолжительности светового дня. Среднее значение составляет около 64 кВт·ч. Таким образом, за 30 лет электростанция в теории должна выработать 700 тыс. кВт·ч. При одноставочном тарифе в 3,87 руб. и стоимости одной панели около 15 000 руб, затраты окупятся за 4–5 лет. Но реальность более прозаична.

Дело в том, что декабрьские значения солнечной радиации меньше среднегодовых примерно на порядок. Поэтому для полностью автономной работы электростанции зимой требуется в 7–8 раз больше панелей, чем летом. Это существенно увеличивает вложения, но уменьшает срок окупаемости. Перспектива введения «зеленого тарифа» выглядит вполне ободряюще, но даже на сегодняшний день можно заключить договор на поставку электроэнергии в сеть по оптовой цене, которая втрое ниже розничного тарифа. И даже этого достаточно, чтобы выгодно продавать 7–8 кратный излишек выработанной электроэнергии в летний период.

Как подключить солнечную панель

Интересуясь темой как подключить солнечную панель, стоит хорошо изучить особенности монтажа и устройства. Также стоит задать себе вопрос – для чего нужна домашняя электростанция, и какая главная цель ее установки. Как показывает практика, ответов здесь несколько: борьба с постоянными перебоями энергоснабжения, экономия электроэнергии и возможность создать полностью автономную электросеть. Когда главная цель определена, тогда уже можно подходить к технической стороне вопроса. Подготовленная статья расскажет, как подключить солнечную батарею от Энерговольт и других нюансах такой системы.

Разные типы солнечных электростанций

Чтобы хорошо разобрать схемы подключения, нужно ознакомиться с полным комплектом оборудования небольшой гелиосистемы Энерговольт. Стоит уточнить, солнечные электростанции бывают сетевые и автономные, поэтому набор оборудования у них немного отличается. Например, сетевой тип солнечных панелей Энерговольт успешно используется в ТРЦ, офисах, частных домах, фермах, гостиницах, а список компонентов выглядит следующим образом:

  • Инвертор, о котором будет отдельный раздел статьи.
  • Солнечные панели поликристаллического либо же монокристаллического типа.
  • Одножильный медный кабель, обязательно с качественной двойной изоляцией и хорошей устойчивостью к влиянию довольно агрессивной среды. Рекомендованное сечение 6 мм и более.
  • Выключатели постоянного и переменного тока.
  • Быстросъемные коннекторы для подключения панелей.
  • УЗИП постоянного тока.
  • Датчик ДОКА.
  • Крепления необходимо заказывать отдельно.
  • Реверсивный электросчетчик необходим в тех случаях, когда предполагается продажа электроэнергии государству. Учитывая «зеленый тариф», можно неплохо заработать.

Автономные солнечные электростанции Энерговольт поставляется в следующей комплектации:

  • солнечные панели определенного типа;
  • контроллер заряда аккумуляторов;
  • инвертор входит не в каждый комплект;
  • несколько вариантов аккумуляторных батарей (зачастую гелевые);
  • устройства защиты (предохранители, автоматические выключатели);
  • кабели сечением не менее 4 мм.

Автономные комплекты Энерговольт используются в большинстве случаев для уличного освещения, на автодомах, яхтах, светофорах, питания автоматики, а также в домах, где нет центрального электроснабжения и соответственно возможности для подключения. Идеальный вариант, который за небольшие деньги позволяет создать автономную электросеть и пользоваться разными электроприборами, даже вдали от цивилизации.

Если гелиосистема будет снабжена аккумуляторными батареями, тогда важно обратить внимание на такие параметры:

  • максимальное напряжение при условии пиковой мощности Vmp;
  • номинальное напряжение панелей: 24В либо 12В;
  • значение напряжения холостого хода (обозначается Voc), которое характеризует величину напряжения, вырабатываемого панелью при отсутствии нагрузки. Важный параметр при выборе контроллера;
  • Ток Imp – ток при максимально возможной мощности панели.

Для чего нужна сетевая электростанция Энерговольт

Начать стоить с того, сетевая солнечная электростанция – это хороший способ существенно сократить ежемесячный платеж за электричество, с учетом постоянного подорожания энергоносителей. Данное оборудование не требует накопителей и специально заточено на экономию. Этот тип электростанций Энерговольт пользуются особым спросом среди владельцев коммерческой недвижимости, ведь стоимость 1кВт*ч значительно выше, по сравнению с частными сектором.

Частные домохозяйства также проявляют интерес к сетевым электростанциям, ведь электроэнергию можно продавать по «зеленому тарифу». Что позволяют хорошо экономить на коммунальных платежах, расходуя семейный бюджет более экономно и разумно. Несмотря на цену 1кВТ*ч, а еще цену периодического обслуживания и все затраты на установку гелиостанции, данные инвестиции более чем выгодные. Ведь за долгий срок службы (панели до 30 лет) электростанция себя окупит не один раз, однако для более детальных расчетов нужно знать точную конфигурацию.

Схемы подключения

Бывает 3 возможные схемы, которые помогут соединить между собой солнечные панели Энерговольт: параллельная, последовательная, а также последовательно-параллельная. Далее более подробно о каждой из схем.

Параллельное соединение

Чтобы не ошибиться, необходимо просто к выходам и входам панелей присоединять клеммы одинакового знака. Наиболее удобные коннекторы типа Y.

Благодаря этой схеме можно увеличивать ток, при этом, не повышая напряжение панелей. Например, установлено 4 панели от Энерговольт и каждая по 12В, при напряжении 22.48В, максимальный ток 5.42А. Замерив напряжение холостого хода и номинальное напряжение, можно увидеть, что показатели не изменились. Однако максимальная мощность выглядит как 5,42А*4=21,68А.

Последовательное соединение

Видно из схемы, что минусовая клемма от первой панели подключается к плюсовой клемме второй, а минусовая второй к клемме третьей и далее по этой же схеме. При таком соединении показатели напряжения панелей суммируются. Схема позволит добиться даже показателя в 220В, однако это делают крайне редко.

Приведем пример для лучшего понимания. При наличии 4 панелей Энерговольт номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (показатель напряжения холостого хода) в итоге получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. Однако максимальная мощность тока останется прежней.

Читайте также:
Тонкости штукатурки откосов — делимся знаниями

Чтобы не снижать эффективность системы в целом, необходимо использовать солнечные панели с одинаковыми значениями Imp.

Последовательно-параллельное соединение

Приведенная схема содержит панели, которые частично подключены параллельно, а частично последовательно. Данная особенность позволяет подбирать наиболее оптимальный режим функционирования электростанции, благодаря регулированию выходной силы тока и номинальной мощности. Для наглядности стоит разобрать пример 4-х панелей со следующими характеристиками:

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

При подключении 2 панелей параллельно и 2 последовательно, выходное напряжение будет равно 24В, а напряжение холостого хода 44,96В и ток 5,42А*2=10,84А.

Схема позволяет создать сбалансированную систему, которая не будет нуждаться в контроллере заряда аккумулятора, ведь отсутствует большое пиковое напряжение. Также появляется возможность собирать гелиосистему из панелей Энерговольт разной мощности, для примера 2 по 12В, а далее преобразовывать в 24В. Если необходимо обеспечить частный дом солнечным электричеством, данная схема наиболее целесообразна для использования.

Инструкция для подключения солнечной панели к контроллеру заряда

Для системы снабженной аккумуляторными батареями необходим контроллер, который будет тщательно следить за уровнем зарядки. Например, устройство будет сбрасывать лишнюю электроэнергию, чтобы она не копилась при полном заряде аккумуляторов. Также появляется возможность подключать к сети приборы с низким номинальным напряжением – 24В, 12В, 48В и т.д.

Зачастую у контроллера имеется 3 пары контактов, а существующие схемы подключения контроллеров солнечных батарей подразумевают следующие действия:

  1. Пара №1 необходима для подключения панелей;
  2. Пара №2 необходима для подключения аккумуляторов;
  3. Пара №3 необходима для подключения источника с низким потреблением.

Специалисты рекомендуют в первую очередь подключать аккумуляторные батареи, что позволит проверить корректную работу оборудования. Во вторую очередь солнечные панели, а затем после проверки правильного функционирования системы – потребителей.

Приметка. Помимо описанного стандартного варианта подключения, может быть и другое количество клемм, поэтому нужно внимательно изучать инструкцию, которая поставляется вместе с оборудованием. Также важно следить за полярностью всей системы, в противном случае может выйти из строя контроллер или же система не будет работать. При подключении оборудования к сети, из-за несоблюдения полярности может возникнуть замыкание.

Подключение к аккумулятору

Если дому требуется значительная автономность, тогда нужно задаться вопросом, как подключить солнечную батарею к аккумулятору и правильно настроить гелиосистему. Помимо контроллера заряда, батареи подключаются к инвертору Энерговольт, который способен преобразовать 12В, 24В, 48В в привычные для бытовой техники 220В. При создании системы нужно применять провода большого сечения, а также строго соблюдать полярность схемы. Рекомендованное сечение от 3 мм.

В принципе можно обойтись без контроллера, подсоединив аккумуляторы напрямую к солнечным панелям Энерговольт. Однако делать это не желательно, ведь тогда возникает несколько негативных факторов: постоянная бесконтрольная зарядка, повышенное потребление электричества, а также сильный нагрев аккумуляторов. Данные факторы значительно снижают их срок эксплуатации, поэтому потребуется частая замена.

Чаще всего используются гелевые либо обычные свинцово-кислотные аккумуляторы. При установке в жилых помещениях, АКБ должны быть закрытого типа. Большинство энтузиастов солнечной энергетики применяют стандартные автомобильные аккумуляторы, рассчитанные на 12В.

Подключение инвертора Энерговольт

Чтобы получить в доме 220В, необходимо знать, как подключить инвертор к солнечной панели Энерговольт и правильно его интегрировать в систему. Данное устройство выполняет функцию преобразователя, превращая напряжение от аккумуляторов и солнечных батарей в стабильные 220В. Для оборудования промышленного типа существуют инверторы, которые способны выдать 380В. Подобные устройства редко используются в домашних условиях.

Процесс совсем несложный: соблюдая полярность подсоединить клеммы к панелям напрямую или через контроллер и АКБ.

Инвертор Энерговольт должен быть обязательно гибридного типа, ведь он универсальный. Когда солнечные панели будут обеспечивать достаточно энергии, устройство будет использовать только ее. Когда же выработка станет недостаточной либо увеличиться потребление, будет использована электроэнергия из сети. Система очень гибкая, поэтому можно проводить тонкую настройку оборудования для максимально эффективного использования разных источников электроэнергии. Можно установить зарядку АКБ от сети, если день будет пасмурный, к примеру, или воспользоваться преимуществами ночного тарифа с более дешевой энергией.

При необходимости можно рассчитать мощность инвертора Энерговольт, для этого понадобится общая мощность панелей, а также их мощность:

Высчитать общую мощность не составит особого труда, нужно лишь знать количество и мощность каждой из них. Например, 5 панелей по 200Вт, что в итоге даст 1 кВт. Выбирая устройство, нужно учитывать небольшой запас, поэтому подойдет инвертор на 1,2 кВт. Возможно, в будущем появится необходимость добавить панель или несколько.

В чем основные преимущества солнечных батарей Энерговольт

Начать стоит с того, что производитель дает гарантию на сетевой инвертор Энерговольт и солнечные панели Энерговольт целых 10 лет. Само оборудование служит 30 и 20 лет соответственно, что говорит о высокой надежности и безотказности на протяжении долгого времени.

Если говорить об автономном оборудовании, тогда гарантийный срок солнечных батарей Энерговольт 10 лет, на инвертор от стороннего производителя дается 3 года, на контроллер 2 года, а также на накопители от 1 до 3 лет, что зависит от модели.

Оборудование совсем неприхотливое, поэтому может стабильно работать в температурном диапазоне от -25 до 60 °C. Оснащено по современному стандарту защиты класса IP65.

Клиент может заказать солнечные фотоэлектрические модули Энерговольт и получить бесплатную доставку практически в любой регион, за исключением самых отдаленных: Камчатка, Якутия и т.д. К каждому покупателю всегда индивидуальный подход, длительные консультации, чтобы подобрать необходимое оборудование и удовлетворить запрос. Для оптовых клиентов имеется система скидок. Солнечная система комплектуется и отправляется максимально быстро (всего 1-2 дня), ведь все оборудование хранится на складах производителя Энерговольт.

Схема подключения солнечных батарей

Подключение солнечных батарей не должно вызывать сложностей. Ничего экстраординарного в этой процедуре нет. Но поскольку то и дело я продолжаю получать вопросы по схеме подключения солнечных батарей, я решил написать эту статью и привести иллюстрации, чтобы раз и навсегда снять эти вопросы.

Из физики школьного периода нам известны понятия последовательного, параллельного и последовательно-параллельного (или смешанного) подключения. Ничего в солнечных батареях нет такого, что бы выводило их подключение за рамки понятий школьной физики. Я прекрасно понимаю, что люди задают эти вопросы не потому, что не знают что такое последовательное или параллельное соединение. Знают. Их “пугает” новый предмет рассмотрения – солнечные батареи.

Так вот, скажу ещё раз: ничего такого в солнечных батареях нет. Это всего лишь такой же составной из солнечных модулей прибор, как и все другие, а значит и схемы соединений группы модулей в батареи осуществляются по тем же принципам. После сказанного мною вы воскликните: “Вот в чем дело! А я-то думал!”, и продолжать статью необходимости уже, как бы, и нет.

Тем не менее я продолжу, чтобы уничтожить всякие сомнения, плюс попутно вы получите полезную практическую информацию. Я с бОльшей симпатией отношусь к тем, кто, не боясь показаться глупым, задают вопросы. Это помогает им двигаться вперед, а не казаться умными и стоять на месте.

Три варианта схем подключения

Как мы уже говорили выше, существует три варианта соединений солнечных модулей в солнечные батареи. Давайте посмотрим на первый из них – вариант параллельного соединения (рис. 1):

В этом варианте мы соединяем клемму (+) одного модуля с клеммой (+) второго модуля, так же соединяем и клеммы (-) обоих модулей. От клеммы (+) и клеммы (-) любого из модулей мы выводим концы (жилы) для подключения получившейся группы (батареи) из двух модулей для подключения к, например, контроллеру заряда, если он предусмотрен в нашей солнечной электростанции или к аккумуляторным батареям, в случае, если контроллер заряда батарей не предусмотрен.

Если есть необходимость соединить три модуля в единую батарею, мы поступаем точно также. Соединяем все три клеммы (+), затем – все три клеммы (-) и также выводим концы от клемм (+) и от клемм (-). Не важно сколько батарей приходится соединять, все повторяется точно также.

Вариант два. Последовательное соединение (рис. 2):

В этом случае клемму (+) первого модуля соединяем с клеммой (-) второго модуля. От клеммы (-) первого модуля и от клеммы (+) второго модуля выводим концы для подключения к контроллеру заряда или аккумуляторным батареям. Так же не важно какое количество модулей будете соединять, принцип тот же. Клемма (+) первого на клемму (-) второго, клемма (+) второго на клемму (-) третьего, клемма (+) третьего на клемму (-) четвертого и т. д., ровно столько, сколько модулей вам необходимо соединить.

Ну и, третий вариант. Последовательно-параллельный (рис. 3):

Действительно, иногда приходится прибегать и к этому варианту соединения. Для простоты понимания – вы собираете сначала две группы модулей параллельно, на рисунке левый верхний и левый нижний это первая группа. Правый верхний и правый нижний – вторая группа. После этого соединяете эти две группы последовательно так, как если бы это были не группы, а два модуля. В группе может быть не два модуля, а три и четыре, а таких групп может быть тоже и три и четыре и больше.

На практике это выглядит следующим образом. Так выглядит солнечный модуль с лицевой стороны, т. е. со стороны рабочей его поверхности:

Это его тыльная сторона с расположенной на ней клеммной коробкой. Как раз в ней и следует подключать к клеммам жилы кабеля:

Это его тыльная сторона с расположенной на ней клеммной коробкой. Как раз в ней и следует подключать к клеммам жилы кабеля:

Это сама клеммная коробка с подключенными жилами кабеля. Обратите внимание на то, чтобы жилы кабеля были либо опрессованы наконечником-кольцо, либо, как в моем случае облужены припоем:

А это опрессованные жилы кабеля, предназначенные для подключения в клеммных зажимах уже под крышей дома:

Третья жила у меня резервная. Пока она не задействована, поэтому и не опрессована.

Какая необходимость соединять модули по разным схемам

Смотрите. Мы знаем, что нам необходима мощность солнечной электростанции 160 Вт, а приборы, контроллер заряда, инвертор – на 12 В входного напряжения. Мы приобретаем два 12-ти вольтовых солнечных модуля, каждый по 80 Вт и соединяем их как? Правильно. Параллельно. Тем самым обеспечиваем напряжение схемы 12 В и суммарная мощность модулей будет 160 Вт.

Т. е. мы воспользовались первой параллельной схемой соединения. Если бы нам понадобилась мощность 240 Вт и напряжение 12 В, мы опять бы прибегли к первой схеме, только модулей уже было бы три.

Бывают случаи, когда есть необходимость собрать схему не на 12 В, а на 24 В, 36 В и выше. Для чего это нужно? Дело в том, что чем больше модулей мы устанавливаем, тем больше суммарная мощность солнечных модулей. Это в свою очередь приводит к повышению токов в цепях. Мы же помним закон Ома.

Мощность деленая на напряжение равняется силе тока. Мощность мы увеличиваем, напряжение остается прежним, значит ток увеличивается. Увеличение тока вынуждает нас увеличивать сечение провода. Так вот представьте, количество модулей увеличивается, значит увеличивается площадь покрываемая ими, следовательно увеличивается и длина проводов.

Не забывайте про рекомендацию, которою я давал о коммутации солнечных модулей под крышей дома, в статье “Монтаж, подключение солнечных батарей и установка их на кровле“. А мы еще и сечение этих проводов должны увеличить. Т. е. следует неизбежное удорожание проводов. Чтобы избежать лишних затрат и перестраивают систему на более высокое напряжение.

Этого можно добиться соединив модули последовательно. Предположим, на рисунке 2 изображены два 12-ти вольтовые модуля. Благодаря последовательной схеме соединения, мы добились, что их можно включить в 24-х вольтовую схему. Что касается смешанного соединения, оно необходимо, когда обе задачи приходится решать одновременно.

Заключение

При использовании разных вариантов схем, следует иметь ввиду некоторые важные вещи влияющие на результирующие электрические характеристики, получающиеся при коммутации модулей в солнечные батареи.

Так, к примеру, в прошлой статье мы говорили, что при последовательном соединении напряжение соединяемых модулей суммируется. Если вы соединяете два 12-ти вольтовые модуля, то результирующим напряжением будет 24 Вольта. Я не беру сейчас во внимание такие понятия, как напряжение холостого хода, ток короткого замыкания и т. д., чтобы не морочить вам голову теорией.

Но мы не говорили о том, что будет с токами, а ведь это важно для вас при выборе, например, контроллера заряда солнечных батарей. На какой входной ток контроллер вам выбирать.

Так вот, необходимо знать: в последовательной схеме результирующий ток будет равен току модуля с наименьшим его значением, т. е. наименьшему току из всех соединяемых последовательно модулей. Именно поэтому рекомендуется последовательно соединять модули с одинаковыми характеристиками, чтобы из-за одного “слабого” модуля не терять мощность, которую могли бы обеспечить модули, будь они все одинаковы.

При параллельном соединении, мы говорили, результирующее напряжение будет равно напряжению одного модуля, независимо от того, сколько вы их соединяете параллельно. А вот результирующий ток будет собой представлять сумму токов всех модулей соединенных параллельно.

Чтобы у вас не вызывало трудностей смешанное (или последовательно-параллельное соединение), смело, образно конечно, дробите всю группу на более мелкие и выяснив ток и напряжение по отдельности каждой мелкой группы, рассматривайте эти мелкие группы как отдельный модуль.

Как видите, ничего сверхзаумного в схеме подключения солнечных батарей нет. Все просто. К стати, этот же принцип соединения касается и аккумуляторных батарей, но это уже отдельная песня. Там есть свои нюансы.

Если вам помогла эта статья нажмите на одну из кнопок социальных сетей, чтобы статья могла помочь и другим.

Солнечные панели – параллельное, последовательное или последовательно-параллельное соединение?

Приобретая солнечный инвертор нужно обратить внимание на его входные характеристики, а именно номинальное входное напряжение DC (вольт) и максимальный ток А (Ампер), которые и прописывают нам – как будут подключены солнечные батареи: параллельно, последовательно или последовательно-параллельно.

ЗНАЙТЕ – при параллельном или последовательном подключении солнечных батарей, на выходе вы получите одинаковую мощность! Т.е. при правильном расчете сечения кабеля, а он разный для этих подключений – результат будет равен.

Теперь по пунктам:

Параллельное подключение солнечных панелей – дает нам низкое напряжение (равное напряжению одной панели) и большой ток. Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8 ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим 2 панели параллельно, то получим, те же 24 вольта, но уже 16 ампер.

Низкое напряжение (вольт) и высокий ток (ампер) очень требовательны к сечению кабеля (толщина жилы кабеля), поэтому здесь нужно очень точно просчитать и приобрести нужную длину и сечение кабеля, для передачи энергии солнца в инвертор без потерь.

Пример:

Входное напряжение инвертора 48 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Теперь вернемся к нашим “баранам” – входное напряжение инвертора 48 вольт, а с панели идет 29, т.е. последовательное соединение 29+29 = 58 вольт нам не подходит, это значит, что мы будем их подключать паралельно – 29 вольт и 8,5*4 панели =34 Ампера. В итоге, для идеальной передачи таких величин нам понадобиться кабель сечением не менее 16 кв мм.

Вот в этом и состоит недостаток параллельного подключения солнечных панелей, когда низкое напряжение и высокий ток, нужен кабель большого сечения, что бы не потерять полученную энергию и как следствие такой кабель стоит не “плохих” денег. Также большие токи требовательны к соединениям и всегда находят слабое место(((.

ЭВ-160П Солнечная батарея Поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-160П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
Гарантия 10 лет

ЭВ-180М Солнечная батарея монокристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-180М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 20,2%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 250Вт Солнечная батарея 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 250Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 17,12%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 250Вт Солнечная батарея 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 250Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 17,12%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 330Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 330Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,65%
Гарантия 5 лет

ЭВ-330П Солнечная батарея поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-330П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,8%
Гарантия 10 лет

Sunways FSM 190M Солнечная батарея

Солнечная батарея FSM 190M
Производитель Sunways
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,9%
Гарантия 12 лет

ЭВ-275П Солнечная батарея поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-275П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,9%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 280Вт Солнечная батарея 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 280Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 18,24%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 300Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 300Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,19%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 280Вт Солнечная батарея 5BB PERC

Солнечная батарея SilaSolar 280Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 19,01%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 310Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 310Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,32%
Гарантия 5 лет

ЭВ-305М Солнечная батарея монокристаллическая 6ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-305М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 6 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,07%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 350Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 350Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 20,60%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 330Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 330Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,92%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 340Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 340Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 19,01%
Гарантия 5 лет

ЭВ-370М Солнечная батарея монокристаллическая 6ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-370М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 6 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,08%
Гарантия 10 лет

ЭВ-350М PERC (Twin Power) Солнечная батарея монокристаллическая

Солнечная батарея ЭВ-350М PERC (Twin Power)
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 9 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 19,8%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 370Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 370Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,80%
Гарантия 5 лет

Sunways FSM 340М TP Солнечная батарея Twin power

Солнечная батарея FSM 340М TP
Производитель Sunways
Монокристаллическая 9 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 19.9%
Гарантия 12 лет

SilaSolar 400Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 400Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,30%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 400Вт Солнечная батарея PERC 5ВВ Twin Power

Солнечная батарея SilaSolar 400Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC,Twin Power
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 22,05%
Гарантия 5 лет

One-Sun OS 380М Солнечная батарея

Солнечная батарея OS 380M
Производитель One-sun
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,9%
Гарантия 10 лет

Sunways FSM 400М Солнечная батарея

Солнечная батарея FSM 400М
Производитель Sunways
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 20.2%
Гарантия 12 лет

Sunways FSM 400М ТР Солнечная батарея Twin power

Солнечная батарея FSM 400М TP
Производитель Sunways
Монокристаллическая 9 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 20.7%
Гарантия 12 лет

Последовательное подключение солнечных панелей – дает нам высокое напряжение и низкий ток ( равен одной солнечной панели). Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8 Ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим 2 панели последовательно, то получим, 48 вольт, но те же 8 ампер.

Высокое напряжение (вольт) и низкий ток (Ампер) уже не так требовательны к сечению кабеля (толщина жилы кабеля), поэтому здесь намного легче просчитать и приобрести нужную длину и сечение кабеля, для передачи энергии солнца в инвертор без потерь.

Пример:

Входное напряжение инвертора 120 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Но в этом случае мы можем подключить солнечные панели последовательно 29*4=116 вольт при том же токе в 8.5 Ампер. Теперь для передачи таких величин электроэнергии нам хватит кабеля сечением в 6 кв мм.

В этом все плюсы последовательно подключения и как следствие передача энергии без потерь в кабеле меньшим сечением и меньшей стоимостью! Также последовательное подключение позволяет солнечным панелям лучше работать даже в пасмурную погоду, да и контроллер инвертора лучше работает с “высоким ” напряжением.

Последовательно-параллельное подключение солнечных панелей – сочетает все недостатки параллельного и преимущества последовательного, но только на половину. Другими словами такое подключение лучше параллельного, но хуже последовательного!

При таком подключении мы имеем и повышенное напряжение и средний ток. Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8,5 Ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим по 2 панели последовательно, и получим, 48 вольт, но те же 8, 5 ампер в каждой последовательности, а теперь эти 2 линии панелей, соединим параллельно, в итоге получим на выходе 48 вольт, но уже 17 ампер.

Пример:

Входное напряжение инвертора 60 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Но в этом случае мы можем подключить солнечные панели последовательно 29*2=58 вольт и токе в 8,5 Ампер * 2 линии параллельно, в итоге получаем = 58 вольт и 17 ампер . Ну и для передачи таких величин электроэнергии нам хватит кабеля сечением в 10 кв мм.

В этом все минусы и плюсы последовательно – параллельного подключения и как следствие передача энергии без потерь в кабеле среднем сечением и средней стоимостью!

Итог: Любое соединение имеет место быть, к каждого есть недостатки и преимущества, очень часто у нас нет выбора как соединять панели т.к. инвертор диктует свои условия.

Совет : для улучшения генерации можно, а иногда даже и нужно увеличить до 25 %, мощность солнечных панелей подключаемых к инвертору если они развернуты немного от юга.

Внимание! увеличение мощности это значит, что если к инвертору подключается масив С/П в 1 кВт, то можно увеличить до 1.25 кВт, но увеличение мощности не значит, что можно увеличить входные напряжения и токи, там должно быть все четко.

Это даст, увеличение выработки в пасмурную погоду, запас мощности в солнечную, а также мы знаем, что солнечные панели уменьшают выработку в процессе использования, это будет так сказать компенсацией на года.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: