Коннекторы для параллельного соединения солнечных батарей
Для соединения солнечных панелей в единую систему и коммутации их с контролером заряда используют специализированный кабель, который нередко называется «солнечный кабель». Он выпускается в соответствии со стандартом IEC 60228 и проходит необходимую для любой продукции связанной с солнечной энергетикой TUV сертификацию. Кабель имеет двойное защитное покрытие, надежно защищающее проводку от воздействий агрессивной окружающей среды.
Поскольку отрытая проводка, размещенная на объектах солнечной энергетики, имеет большую УФ нагрузку, наружный изоляционный слой проводов обладает повышенной стойкостью к ультрафиолетовому излучению и нагреву.
Размер имеет значение.
Spares.ru предлагает два вида солнечного кабеля:
- Сечение 4 мм2 – кабель рассчитан на суммарное напряжение сети силой не более 20 А. Рекомендован к использованию в случае, если дистанция от модуля до контроллера заряда не превышает 10 метров.
- Сечение 6 мм2 – выдерживает напряжение силой до 30 А. Может быть использован для прокладки трассы длинной более 10 метров.
Срок работы сертифицированного кабеля, при правильном его использовании, равняется 25 годам.
Разъемы
Разъемы МС4 – стандартный расходник, применяемый для коммутации отдельных блоков солнечной электростанции. Разъем обеспечивает плотное герметичное соединение и имеет индекс защищенности IP 68 (то есть полностью герметичен для пыли и атмосферной влаги).
Spares.ru предлагает два вида разъемов:
SY-C4D обжимной – применяется для стыковки солнечных модулей с кабелем.
SY-CP4B под пайку – монтируется на корпус оборудования.
Разветвители
Применяются для параллельного соединения нескольких солнечных модулей с контроллером заряда.
Spares.ru предлагает два вида разветвителей: SY-BM21 и SY-BM31, рассчитанных, соответственно, на две и три линии.
Специалисты Spares.ru предупреждают качество разъемов и разветвителей столь же важно для нормальной работы автономных энергосистем, как и отличное состояние самих солнечных панелей.
Специалисты Spares.ru предупреждают — применение кабельной продукции не пригодной для использования на солнечных электростанциях с гарантией приведет к выходу системы из строя или будет требовать дорогостоящего сервисного обслуживания.
Коммутация фотоэлектрических солнечных модулей
Напряжение в цепи, соединенных параллельно солнечных батарей, будет равно напряжению одной солнечной батареи. Если вы соединяете 2 батареи, у которых при нагрузке напряжение равно 17,5 вольт, то на контроллер будет подано напряжение 17,5 вольт. Ток при таком соединении суммируется. Например, две солнечные батареи при хорошей солнечной освещенности выдают по 7А каждая, то суммарный ток на контроллер при параллельном соединении будет 14А.
Последовательное соединение солнечных батарей
Напряжение в цепи, соединенных последовательно солнечных батарей будет равно сумме напряжений солнечных батарей в данном соединении.
Если вы соединяете 2 батареи, у которых напряжение в точке максимальной мощности равно 17,5 вольт, то на контроллер будет подано напряжение 35 вольт. Ток при таком соединении будет равен току самой слабой солнечной батареи. Например, одна солнечная батарея имеет ток в точке максимальной мощности 7,5А, а другая 7,3А — ток поданный на контроллер будет равен 7,3А. Именно по этой причине не рекомендуется подключать последовательно МОНОкристаллические и ПОЛИкристаллические панели.
Солнечные батареи можно и нужно подключать последовательно-параллельно, если у вас много солнечных батарей, то вы сможете построить систему, у которой напряжения и токи будут оптимально подобраны для вашего солнечного контроллера.
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.
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:
Источник https://spares.ru/category/komponenty/kabel-i-razemy-dlya-solnechnykh-moduley/
Источник https://realsolar.ru/article/solnechnye-batarei/kommutaciya-fotoelektricheskih-solnechnyh-moduley/
Источник https://vremya-stroiki.net/podklyuchenie-solnechnyx-panelej-sxemy-soedineniya/