Как подключать солнечные батареи между собой и комплектующими?

Сегодня электростанция на солнечной энергии – не просто дань моде. Качество и срок службы фотоэлементов ежегодно растет, а стоимость полученного 1 кВт – падает. Остается проблема установки оборудования, на которой можно существенно сэкономить – но для этого понадобится досконально разобраться, как подключить солнечные батареи к системе дома.
Устройство и принцип действия системы
Начнем с главного – компонентов системы. Для солнечной электростанции понадобятся:
- Фотопанели. Как подключить к сети станции солнечные батареи несколькими различными способами, мы разберем подробно в разделе о схемах подключения. Их число и мощность рассчитываются с учетом количества солнечного света в определенном регионе и потребностей дома или коттеджа в суммарной генерации.
- Аккумуляторы . Предназначены для накопления энергии и передачи ее в сеть при отсутствии или недостатка света. О том, как правильно подключить солнечную батарею к аккумуляторам, тоже придется позаботиться – для чего потребуется ввести в схему устройства контроля заряда.
- Контроллеры заряда. Регулируют подающийся на накопители энергии ток (вплоть до его полного отключения), обеспечивая поддержку саморазряда и продлевая время эксплуатации системы.
- Инверторы SMA. Их задача – преобразование постоянного тока в переменный. Именно на последнем работают все типы нагрузки, подключаемой к солнечным батареям – и потому от того, как правильно будут включены в систему холодильники, компьютеры и прочие бытовые и осветительные приборы, зависит их работоспособность.
- Кабели. Связывающая часть всей системы. Наиболее высокие требования предъявляются к кабелям, расположенным вне дома. Для минимизации потерь необходимо сделать их как можно короче, обеспечить защиту от температурных перепадов и влаги и не использовать сечение менее 4 мм (идеальный вариант – поместить кабель в гофрированный рукав).
- Коннекторы. Используют тип MC4.
- Предохранители. Устанавливаются для контроля уровня тока перед каждым элементом системы. Решая, как правильно подключить солнечную батарею этому компоненту станции стоит уделить особое внимание. Экономить на предохранителях — вопрос надежности и долговечности не только электростанции, но и всей электрики в доме.
Принцип действия системы прост:
- солнечный свет падает на панели и передает энергию фотонов полупроводнику;
- тот преобразует ее в электрический ток, регулируя его величину сопротивлением нагрузки;
- поскольку сила тока в сети будет постоянна, солнечные батареи можно подключать разными способами – в зависимости от потребностей, увеличивая либо мощность P, либо напряжение (школьные уроки физики, формула P= I*U).
Схемы подключения солнечных батарей
Существует три простейших способа включения в сеть с нагрузкой, инвертором, аккумуляторами и контроллером солнечных панелей (для примера рассмотрим пару условных панелей мощностью в 100 Вт и напряжением 12V каждая, соответственно сила тока каждой панели будет около 8,33А).
- Параллельно – применяется для повышения силы тока при сохранении напряжения. В этом случае клеммы соединяются по принципу: «+» первой к «+» второй, и аналогично «–» первой к «–» второй.
Итог – 12 V и 16,66 А в системе. - Последовательно – применяется для повышения напряжения при сохранении силы тока. Обе пары клемм соединяем противоположными знаками: «+» одной с «–» другой.
Итог – 24 V и 16,66 А в системе. - Смешанная схема (с групповым чередованием параллельного соединения внутри каждой группы и последовательного – между ними). Применяется для получения практически любой заданной силы тока и напряжения из элементов со стандартными параметрами.
Наиболее часто задаваемый вопрос – можно ли вообще подключать солнечные батареи последовательно (или параллельно), если у них разная мощность?
Ответ на данный вопрос положительный, но с определенным условием – с каким рабочим напряжением и как подключить в сеть MPPT контроллер солнечной батареи.
Принцип соблюдается следующий:
- при последовательном соединении даже суммарное напряжение обеих панелей не должно превышать рабочее напряжение контроллера;
- при параллельном соединении ситуация обратная — контроллер должен выдавать ток, равный максимальному выходному току с пары или группы батарей.
Примечание: производительность MPPT-контроллеров при подобных соединениях все равно падает, поэтому рекомендуется использовать панели одинаковой мощности.
Последовательность сборки
После выбора метода объединения панелей производится подключение (с соблюдением полярности):
- аккумулятора к контроллеру;
- солнечной батареи к контроллеру;
- 12-вольтовой нагрузки к контроллеру;
- аккумулятора к инвертору;
- инвертора к электроприборам (только работающим на переменном токе).
Как подключить солнечную батарею – советы по монтажу
При монтаже надо обязательно соблюдать ряд моментов:
- Лучшее место – установить батареи на крыше дома.
- Сторона – южная.
- Угол – 90° ± 15° к линии падения солнечных лучей (в идеале – использование поворотной системы).
- Если рядов панелей несколько, между ними оставляется просвет – чтобы избежать затенения.
- Крепление – только «родные» фиксаторы.
- Все части системы, кроме батарей, рекомендуется разместить внутри дома, в отдельном помещении.
Процедура монтажа и подключения системы достаточно сложная для просто человека без знаний и опыта в электротехнике. К тому же, многие производители комплектующих для СЭС дают гарантию на оборудование лишь при условии его монтажа специалистами со специальными сертификатами.
У подрядчиков компании Green Tech Trade большой опыт в установке, запуске и монтаже солнечных панелей. Кроме того, именно в ней можно приобрести панели First Solar, позволяющие эффективно работать даже с рассеянным солнечным светом. В регионах Украины с малым количеством солнечных дней это позволит окупить расходы значительно быстрее, а также расширить перечень мест для возможной установки батарей.
Ознакомиться с ассортиментом продукции Green Tech Trade и заказать расчет стоимости станции можно на сайте компании.