Sheme in načini povezovanja sončnih kolektorjev: kako pravilno namestiti sončno kolektor
Alternativni vir energije, ki temelji na sončnih kolektorjih, je odlična možnost za organizacijo neodvisnega napajanja.Zagotavlja visoko energetsko učinkovitost ne samo v vročih dneh, ampak tudi v oblačnem vremenu. Lepo bi bilo imeti takšno napravo doma, kajne?
Če želite to narediti, morate samo pravilno izbrati tehnične komponente in izvesti namestitev. Vsakdo lahko to stori, če pozna diagrame in načine povezovanja sončnih kolektorjev. Povedali vam bomo, kako zgraditi produktiven sistem, ki pretvarja »zeleno energijo« v električno energijo, potrebno za napajanje gospodinjske opreme.
Poleg tega se boste naučili, kako izbrati mesto za namestitev solarnih panelov in kako jih kombinirati s stacionarnim električnim omrežjem. Uporabni nasveti in pomembna priporočila bodo učinkovito pomagali domačim mojstrom. Za lažje razumevanje so na voljo tematske fotografije, diagrami in video posnetki.
Vsebina članka:
Naprava za sončne baterije
Ko nameravate sami priključiti sončne celice, morate imeti predstavo o tem, iz katerih elementov je sistem sestavljen.
Solarni paneli so sestavljeni iz kompleta fotovoltaične baterije, katerega glavni namen je pretvarjanje sončne energije v električno. Moč toka sistema je odvisna od intenzivnosti svetlobe: svetlejše kot je sevanje, večji je ustvarjeni tok.
Glavni strukturni elementi sistema so:
- Sončna baterija – pretvarja sončno svetlobo v električno energijo.
- Baterija – kemični vir toka, ki akumulira proizvedeno električno energijo.
- Krmilnik polnjenja – spremlja napetost baterije.
- Inverter, ki pretvarja enosmerno električno napetost akumulatorja v izmenično 220V, ki je potrebna za delovanje sistema razsvetljave in delovanje gospodinjskih aparatov.
- Odklopniki, nameščen med vsemi elementi sistema in ščiti sistem pred kratkimi stiki.
- Set standardnih konektorjev MC4.
Poleg glavnega namena krmilnika - spremljanje napetosti baterije, naprava po potrebi izklopi nekatere elemente. Če indikator na sponkah akumulatorja čez dan doseže 14 voltov, kar pomeni, da so prenapolnjeni, krmilnik prekine polnjenje.
Ponoči, ko napetost baterije doseže ekstremno nizko raven 11 voltov, krmilnik zaustavi delovanje elektrarne.
Kje je najbolje namestiti plošče?
Prva stvar, ki jo morate storiti pred namestitvijo in priključitvijo sončne baterije, je, da se odločite za lokacijo enote.
Solarne panele lahko postavite na skoraj vsako dobro osvetljeno točko:
- na strehi podeželske koče;
- na balkonu stanovanjske hiše;
- na območju ob hiši.
Glavna stvar je zagotoviti potrebne pogoje za pridobitev maksimalne proizvodnje električne energije. Eden od teh je orientacija in kot naklona glede na obzorje.Zato mora biti površina enote, ki absorbira svetlobo, usmerjena proti jugu.
V idealnem primeru bi morali sončni žarki padati nanj pod kotom 90°. Da bi dosegli ta učinek, je treba izbrati optimalen kot naklona glede na podnebne razmere v regiji. Ta indikator je drugačen za vsako regijo.
Na primer, v moskovski regiji je kot naklona površine sončnih kolektorjev v poletnih mesecih 15-20 °, v zimskih mesecih pa se spremeni na 60-70 °.
Pri nameščanju sončnih kolektorjev v bližini hiše je bolje, da panele dvignete nad površino tal za vsaj pol metra - v primeru, da zapade velika količina snega. Ta rešitev je pravilna tudi v smislu, da zagotavlja zadostno razdaljo za kroženje zraka.
Ne smemo pozabiti, da tudi majhna senca škodljivo vpliva na proizvodnjo električne energije enote. Plošče je treba postaviti samo na mesta, ki niso podvržena niti najmanjšemu senčenju.
Obstaja več načinov za pritrditev plošč:
- z aktiviranjem vpenjalnih sponk;
- z vijaki skozi luknje, ki se nahajajo na dnu okvirja.
Nosilna konstrukcija mora biti izdelana iz materialov, odpornih proti koroziji. Ne glede na način namestitve ne morete sami spremeniti zasnove plošče ali izvrtati dodatnih lukenj.
Naloga lastnika stanovanja je, da vzdržuje plošče čiste. Zbiranje prahu, snega in ptičjih iztrebkov na zaslonu bo zmanjšalo količino električne energije, ki jo sistem proizvede za najmanj 10 %.
Možnosti priključitve sončne baterije
Solarni paneli so sestavljeni iz več posameznih panelov. Da bi povečali izhodne parametre sistema v obliki moči, napetosti in toka, so elementi med seboj povezani s pomočjo zakonov fizike.
Povezavo več panelov med seboj lahko izvedete z eno od treh shem namestitve solarnih panelov:
- vzporedno;
- zaporedno;
- mešano.
Vzporedno vezje vključuje medsebojno povezovanje istoimenskih sponk, v katerih imajo elementi dve skupni vozlišči za konvergenco vodnikov in njihovo razvejanje.
Največji možni izhodni tok v vzporednem vezju je neposredno sorazmeren z število povezanih elementov. Načela za izračun količin so navedena v našem priporočenem članku.
Serijsko vezje vključuje povezovanje nasprotnih polov: "plus" prve plošče z "minusom" druge. Preostali neuporabljeni "plus" druge plošče in "minus" prve baterije sta povezana s krmilnikom, ki se nahaja naprej vzdolž vezja.
S to vrsto povezave se ustvarijo pogoji za pretok električnega toka, pri katerem ostane edina pot za prenos energije od vira do porabnika.
Serijsko-vzporedno ali mešano vezje se najpogosteje uporablja, kadar je treba povezati več skupin baterij. Z uporabo tega vezja lahko povečate napetost in tok na izhodu.
Ta možnost je koristna tudi v smislu, da če eden od strukturnih elementov sistema odpove, ostala povezovalna vezja še naprej delujejo. To bistveno poveča zanesljivost celotnega sistema.
Načelo sestavljanja kombiniranega vezja temelji na dejstvu, da so naprave znotraj vsake skupine povezane vzporedno. In vse skupine so zaporedno povezane v eno vezje.
S kombinacijo različnih vrst povezav ni težko sestaviti baterije z zahtevanimi parametri. Glavna stvar je, da mora biti število priključenih elementov takšno, da delovna napetost, ki se napaja na baterije, ob upoštevanju njenega padca v polnilnem krogu, presega napetost samih baterij. baterije, in tok obremenitve akumulatorja je zagotovil zahtevano količino polnilnega toka.
Shema sestavljanja solarnega sistema
Priključitev solarnih panelov se izvede z vgrajenimi povezovalnimi žicami s presekom 4 mm2. Za ta namen so najbolj primerne enožilne bakrene žice, katerih izolacijska pletenica je odporna na ultravijolično sevanje.
Če uporabljate žico, katere izolacija ni odporna na UV žarke, je priporočljivo, da jo zunaj položite v valovito tulko.
Ne glede na izbrano shemo, pred povezovanje solarnih panelov Nujno je treba preveriti pravilnost električne napeljave.
Pri povezovanju plošč ni priporočljivo presegati tehničnih zahtev za dovoljeni tok in največjo napetost drugih naprav. Pomembno je, da se držite specifikacij krmilnika polnjenja in pretvornika, ki jih je določil proizvajalec.
Standardna montažna shema najpreprostejše sončne elektrarne je naslednja.
Da bi se izognili zlomu krmilnik, pri povezovanju sistemskih elementov je pomembno upoštevati zaporedje.
Montažna dela se izvajajo v več fazah:
- Baterija je priključena na krmilnik z uporabo ustreznih konektorjev in ne pozabite upoštevati polarnosti.
- Solarna baterija je povezana s krmilnikom preko konektorjev, pri čemer ohranja enako polariteto.
- Na konektorje krmilnika je priključeno breme 12 V.
- Če je treba električno napetost pretvoriti iz 12 v 220 V, je v tokokrog vključen pretvornik.Priključen je samo na baterijo in nikakor neposredno na krmilnik.
- Električne naprave, zasnovane za napetost 220 V, so priključene na prosti izhod pretvornika.
Po izvedbi povezave morate preveriti polarnost in izmeriti napetost odprtega tokokroga plošč. Če se indikator razlikuje od vrednosti potnega lista, povezava ni pravilno vzpostavljena.
Na zadnji stopnji mora biti sončna baterija ozemljena. Za zmanjšanje verjetnosti kratkega stika so varovalke nameščene na priključnih točkah med baterijo, pretvornikom in krmilnikom.
Energija sončnih elektrarn bo uporabljena za napajanje gospodinjskih aparatov majhne moči in za polnjenje baterij mobilne opreme:
Tistim, ki želijo zgraditi sončno baterijo z lastnimi rokami, bodo posredovane informacije pomagale. v naslednjem članku.
Povezovanje večsmernih elementov
Pri uporabi zaporedne sheme namestitve sončne plošče, da ne bi zmanjšali učinkovitosti naprav, je treba vse plošče skupnega vezja postaviti pod enakim kotom in na isto ravnino.
Če so plošče nameščene v različnih ravninah, lahko to privede do dejstva, da bo najbližja ali bolj osvetljena delovala močneje od tistih, ki se nahajajo malo dlje.
To pomeni, da bo bližnja plošča proizvajala elektriko, del katere se bo sprostila za ogrevanje oddaljenih plošč. In razlog je v tem, da tok teče po poti najmanjšega upora. Da bi zmanjšali izgube, je bolje uporabiti ločen krmilnik za vsako ploščo.
Težavo je mogoče rešiti tudi z vgradnjo izklopnih diod. Postavljeni so v notranjost med ploščami. Zahvaljujoč temu se plošče ne pregrejejo, medtem ko zagotavljajo največjo moč.
Pomemben je tudi padec napetosti na povezavah, pa tudi na samih žicah nizkonapetostnega dela sistema.
Primer je dejstvo, da za meter kos kabla s presekom 4 mm2 pri prehodu toka 80A (napetost 12 V) vrednosti padejo za 3,19%, kar je 30,6 W. Ko je zvijanje aktivirano, se lahko padec napetosti spreminja od 0,1 do 0,3 V.
Kombinacija sončne energije in stacionarnega omrežja
Pri načrtovanju uporabe električne energije iz sonca vzporedno z opremljenim centraliziranim stacionarnim omrežjem je shema povezave nekoliko drugačna. In glavni razlog za to odločitev je, da zasebni potrošnik nima možnosti "odložiti" preostale energije.
In to lahko povzroči napetostne sunke, ki trajajo do ene sekunde.
Po zgornjem diagramu je napetost iz heliopolja najprej usmerjena proti akumulatorju, od tam pa se prenaša na breme.
Pri načrtovanju te možnosti namestitve je vredno upoštevati dve vrsti obremenitve:
- brez rezervacije – luč v hiši, gospodinjski aparati itd.;
- rezerviran – zasilna razsvetljava, hladilnik, električni bojler.
Upoštevajte: večja kot je zmogljivost baterije, dlje bodo rezervne električne naprave delovale v avtonomnem načinu.
Pri izbiri tega načina pridobivanja energije v omrežju bodite pripravljeni na dejstvo, da boste morali zaprositi za dovoljenje lokalnih električnih omrežij.
čeprav pretvorniki za sončne kolektorje proizvajajo napetost, katere kakovost je včasih višja od tiste v centraliziranem omrežju; lokalna električna omrežja ne dajejo zelene barve, da bi se električni števec vrtel v nasprotni smeri.
Zaradi tega po shemi solarni pretvorniki prenehajo delovati, ko se napetost v omrežju izgubi. In odvečna obremenitev se začne "napajati" iz baterije.
Zaključki in uporaben video na to temo
Avtorji video gradiva, ki je na voljo spodaj, delijo svoje osebne izkušnje in analizirajo nianse namestitve sončnih kolektorjev.
Video #1. Primer montaže in namestitve tovarniško standardnega sistema:
Video #2. Kako pravilno namestiti plošče:
V procesu povezovanja več plošč z drugimi elementi sistema ni nič zapletenega. Toda za mojstra začetnika lahko postopek postane težaven. Če torej nimate izkušenj z izračuni in namestitvenimi veščinami, se obrnite na strokovnjaka, ki ima potrebno znanje.
Ali nam želite povedati, kako ste sami sestavili sončno elektrarno za vašo dacho ali podeželsko hišo? Morda poznate podrobnosti postopka, ki niso opisane v članku? Napišite komentarje v spodnji blok, postavite vprašanja, delite svoje mnenje in fotografije na temo članka.
Svojo hišo nameravam spremeniti iz električnih v sončne celice. Po celotnem območju sem že namestil luči na sončno energijo. Montažo solarnih kolektorjev bom seveda zaupal samo strokovnjaku, saj objektivno brez izkušenj ne bom mogel narediti vsega natančno. Povejte mi, če nameravam le del svojih električnih naprav predelati na sončno energijo, nekaj pa jih pustim na elektriki, ali je to možno?
Oleg, odgovor na vaše vprašanje je v razdelku "Združevanje sončne energije in stacionarnega omrežja." Prav ta kombinacija vam omogoča maksimalen izkoristek energije solarnih panelov in uporabo električnih aparatov kadarkoli, ne glede na vremenske razmere.
Samo ne pozabite na slabosti, kot so:
— Če senca pade na en monoblok, blokira delo drugih, ki so z njim povezani;
— Življenjska doba baterije do 10 let;
— V sončnih dneh ne pride le do maksimalne izhodne energije, ampak tudi do segrevanja samih panelov (še posebej, ko ni vetra).In vsaka stopinja povečanja temperature plošče zmanjša učinkovitost v povprečju za 0,5 %;
— Prah na površini zmanjša učinkovitost plošče;
— Sčasoma se učinkovitost plošče zmanjša na 0,8% na leto (aktivno v prvih 2 letih - do 2%).
Ob današnjih ploščah z izkoristkom do 20% (največ za nove) je možnost njihove uporabe v večini primerov sporna; tudi v odsotnosti električnih omrežij bo preprost dizelski generator postal bolj uporaben nakup.
Povejte mi, kako povezati sončne celice in krmilnik MMR 12-24 V, 20 A. Napetost na ploščah je 32-40 V, 280 W. Kako naj povežem dve plošči - zaporedno ali vzporedno?
V vašem primeru je bolje uporabiti serijsko-vzporedno povezovalno vezje, to je obravnavano v članku, preberite bolj natančno. Ta povezovalna shema vam omogoča, da dobite izhodno napetost, pri kateri je možno normalno delovanje gospodinjskih aparatov.
Kot primer lahko navedem povezovalni diagram s krmilnikom 80 A, vendar bo tudi za vaš primer pomemben.
Pri vgradnji vseh elementov bodite previdni, predvsem upoštevajte vsa navodila. Na primer, pretvornik je priključen samo na baterijo in ne neposredno na krmilnik, da se prepreči poškodba pretvornika. Ko sestavite vezje, preverite polarnost in izmerite napetost odprtega tokokroga, ki mora sovpadati z napetostjo na imenski tablici. Če je drugačen, potem je vezje sestavljeno nepravilno.
Torej serijska povezava daje vsoto napetosti. In vzporedno je seštevek amperaže.
Vau: stroški plošče so od 200 tisoč rubljev.Kaj če se pokvari? Ja, 200 tisočakov mi bo zadostovalo za redno plačevanje elektrike do konca mojih dni.
Da, cena je precej visoka, vendar vam ni treba skrbeti, da bi se solarna plošča zlomila. Ne bom dolgo razlagal, kako in zakaj se sončni kolektorji zdaj ne bojijo mehanskih vplivov (udarec, padec, upogib). Rekel bom le, da se pri njihovi proizvodnji uporabljajo posebne tehnologije in kemični postopki.
Če mi ne verjamete, potem bi morali opraviti test trčenja "v ruščini", kot pravijo https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Vidi se, da ni video montaže - kdorkoli lahko preizkusi trdnost sončne celice.
Cenovno velja, da več kot je sončnih dni na leto na zemljepisnih širinah, kjer je predvidena postavitev sončnih kolektorjev, krajša je njihova vračilna doba. Jasno je, da nakup takšnih plošč za prebivalce severnih regij zagotovo ni ekonomsko izvedljiv.
Ne razumem, katero drugo "dovoljenje" je treba izdati? Sestavil sem svoj sprejemnik, sestavil ploščo, napajal iz nje. Kaj briga mestno elektroenergetsko omrežje moje osebne stvari, hobije in gospodinjske naprave? Plačujemo jim energijo iz omrežja. Ne uporabljamo ga - ni ničesar za plačati, o čemer se ni treba pogajati. Zgleda, da so povezani prostovoljno, ali pa se nečesa ne zavedam?
Zdravo! Želim zgraditi sončno elektrarno z močjo 1 mW! Kako povezati to postajo v centralizirano omrežje?! Kakšen inverter rabim, koliko mW?! Kako bodo paneli povezani vzporedno ali zaporedno?! Hvala v naprej!