Схемы монтажа и способы подключения солнечных батарей

Альтернативный источник энергии на основе солнечных батарей – отличный вариант для организации автономного электроснабжения. Обеспечит высокую энергоэффективность не только в жаркие дни, но и в пасмурную погоду. Было бы неплохо иметь дома такое устройство, правда?

Для этого достаточно правильно выбрать технические компоненты и провести установку. Сделать это может любой желающий, зная схемы и способы подключения солнечных батарей. Мы покажем вам, как построена производственная система, которая преобразует «зеленую энергию» в электричество, необходимое для питания бытовых приборов.

Кроме того, вы узнаете, как выбрать место для установки солнечных панелей и как объединить их с фиксированной электросетью. Полезные советы и важные рекомендации окажут действенную помощь домашним мастерам. Для удобства восприятия предоставлены тематические фото, схемы и видеоролики.

Устройство солнечных батарей

Планируя подключить солнечные панели своими руками, нужно иметь представление о том, из каких элементов сделана система.

Солнечные панели состоят из набора фотоэлектрических батарей, основное назначение которых – преобразование солнечной энергии в электрическую. Сила тока системы зависит от силы света: чем ярче излучение, тем больше тока генерируется.

Галерея изображенийФото из Солнечные панели – это компоненты мини-электростанции, способные частично обеспечивать электричеством частный дом для решаемых задач и для нужд электричества.При строительстве автономных солнечных электростанций используются панели, состоящие из моно- и поликристаллических фотоэлектрических элементов. Они различаются по характеристикам и цене. Чтобы получать, хранить, распространять и обеспечивать зарядку бытовой техники, силового оборудования солнечных панелей, необходимы батареи, чтобы накапливать полученный заряд в солнечную погоду и потреблять его в вечерние часы и в пасмурные дни Контроллеры должны поддерживать постоянное выходное напряжение перед включением устройств и для защиты технических устройств от перегрева. В цепи с солнечными панелями требуется инвертор для преобразования постоянного тока в переменный, что необходимо для питания бытового и офисного оборудования. Резервное электроснабжение Установка солнечных панелей на крыше Система монокристаллических солнечных панелей Оборудование для работы частной солнечной системы Аккумулятор Аккумулятор для солнечных панелей Контроллер для работы с солнечными батареями Инвертор с солнечными панелями

Основными конструктивными элементами системы являются:

  • Солнечная батарея: преобразует солнечный свет в электрическую энергию.
  • Батарея – это химический источник тока, в котором накапливается произведенная электроэнергия.
  • Регулятор заряда: контролирует напряжение аккумулятора.
  • Инвертор, преобразующий постоянное электрическое напряжение аккумулятора в переменное напряжение 220 В, необходимое для работы системы освещения и работы бытовой техники.
  • Между всеми элементами системы установлены предохранители, которые защищают систему от коротких замыканий.
  • Набор разъемов стандарта MC4.

Помимо основного назначения контроллера: для контроля напряжения аккумуляторов, устройство при необходимости отключает некоторые элементы. Если показание на клеммах АКБ в течение дня достигает 14 вольт, что говорит об их перегрузке, контроллер прекращает зарядку.

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

Ночью, когда напряжение аккумулятора достигает крайне низкого уровня 11 Вольт, контроллер прекращает работу панели управления.

Где лучше всего устанавливать панели?

Первое, что нужно сделать перед установкой и подключением солнечной батареи, – это определиться с местом расположения агрегата.

Для установки фотоэлектрических модулей удобно использовать стационарные конструкции из металлических профилей или более модернизированные вращающиеся аналоги

Солнечные батареи можно разместить практически в любом хорошо освещенном месте:

  • на крыше загородного дома;
  • на балконе многоквартирного дома;
  • на территории, прилегающей к дому.

Главное – обеспечить необходимые условия для достижения максимальной выработки электроэнергии. Один из них – ориентация и угол наклона по отношению к горизонту. Таким образом, светопоглощающая поверхность устройства должна быть обращена на юг.

В идеале солнечные лучи должны падать на него под углом 90 °. Чтобы добиться такого эффекта, необходимо выбирать оптимальный угол наклона исходя из климатических условий региона. Этот показатель разный для каждого региона.

Для обеспечения максимальной производительности солнечных панелей рекомендуется изменять угол наклона устройств 2-4 раза в год: 18 апреля, 24 августа, 7 октября и 5 марта

Например, в Подмосковье угол наклона поверхности солнечных батарей в летние месяцы составляет 15-20 °, а в зимние месяцы он изменяется до 60-70°.

Галерея изображенийФото из Чаще всего комплекс солнечных панелей, объединенных в мини-электростанцию, монтируют на крышах домов, гаражей и хозяйственных построек. Они также размещаются на навесах, которые могут выдержать вес солнечной системы. Расположение солнечных панелей на системах, которые могут отслеживать движение солнца, значительно увеличивает эффективность системы. Если солнечные батареи необходимы только для зарядки мобильных устройств и в качестве вспомогательных источников энергии их можно установить на фасаде. Желательно выбрать наиболее освещенную сторону и выбрать оптимальный угол наклона. Система, закрепленная на перилах чердака, террас, веранд, имеет хорошие характеристики, хотя и ниже, чем при расположении на скатах крыши. Самое популярное место для установки солнечных батарей на мансардном заборе

Размещая солнечные батареи на территории, прилегающей к дому, лучше всего поднимать панели над поверхностью земли не менее чем на полметра, в случае большого количества снега. Это решение также правильно в том смысле, что оно обеспечивает достаточное расстояние для циркуляции воздуха.

Стоит помнить, что даже небольшая тень пагубно влияет на выработку электричества от агрегата. Панели следует размещать только в местах, не подверженных ни малейшему затемнению.

Некоторые «умельцы» устанавливают дополнительное стекло поверх панелей для защиты аккумуляторов, но даже при видимой прозрачности прослойка стекла может снизить эффективность панелей на 30%

Есть несколько способов ремонта панелей:

  • задействовать прижимные клещи;
  • завинчивание через сквозные отверстия, расположенные в нижней части рамы.

Несущая конструкция должна быть изготовлена ​​из коррозионно-стойких материалов. Независимо от способа монтажа, самостоятельно вносить изменения в конструкцию панелей и просверливать дополнительные отверстия невозможно.

содержание панелей в чистоте – это работа домовладельца. Скопление пыли, снега и птичьего помета на экране снижает количество электроэнергии, вырабатываемой системой, как минимум в 10 раз.

Возможность подключения солнечных батарей

Солнечные панели состоят из нескольких отдельных панелей. Для увеличения выходных параметров системы в виде мощности, напряжения и тока элементы соединяются между собой по законам физики.

Соединение нескольких панелей между собой может производиться по одной из трех схем крепления солнечных панелей:

  • параллельный;
  • последовательный;
  • смешанный.

Параллельная схема предусматривает соединение между собой одноименных выводов, при этом элементы имеют два общих узла схождения проводов и их ответвления.

В параллельной схеме «плюсы» соединены с «плюсом», а «минус» – с «минусом», в результате чего выходной ток увеличивается, а выходное напряжение остается в пределах 12 вольт

Максимально возможный выходной ток в параллельной цепи прямо пропорционален количеству подключенных элементов. Принципы расчета суммы приведены в статье, которую мы рекомендуем.

Последовательная схема предусматривает подключение противоположных полюсов: «плюс» первой панели к «минусу» второй. Оставшийся неиспользованный «плюс» второй панели и «минус» первой батареи подключаются к контроллеру, расположенному дальше по цепи.

Такой тип подключения создает условия для протекания электрического тока, при которых существует только один способ передачи энергоносителя от источника к потребителю.

При последовательной схеме подключения выходное напряжение увеличивается и достигает 24 Вольт, чего достаточно для питания переносной техники, светодиодных ламп и некоторых электроприемников

Параллельная или смешанная последовательная схема часто используется, когда необходимо подключить несколько аккумуляторных блоков. Применяя эту схему, можно увеличить как напряжение, так и ток на выходе.

При последовательно-параллельной схеме подключения выходное напряжение достигает отметки, характеристики которой больше подходят для решения большинства бытовых задач

Этот вариант выгоден еще и в том смысле, что в случае выхода из строя одного из конструктивных элементов системы другие соединительные цепи продолжают функционировать. Это значительно увеличивает надежность всей системы.

Галерея изображенийФото из Независимо от типа и размера элемент, используемый при сборке солнечной батареи, способен генерировать напряжение 0,7 В. В зависимости от потребности в электроэнергии количество солнечных панелей выбирается с учетом того, что они собраны из 36 или 72 шт. Решаемых задач. При необходимости увеличения напряжения производится последовательное соединение, для увеличения тока – параллельное соединение. При непосредственном подключении к уличным осветительным приборам регуляторы заряда иногда не используются. Такое решение возможно, если номинальное напряжение аккумуляторов намного выше выходного напряжения аккумуляторов. Подключение солнечных элементов

Принцип сборки комбинированной схемы основан на том, что устройства внутри каждой группы подключаются параллельно. Причем соединение всех групп в одну схему производится последовательно.

Комбинируя разные типы подключений, собрать аккумулятор с необходимыми параметрами не составит труда. Главное, чтобы количество подключаемых элементов было таким, чтобы подаваемое на аккумуляторы рабочее напряжение с учетом его падения в цепи зарядки превышало напряжение самих аккумуляторов, а ток нагрузки аккумулятора при этом time предоставляет текущий запрос суммы начисления.

Схема сборки солнечной электрической системы

Солнечные панели подключаются с помощью встроенных соединительных кабелей 4 мм2. Лучшим выбором для этой цели являются одножильные медные провода, изоляционная оплетка которых устойчива к ультрафиолетовому излучению.

В случае использования провода, изоляция которого не устойчива к УФ-лучам, рекомендуется использовать гофрированную трубу для его внешней прокладки.

Конец каждого провода подключается к разъему MC4 путем пайки или обжима, что обеспечивает плотное соединение

Независимо от выбранной схемы, перед подключением солнечных батарей необходимо обязательно проверить правильность разводки.

При подключении панелей не рекомендуется превышать технические требования по допустимому току и максимальному напряжению других устройств. Важно соблюдать спецификации производителя контроллера заряда и инвертора.

Самая простая стандартная схема солнечной установки выглядит следующим образом.

Схема подключения панелей к аккумулятору, инвертору и контроллеру имеет простую конструкцию и поэтому не вызывает особых сложностей подключения

Во избежание поломки контроллера важно соблюдать последовательность при подключении элементов системы.

Монтажные работы проводятся в несколько этапов:

  1. Аккумулятор подключаем к контроллеру через соответствующие разъемы и не забываем соблюдать полярность.
  2. Солнечная батарея подключается к контроллеру через разъемы, соблюдая одинаковую полярность.
  3. К разъемам контроллера подключена нагрузка 12 В.
  4. Если необходимо преобразовать электрическое напряжение с 12 до 220 В, то в схему включают инвертор. Он подключается только к аккумулятору и ни в коем случае не напрямую к контроллеру.
  5. К свободному выходу инвертора подключаются электроприборы, рассчитанные на напряжение 220 В.

После завершения подключения необходимо проверить полярность и измерить напряжение холостого хода панелей. Если показатель отличается от паспортного значения, подключение некорректное.

Для подключения устройства к системе необязательно открывать распределительную коробку – все разъемы легко доступны

На завершающем этапе солнечную панель необходимо заземлить. Чтобы свести к минимуму возможность короткого замыкания, в соединениях между батареей, инвертором и контроллером устанавливаются предохранители.

Энергия солнечных систем найдет применение в электроснабжении маломощной бытовой техники и при подзарядке аккумуляторов мобильной техники:

Галерея изображенийФото из Энергия, вырабатываемая солнечной системой, подходит для питания линий освещения светодиодными и люминесцентными лампами, уличные фонари на солнечных батареях не нужно подключать к мини-электростанции. Однако это практическое решение работает по тем же принципам: частная солнечная система будет питать ЖК-телевизор. Для его питания потребуется установить 4-10 батареек. Их количество должно быть определено заранее по потреблению энергии. Строительство энергосистемы из солнечных панелей обеспечит бесплатную энергию для аккумуляторов всех типов мобильных устройств. Энергосберегающие лампы в интерьере. Уличное освещение на солнечных батареях. Обеспечение работы ЖК-телевизоров. Зарядка аккумулятора для мобильных устройств

Желающим построить солнечную батарею своими руками поможет информация, приведенная в следующей статье.

Подключение разнонаправленных элементов

При последовательной схеме монтажа солнечных панелей, чтобы не снижать КПД устройств, все панели общей цепи следует располагать под одним углом и в одной плоскости.

Если панели расположены в разных плоскостях, это может привести к тому, что ближайшая или более освещенная будет работать мощнее, чем расположенные чуть дальше.

Это означает, что соседняя панель будет вырабатывать электроэнергию, часть которой отключится, чтобы нагреть дальние панели. А причина в том, что ток течет по пути наименьшего сопротивления. Чтобы минимизировать потери, лучше всего использовать отдельный контроллер для каждой панели.

Основными требованиями при использовании контроллера являются мощность подключаемых панелей более 1 кВт и расстояние между батареями на достаточно большом расстоянии

Проблему можно решить установкой запорных диодов. Их помещают внутрь между пластинами. Благодаря этому, выделяя индикатор максимальной мощности, пластины не перегреваются.

также важно падение напряжения в соединениях, а также проводах низковольтной части системы.

Таблица несоответствия передаваемой мощности сечению провода с указанием красным цветом параметров, при которых существует опасность сильного нагрева опасного пожара

Примером может служить тот факт, что для метра кабеля сечением 4 мм2 при прохождении тока 80А (напряжение 12 В) значения падают на 3,19%, или 30,6 Вт. При использовании скрутки напряжение падение может варьироваться от 0,1 до 0,3В.

Сочетание солнечной энергии и стационарной связи

При планировании использования электричества от солнца параллельно с оборудованной централизованной городской линией схема подключения немного отличается. И основная причина такого решения в том, что у частного потребителя нет возможности «разрядить» оставшуюся энергию.

А это может вызвать падение напряжения до секунды.

При совмещении солнечной электроэнергии со стационарной централизованной сетью руководствуются одним и тем же правилом: чем больше подключено источников, тем сложнее становится схема

Согласно схеме выше, напряжение от гелиополя сначала направляется на батарею, а оттуда передается на нагрузку.

При проектировании такого варианта установки следует учитывать два вида нагрузки:

  • не лишние: свет в доме, техника и т.д.;
  • резервный – аварийное освещение, холодильник, электрокотел.

Учтите: чем больше емкость аккумулятора, тем больше резервных электроприборов будет работать в автономном режиме.

Выбирая такой способ выработки электроэнергии в сети, будьте готовы к тому, что вам придется оформлять разрешение в местных электросетях.

Хотя солнечные инверторы вырабатывают напряжение, качество которого иногда выше, чем в централизованной сети, местные электрические сети не дают зеленый свет для счетчика электроэнергии, чтобы вращаться в противоположном направлении.

По этой причине согласно схеме солнечные инверторы перестают работать в момент отключения электроэнергии. И резервная нагрузка начинает «питаться» от аккумулятора.

Выводы и полезные видео по теме

Авторы видеоматериала, который представлен ниже, делятся личным опытом и анализируют нюансы установки солнечных батарей.

Видео № 1. Пример сборки и установки заводского образца системы:

Видео № 2. Как правильно установить панели:

В процессе соединения нескольких панелей с другими элементами системы нет ничего сложного. Но для начинающего мастера процесс может усложниться. Поэтому при отсутствии опыта расчетов и навыков монтажа стоит обратиться к специалисту, обладающему необходимыми знаниями.

Хотите рассказать, как вы собрали свою солнечную электростанцию ​​для дачи или загородного дома? Возможно, вы знаете тонкости процесса, которые не описаны в статье? Пишите свои комментарии в блоке ниже, задавайте вопросы, делитесь своим мнением и фотографиями по теме статьи.

Источник – https://sovet-ingenera.com/eco-energy/sun/sxemy-i-sposoby-podklyucheniya-solnechnyx-batarej.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

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