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:

1. 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.
2. 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.
3. Контроллеры заряда. Регулируют подающийся на накопители энергии ток (вплоть до его полного отключения), обеспечивая поддержку саморазряда и продлевая время эксплуатации системы.
4. 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.
5. 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).
6. Коннекторы. Используют тип MC4.
7. 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).

1. 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.
2. 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.
3. 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:

1. Лучшее место  – установить батареи на крыше дома.
2. Сторона – южная.
3. Угол – 90° ± 15° к линии падения солнечных лучей (в идеале – использование поворотной системы).
4. Если рядов панелей несколько, между ними оставляется просвет – чтобы избежать затенения.
5. Крепление – только «родные» фиксаторы.
6. 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.