Zde zjistíte:
- Co je solární panel pro domácnost
- Zařízení solárních článků
- Druhy fotobuněk
- Možnosti připojení
- Jak připojit solární panely na maximum pomocí schopností všech prvků
- Fáze připojení panelů k zařízení SES
- Ekonomická proveditelnost
Schémata pro připojení solárních panelů Při instalaci solárních elektráren nevyhnutelně vyvstává otázka - jak připojit solární panely a v jakém pořadí je připojit k napájecímu systému domu. Nyní vše podrobně analyzujeme.
Co je solární panel pro domácnost
Solární energie je skutečným nálezem pro získání levné elektřiny. I jedna solární baterie je však poměrně drahá a pro organizaci efektivního systému je jich zapotřebí značné množství. Proto se mnozí rozhodnou sestavit solární panel vlastními rukama. Chcete-li to provést, musíte být schopni trochu pájet, protože všechny prvky systému jsou sestaveny do stop a poté připojeny k základně.
Abyste pochopili, zda je solární stanice vhodná pro vaše potřeby, musíte pochopit, co je solární baterie pro domácnost. Samotné zařízení se skládá z:
- solární panely
- ovladač
- baterie
- střídač
Pokud je zařízení určeno pro vytápění domů, bude sada obsahovat také:
- nádrž
- čerpadlo
- automatizační sada
Solární panely jsou obdélníky 1 x 2 m nebo 1,8 x 1,9 m. K zajištění elektřiny v soukromém domě se 4 obyvateli je zapotřebí 8 panelů (1 x 2 m) nebo 5 panelů (1,8 x 1,9 m). Instalujte moduly na střechu ze slunné strany. Úhel střechy je 45 ° s horizontem. Existují rotující solární moduly. Princip fungování solární baterie s rotačním mechanismem je podobný stacionárnímu, ale panely se díky fotocitlivým senzorům otáčejí po slunci. Jejich cena je vyšší, ale účinnost dosahuje 40%.
Konstrukce standardních solárních článků je následující. Fotovoltaický konvertor se skládá ze 2 vrstev typu n a p. N-vrstva je vyrobena na bázi křemíku a fosforu, což vede k přebytku elektronů. P-vrstva je vyrobena z křemíku a boru, což vede k přebytku kladných nábojů („děr“). Vrstvy jsou umístěny mezi elektrody v tomto pořadí:
- antireflexní vrstva
- katoda (elektroda se záporným nábojem)
- n-vrstva
- tenká separační vrstva, která zabraňuje volnému průchodu nabitých částic mezi vrstvami
- hráč
- anoda (elektroda s kladným nábojem)
Fotovoltaické moduly se vyrábějí s polykrystalickými a monokrystalickými strukturami. První se vyznačují vysokou účinností a vysokými náklady. Druhé jsou levnější, ale méně účinné. Polykrystalická kapacita je dostatečná pro osvětlení / vytápění domu. Monokrystalické se používají k výrobě malých částí elektřiny (jako záložní zdroj energie). Existují flexibilní solární články na bázi amorfního křemíku. Tato technologie je v procesu modernizace, as Účinnost amorfní baterie nepřesahuje 5%.
Zařízení solárních článků
Při plánování připojení solárních panelů vlastními silami musíte mít představu, z jakých prvků se systém skládá.
Solární panely se skládají ze sady fotovoltaických baterií, jejichž hlavním účelem je přeměna sluneční energie na elektrickou energii. Síla proudu systému závisí na intenzitě světla: čím jasnější je záření, tím více proudu se generuje.
Kromě solárního modulu zahrnuje zařízení takové elektrárny fotovoltaické měniče - regulátor a invertor, jakož i k nim připojené baterie.
Hlavní konstrukční prvky systému jsou:
- Solární článek - přeměňuje sluneční světlo na elektrickou energii.
- Baterie je zdroj chemického proudu, který ukládá generovanou elektřinu.
- Regulátor nabíjení - sleduje napětí baterie.
- Střídač, který převádí konstantní elektrické napětí baterie na střídavé napětí 220 V, které je nezbytné pro fungování osvětlovací soustavy a provoz domácích spotřebičů.
- Pojistky instalované mezi všemi prvky systému a chránící systém před zkratem.
- Sada konektorů standardu MC4.
Kromě hlavního účelu regulátoru - sledovat napětí baterií, zařízení podle potřeby vypíná určité prvky. Pokud hodnota na svorkách baterie ve dne dosáhne 14 voltů, což indikuje jejich přebíjení, regulátor přeruší nabíjení.
V noci, kdy napětí baterie dosáhne extrémně nízké úrovně 11 Voltů, regulátor zastaví provoz elektrárny.
Jak fungují solární články
Solární baterie je v zásadě něco jako základní skladování energie. Umožňuje vám ušetřit sluneční energii během dne a umožňuje ji využívat večer, když se celá rodina sejde doma. Baterie je nezbytná pro zdroje alternativní energie, protože samotné panely generují stejnosměrný proud, který nelze použít k provozu domácích spotřebičů. Baterie jej pomáhá převést a vytváří potřebných 220 V a 50 Hz.
Důležité! Solární baterie musí být schopné plného nabití a vybití elektřinou. V případě potřeby vám umožní využít nahromaděnou elektřinu až do konce bez poškození jejich práce.
Výběr baterií pro solární panely je poměrně velký
Obyčejné, pro většinu lidí známé, olověné baterie mohou sloužit jako úložiště solární baterie, ale jejich životnost se výrazně sníží a provoz způsobí značné nepříjemnosti. Vyberte si zodpovědně správnou baterii pro zelený systém výroby energie.
Druhy fotobuněk
Hlavním a poměrně obtížným úkolem je najít a koupit fotovoltaické převaděče. Jsou to křemíkové destičky, které přeměňují sluneční energii na elektřinu. Fotovoltaické články se dělí na dva typy: monokrystalické a polykrystalické. První jsou efektivnější a mají vysokou účinnost - 20–25% a druhá pouze 20%. Polykrystalické solární články jsou jasně modré a levnější. A mono lze rozlišit podle jeho tvaru - není čtvercový, ale osmiboký a cena za něj je vyšší.
Pokud pájení nefunguje příliš dobře, doporučuje se zakoupit hotové fotobuňky s vodiči pro připojení solární baterie vlastními rukama. Pokud jste si jisti, že budete schopni pájet prvky sami, aniž byste poškodili převodník, můžete si zakoupit sadu, ve které jsou vodiče připojeny samostatně.
Vlastní pěstování krystalů pro solární články je poměrně specifická práce a je téměř nemožné to udělat doma. Proto je lepší kupovat hotové solární články.
Filozofie výběru solárního systému
Stejně jako při výběru stabilizátoru si musíte upřímně položit otázku - „Proč instalovat solární panely a baterie se střídačem?“ Úplnost systému a cena bude do značné míry záviset na správné odpovědi.Za cenu můžete ušetřit desítky tisíc rublů a vše bude fungovat dobře.
Musíte se tedy rozhodnout, k čemu bude systém použit.
Nouzová rezerva
V případě krátkodobého výpadku proudu v městské síti je nutné zajistit provoz životně důležitých zařízení v domě - topení, komunikace, osvětlení, lednička. Pokud je to možné, nepoužívejte všechna ostatní zařízení. Předpokládá se, že nehoda je vzácná a krátkodobá událost.
V tomto případě bude konfigurace systému se solárním střídačem a bateriemi minimální.
2. Úspory
Pokud plánujete využívat sluneční energii k úspoře, musíte zvýšit kapacitu systému. A zvolit takový režim provozu střídače, kdy je energie slunce „smíchána“ s energií, kterou platíme podle počítadla. Nebo jsou některá vedení neustále napájena pouze solárními panely.
To šetří elektřinu, kterou dostáváme od města, zatímco spotřeba celého domu zůstává nezměněna. A v tomto případě můžeme hovořit o návratnosti takového solárního systému.
Tato možnost samozřejmě zahrnuje i nouzové napájení, tj. první případ.
Kompletní výměna
Tato možnost je úplným odmítnutím městské energetické sítě. Městská elektrická síť bude potřebná pouze pro nouzové zálohování solárního systému, pokud by náhle selhal. Tato konfigurace systému maximalizuje výkon a náklady.
V tomto případě je také žádoucí mít generátor, který bude potřebný v případě nedostatečné energie ze slunce. To se může stát například v zimě, kdy je sluneční aktivita minimální. Generátor bude sloužit k nabíjení baterií a napájení důležité zátěže.
Možnosti připojení
Při připojování jednoho panelu nejsou žádné otázky: minus a plus jsou připojeny k odpovídajícím konektorům ovladače. Pokud existuje mnoho panelů, lze je připojit:
- paralelně, tj. připojíme svorky stejného jména a po přijetí napětí 12V na výstupu;
- postupně, tj. připojte plus prvního s druhým mínusem a zbývající mínus prvního a plus druhého - k regulátoru. Výstup bude 24 V.
- sériově paralelní, tj. použijte smíšené připojení. To znamená takové schéma, že několik skupin baterií je vzájemně propojeno. Uvnitř každého z nich jsou panely spojeny paralelně a skupiny jsou zapojeny do série. Tento výstupní obvod poskytuje nejoptimálnější výkon.
Video pomůže podrobněji porozumět připojení alternativních zdrojů v domě:
Takové elektrárny s pomocí dobíjecích baterií akumulují náboj Slunce pro dům a ukládají jej a rezervují v bateriích. V Americe, Japonsku, evropských zemích se často používá hybridní napájení.
To znamená, že fungují dva obvody, z nichž jeden slouží nízkonapěťovým zařízením napájeným 12 V, druhý je odpovědný za nepřetržitý přísun energie do vysokonapěťových zařízení pracujících od 230 V.
Schéma připojení solárních panelů.
Všechny komponenty musí být připojeny v přísném pořadí.
Nejprve musíte k připojení baterie k ovladači použít měděný kabel plus - plus, minus - minus. Řadič má nakreslenou ikonu baterie.
Poté připojíme solární baterii k regulátoru plus - plus, minus - minus. Regulátor má také ikonu solární baterie nakreslenou vedle příslušných připojovacích kolíků. Pokud potřebujete nainstalovat několik panelů, pak jsou připojeny paralelně.
Dalším krokem je připojení střídače k baterii plus - plus, minus - minus.
Pokud při připojení nebude dodržena polarita, může dojít k poškození ovladače.
Jak připojit solární panely na maximum pomocí schopností všech prvků
Schéma připojení se smíšeným zálohováním. Budou záviset na rozměrech samotných panelů a jejich počtu.
Nyní zbývá jen málo práce.
Se stejnými vlastnostmi bude další typ panelů - tenký film, vyžadovat pro instalaci v domě větší plochu. Samozřejmě, na své vlastní nebezpečí a riziko, můžete panel připojit přímo a baterie bude nabitá, ale na takový systém je třeba dohlížet.
Pokud je dům ve stínu jiných budov, je vhodné instalovat solární panely, pokud nejsou pouze polykrystalické, a poté se sníží účinnost. Ve všech případech by nemělo dojít k žádnému ztmavnutí. Přirozené vyfukování baterie pomůže vyřešit tento problém. Všechny tyto faktory je třeba vzít v úvahu při výběru místa instalace a instalace panelů podle nejvhodnější možnosti.
Samozřejmě, na své vlastní nebezpečí a riziko, můžete panel připojit přímo a baterie bude nabitá, ale na takový systém je třeba dohlížet. To je zajímavé: Mnoho ze standardních rádiových komponent může také generovat elektřinu, když je vystaveno jasnému světlu.
V této fázi je důležité nezaměňovat zadní část panelu s přední. Toto je nejdůležitější bod, protože jejich produktivita, a tedy množství vyrobené elektřiny, bude záviset na tom, zda jsou panely ve stínu jiných budov nebo stromů.
Když je několik panelů zapojeno do série, napětí všech panelů se sčítá. Rám je sestaven pomocí šroubů o průměru 6 a 8 mm. V tomto případě nedojde ke změně napětí.
Často se používá schéma smíšeného připojení. Ukazuje se, že správně nainstalované solární panely budou pracovat se stejným výkonem jak v zimě, tak v létě, ale za jedné podmínky - za jasného počasí, kdy slunce vydává maximální množství tepla. Doporučuje se namontovat fotobuňky na dlouhou stranu, aby nedošlo k poškození, individuálně zvolením metody: šrouby se upevňují otvory v rámu, sponami atd. Lze jej upevnit tenkou vrstvou silikonového tmelu, ale pro tyto účely je lepší nepoužívat epoxidovou pryskyřici, protože při opravách bude extrémně obtížné sklo odstranit a nepoškodit panely.
Solární panely. Jak vyrobit levnou a efektivní solární elektrárnu.
Jak připojit solární panely (schémata připojení)
Možné možnosti připojení solárních panelů
Při instalaci solárních elektráren nevyhnutelně vyvstává otázka - jak připojit solární panely a jak se liší možnosti připojení. O tom budeme hovořit v tomto článku.
Existují 3 možnosti vzájemného propojení solárních panelů:
- Sériové připojení
-Paralelní připojení
- Sériově paralelní připojení solárních panelů
Abychom pochopili, jak se liší, pojďme se obrátit k hlavním charakteristikám solárních panelů:
• Jmenovité napětí solární baterie je obvykle 12 V nebo 24 V, ale existují výjimky • Napětí při špičkovém výkonu Vmp - napětí, při kterém panel dodává maximální výkon • Napětí naprázdno Voc - napětí bez zátěže (důležité při výběru baterie) regulátor napětí) • Maximální napětí v systému Vdc - určuje maximální počet panelů kombinovaných dohromady • Imp proud - proud při maximálním výkonu panelu • Isc proud - zkratový proud, maximální možný proud panelu
Výkon solárního panelu je definován jako součin napětí a proudu v bodě maximálního výkonu - Vmp * Imp
V závislosti na tom, jaké schéma připojení solárních panelů je zvoleno, budou určeny charakteristiky systému solárních panelů a bude vybrán příslušný regulátor nabíjení.
Podívejme se nyní podrobněji na každé schéma připojení:
1) Sériové připojení solárních panelů
S tímto spojením je záporná svorka prvního panelu připojena ke kladné svorce druhé, záporná svorka druhé ke svorce třetí atd.
Když je několik panelů zapojeno do série, napětí všech panelů se sčítá. Systémový proud se bude rovnat proudu panelu s minimálním proudem. Z tohoto důvodu se nedoporučuje připojovat do sériových panelů s různými maximálními hodnotami proudu, protože nebudou fungovat v plné síle.
Vezměme si příklad:
Máme 4 solární monokrystalické panely s následujícími vlastnostmi:
• Jmenovité napětí solární baterie: 12V • Napětí při špičkovém výkonu Vmp: 18,46 V • Napětí naprázdno Voc: 22,48 V • Maximální napětí v systému Vdc: 1000 V • Proud v bodě maximálního výkonu Imp: 5,42 • Zkratový proud Isc: 5,65 A.
Připojením 4 takových panelů do série získáme na výstupu jmenovité napětí 12V * 4 = 48V. Napětí naprázdno = 22,48 V * 4 = 89,92 V a proud v bodě maximálního výkonu rovný 5,42 A. Tyto tři parametry nám nastavují omezení při výběru regulátoru nabíjení.
2) Paralelní připojení solárních panelů
V tomto případě jsou panely spojeny pomocí speciálních Y-konektorů. Tyto konektory mají dva vstupy a jeden výstup. K vstupům jsou připojeny svorky se stejným znaménkem.
S tímto zapojením bude napětí na výstupu každého panelu stejné a stejné jako napětí na výstupu z panelového systému. Proud ze všech panelů se sčítá. Toto připojení umožňuje bez zvýšení napětí zvýšit proud z panelů.
Podívejme se na stejné 4 panely jako příklad:
Připojením 4 takových panelů paralelně získáme jmenovité výstupní napětí rovné 12V, napětí naprázdno zůstane 22,48 V, ale proud bude 5,42 A * 4 = 21,68 A.
3) Sériově paralelní připojení solárních panelů
Poslední typ připojení kombinuje předchozí dva. Pomocí tohoto schématu zapojení panelů můžeme regulovat napětí a proud na výstupu ze systému několika panelů, což nám umožní zvolit nejoptimálnější provozní režim pro celou solární elektrárnu.
V případě takového spojení se řetězy panelů zapojených do série spojí paralelně.
Vraťme se k našemu příkladu se 4 panely:
Spojením 2 panelů v sérii a jejich kombinací paralelním spojením řetězců panelů získáme následující. Jmenovité výstupní napětí se bude rovnat součtu dvou sériově zapojených panelů 12V * 2 = 24V, napětí naprázdno bude 22,48V * 2 = 44,96V a proud bude 5,42A * 2 = 10,84A.
Takové připojení vám umožní co nejvíce ušetřit na nákupu regulátoru nabíjení, protože nemusí odolávat vysokému napětí jako v případě sériového připojení nebo vysokým proudům jako v případě paralelního připojení. Proto je nutné při vzájemném spojování panelů usilovat o rovnováhu mezi proudy a napětí.
O tom, jak zvolit regulátor nabíjení, si můžete přečíst zde -
A pokud si chcete koupit solární elektrárnu - volejte 8-800-100-82-43 (+ 7-499-709-75-09) nebo nechte požadavek na webu a my provedeme všechny potřebné výpočty a vybereme optimální konfigurace pro vás!
Fáze připojení panelů k zařízení SES
Připojení solárních panelů je postup krok za krokem, který lze provést v jiném pořadí. Moduly jsou obvykle vzájemně propojeny, poté je sestavena sada zařízení a baterií, načež jsou panely připojeny k zařízením. Jedná se o pohodlnou a bezpečnou možnost, která vám umožní zkontrolovat správné připojení všech prvků před napájením. Podívejme se blíže na tyto fáze:
Na baterii
Pojďme zjistit, jak připojit solární baterii k baterii.
Pozornost! Nejprve je třeba objasnit - nepoužívají přímé připojení panelů k baterii.Nekontrolovaná výroba energie je pro baterie nebezpečná a může způsobit nadměrnou spotřebu i nadměrné nabíjení. Obě situace jsou fatální, protože mohou trvale deaktivovat baterii.
Proto musí být mezi fotovoltaickými články a bateriemi nainstalován ovladač, který zajišťuje pravidelný režim nabíjení a výdeje energie. Kromě toho je na výstupu řídicí jednotky obvykle instalován střídač, aby bylo možné převést uloženou energii na standardní napětí 220 V 50 Hz. Toto je nejúspěšnější a nejúčinnější schéma, které umožňuje bateriím nabíjet nebo nabíjet v optimálním režimu a nepřekračovat jejich možnosti.
Před připojením solárního panelu k baterii je nutné zkontrolovat parametry všech komponent systému a ujistit se, že se shodují. V opačném případě by mohlo dojít ke ztrátě jednoho nebo více nástrojů.
Někdy se používá zjednodušené schéma pro připojení modulů bez řídicí jednotky. Tato možnost se používá v podmínkách, kdy proud z panelů jistě nebude schopen vytvořit přebití baterií. Obvykle se používá tato metoda:
- v oblastech s krátkým denním světlem
- nízká poloha slunce nad obzorem
- nízkoenergetické solární panely, které nejsou schopny zajistit nadměrné nabití baterie
Při použití této metody je nutné komplex zabezpečit instalací ochranné diody. Je umístěn co nejblíže k bateriím a chrání je před zkraty. Pro panely to není děsivé, ale pro baterii je to velmi nebezpečné. Kromě toho, pokud se dráty roztaví, může dojít k požáru, což představuje nebezpečí pro celý dům a lidi. Poskytování spolehlivé ochrany je proto primárním úkolem vlastníka, jehož řešení musí být dokončeno před uvedením soupravy do provozu.
Kontroléru
Tuto metodu často používají majitelé soukromých nebo venkovských domů k vytvoření osvětlovací sítě s nízkým napětím. Kupují levný ovladač a připojují k němu solární panely. Zařízení je kompaktní a velikostně srovnatelné se středně velkou knihou. Je vybaven třemi páry kolíků na předním panelu. Solární moduly jsou připojeny k první dvojici kontaktů, baterie je připojena k druhé a osvětlení nebo jiná nízkonapěťová zařízení jsou připojena k třetí dvojici.
Nejprve je první pár svorek napájen z baterií napětím 12 nebo 24 V. Toto je testovací krok, je nutný k určení funkčnosti ovladače. Pokud zařízení správně určilo úroveň nabití baterie, pokračujte v připojení.
Důležité! Solární moduly jsou připojeny k druhému (centrálnímu) páru kontaktů. Je důležité nezměnit polaritu, jinak nebude systém fungovat.
Nízkonapěťové lampy nebo jiná spotřební zařízení napájená 12 (24) V DC jsou připojena ke třetí dvojici kontaktů. Takovou soupravu nemůžete spojit s ničím jiným. Pokud je nutné zajistit napájení domácích spotřebičů, je nutné sestavit plně funkční sadu zařízení - soukromý SES.
Do střídače
Pojďme se podívat na to, jak připojit solární panel ke střídači.
Používá se pouze k napájení standardních spotřebičů vyžadujících 220 VAC. Specifičnost používání zařízení je taková, že musí být připojeno v posledním kole - mezi akumulátorem a koncovými spotřebiteli energie.
Samotný proces nepředstavuje žádnou složitost. Střídač je dodáván se dvěma dráty, obvykle černými a červenými („-“ a „+“). Na jednom konci každého vodiče je speciální zástrčka a na druhém konci je krokosvorka pro připojení ke svorkám baterie. Dráty jsou připojeny k měniči podle barevné indikace a poté připojeny k baterii.
Ekonomická proveditelnost
Dobu návratnosti solárních panelů lze snadno vypočítat.Vynásobte denní množství vyrobené energie za den počtem dní v roce a životností panelů bez snížení výkonu - 30 let. Elektrická instalace uvažovaná výše je schopna generovat průměrně 52 až 100 kWh denně, v závislosti na délce denního světla. Průměrná hodnota je asi 64 kWh. Za 30 let by tedy elektrárna měla teoreticky vyprodukovat 700 tisíc kWh. S jednodílnou sazbou 3,87 rublů. a cena jednoho panelu je asi 15 000 rublů, náklady se vyplatí za 4-5 let. Realita je však prozaičtější.
Faktem je, že prosincové hodnoty slunečního záření jsou nižší než průměrné roční hodnoty přibližně o řád. Plně autonomní provoz elektrárny v zimě proto vyžaduje 7-8krát více panelů než v létě. To výrazně zvyšuje investice, ale snižuje dobu návratnosti. Vyhlídka na zavedení „zeleného tarifu“ vypadá docela povzbudivě, ale i dnes je možné uzavřít dohodu o dodávce elektřiny do sítě za velkoobchodní cenu, která je třikrát nižší než maloobchodní tarif. A i to stačí na to, aby se v létě se ziskem prodalo 7-8krát přebytek vyrobené elektřiny.
