A napelemek csatlakoztatásának sémái és módszerei: hogyan kell megfelelően telepíteni a napelemeket

A napelemekre épülő alternatív energiaforrás kiváló lehetőség az önálló áramellátás megszervezésére.Nemcsak forró napokon, hanem borús időben is magas energiahatékonyságot biztosít. Jó lenne egy ilyen készülék otthon, nem?

Ehhez csak helyesen kell kiválasztania a műszaki alkatrészeket és el kell végeznie a telepítést. Ezt bárki megteheti, ha ismeri a napelemek kapcsolási rajzait és módszereit. Elmondjuk, hogyan építsünk fel olyan produktív rendszert, amely a „zöld energiát” elektromos árammá alakítja, amely a háztartási berendezések táplálásához szükséges.

Ezen kívül megtanulja, hogyan válasszon helyet a napelemek telepítéséhez, és hogyan kapcsolja össze őket egy helyhez kötött elektromos hálózattal. A hasznos tippek és fontos ajánlások hatékony segítséget nyújtanak az otthoni kézműveseknek. A könnyebb érthetőség érdekében tematikus fényképeket, diagramokat és videókat biztosítunk.

Napelemes készülék

Ha saját maga tervezi a napelemek csatlakoztatását, akkor el kell képzelnie, hogy milyen elemekből áll a rendszer.

A napelemek egy készletből állnak fotovoltaikus akkumulátorok, melynek fő célja a napenergia elektromos energiává alakítása. A rendszer áramerőssége a fény intenzitásától függ: minél erősebb a sugárzás, annál nagyobb a generált áram.

A rendszer fő szerkezeti elemei a következők:

  • Napelemes akkumulátor – a napfényt elektromos energiává alakítja.
  • Akkumulátor – kémiai áramforrás, amely a termelt elektromosságot felhalmozza.
  • Töltésvezérlő – figyeli az akkumulátor feszültségét.
  • Inverter, amely az akkumulátor egyenáramú elektromos feszültségét váltakozó 220V-ra alakítja, amely a világítási rendszer működéséhez és a háztartási gépek működéséhez szükséges.
  • Megszakítók, amely a rendszer összes eleme közé van beépítve és védi a rendszert a rövidzárlatoktól.
  • MC4 szabványos csatlakozó készlet.

A vezérlő fő célja mellett - az akkumulátor feszültségének ellenőrzése - a készülék szükség szerint kikapcsol bizonyos elemeket. Ha az akkumulátor kivezetésein lévő jelzőfény napközben eléri a 14 V-ot, ami azt jelzi, hogy túl van töltve, a vezérlő megszakítja a töltést.

Energiatermelő rendszer tervezése
Az ilyen erőmű eszköze a napelem modulon kívül fotoelektromos átalakítókat - egy vezérlőt és egy invertert, valamint a hozzájuk csatlakoztatott akkumulátorokat tartalmaz.

Éjszaka, amikor az akkumulátor feszültsége rendkívül alacsony, 11 V-ot ér el, a vezérlő leállítja az erőmű működését.

Hol a legjobb hely a panelek felszerelésére?

A napelem telepítése és csatlakoztatása előtt az első dolog, amit meg kell tennie, hogy eldöntse az egység helyét.

Lehetőségek a fotovoltaikus modulok elhelyezésére
A fotovoltaikus modulok beszereléséhez kényelmesen használható fémprofilokból vagy modernebb forgó analógokból készült álló szerkezetek

A napelemek szinte minden jól megvilágított helyen elhelyezhetők:

  • egy vidéki házikó tetején;
  • egy bérház erkélyén;
  • a ház melletti területen.

A lényeg az, hogy biztosítsák a szükséges feltételeket a maximális villamosenergia-termelés eléréséhez. Ezek egyike a horizonthoz viszonyított tájolás és dőlésszög.Tehát az egység fényelnyelő felületét dél felé kell irányítani.

Ideális esetben a napsugarak 90°-ban esnek rá. E hatás eléréséhez ki kell választani az optimális lejtőszöget a régió éghajlati viszonyaitól függően. Ez a mutató régiónként eltérő.

A dőlésszög megváltoztatásának szükségessége
A napelemek maximális teljesítményének biztosítása érdekében a készülékek dőlésszögét évente 2-4 alkalommal javasolt megváltoztatni: április 18-án, augusztus 24-én, október 7-én és március 5-én.

Például a moszkvai régióban a napelemek felületének dőlésszöge a nyári hónapokban 15-20°, a téli hónapokban pedig 60-70°-ra változik.

Ha a napelemeket a ház melletti területen helyezi el, jobb, ha a paneleket legalább fél méterrel a talaj felszíne fölé emeli - ha nagy mennyiségű hó esik. Ez a megoldás abból a szempontból is helyes, hogy megfelelő távolságot biztosít a levegő keringéséhez.

Érdemes megjegyezni, hogy még egy kis árnyék is káros hatással van az egység villamosenergia-termelésére. A paneleket csak olyan helyekre szabad elhelyezni, amelyek nincsenek kitéve a legkisebb árnyékolásnak sem.

Üveg – védelem vagy sorompó
Egyes „mesteremberek” további üveget helyeznek a panelek tetejére, hogy megvédjék az akkumulátorokat, de az üvegréteg még látható átlátszóság mellett is 30%-kal csökkentheti a panelek hatékonyságát

A panelek rögzítésének többféle módja van:

  • a szorítóbilincsek aktiválásával;
  • a keret alján található átmenő furatok csavarozásával.

A tartószerkezetnek korrózióálló anyagokból kell készülnie. A beépítési módtól függetlenül nem módosíthatja saját maga a panel kialakítását, és nem fúrhat további lyukakat.

A panelek tisztán tartása a háztulajdonos feladata. A képernyőn por, hó és madárürülék összegyűjtése legalább 10%-kal csökkenti a rendszer által termelt villamos energia mennyiségét.

Napelem csatlakozási lehetőségek

A napelemek több különálló panelből állnak. A rendszer kimeneti paramétereinek teljesítmény, feszültség és áram formájában történő növelése érdekében az elemeket a fizika törvényei szerint csatlakoztatják egymáshoz.

Több panel egymáshoz csatlakoztatása a három napelem telepítési séma valamelyikével történhet:

  • párhuzamos;
  • egymás utáni;
  • vegyes.

A párhuzamos áramkör az azonos nevű kapcsok egymáshoz való csatlakoztatását jelenti, amelyben az elemeknek két közös csomópontja van a vezetők konvergenciájára és elágazására.

Párhuzamos áramkör opció
Párhuzamos áramkörben a „pluszokat” a „pluszokhoz”, a „mínuszokat” a „mínuszokhoz” kötjük, aminek következtében a kimeneti áram növekszik, és a kimeneti feszültség 12 volton belül marad.

A maximális lehetséges kimeneti áram párhuzamos áramkörben egyenesen arányos csatlakoztatott elemek száma. A mennyiségek kiszámításának alapelveit ajánlott cikkünk tartalmazza.

A soros áramkör magában foglalja az ellentétes pólusok összekapcsolását: az első panel „plusz”-ja a második „mínuszához”. A második panel fennmaradó nem használt „plusza” és az első akkumulátor „mínusza” az áramkör mentén távolabb található vezérlőhöz csatlakozik.

Ez a fajta csatlakozás olyan feltételeket teremt az elektromos áram áramlásához, amelyekben az egyetlen út marad az energia átviteléhez a forrástól a fogyasztóig.

A soros áramkörben történő csatlakozás jellemzői
Soros csatlakozási sémával a kimeneti feszültség növekszik, és eléri a 24 V-ot, ami elegendő a hordozható berendezések, LED-lámpák és néhány elektromos vevő táplálásához

Soros-párhuzamos vagy vegyes áramkört leggyakrabban akkor használnak, ha több akkumulátorcsoport csatlakoztatására van szükség. Ennek az áramkörnek a használatával a kimeneten a feszültség és az áramerősség is növelhető.

Hogyan működik a vegyes rendszer?
Soros-párhuzamos csatlakozási áramkörrel a kimeneti feszültség eléri azt a szintet, amelynek jellemzői a legalkalmasabbak a háztartási problémák nagy részének megoldására

Ez a lehetőség abból a szempontból is előnyös, hogy ha a rendszer egyik szerkezeti eleme meghibásodik, a többi csatlakozó áramkör tovább működik. Ez jelentősen növeli a teljes rendszer megbízhatóságát.

A kombinált áramkör összeállításának elve azon a tényen alapul, hogy az egyes csoportokon belüli eszközök párhuzamosan vannak csatlakoztatva. És minden csoport sorba van kötve egy áramkörben.

A különböző típusú csatlakozások kombinálásával nem nehéz a szükséges paraméterekkel rendelkező akkumulátort összeszerelni. A lényeg az, hogy a csatlakoztatott elemek számának olyannak kell lennie, hogy az akkumulátorokhoz szolgáltatott üzemi feszültség, figyelembe véve a töltési áramkörben bekövetkezett csökkenését, meghaladja maguknak az akkumulátoroknak a feszültségét. akkumulátorok, és az akkumulátor terhelési árama biztosította a szükséges mennyiségű töltőáramot.

A napelemes rendszer összeállítási diagramja

A napelemek csatlakoztatása beépített, 4 mm keresztmetszetű összekötő vezetékekkel történik2. Erre a célra a legalkalmasabbak az egyeres rézhuzalok, amelyek szigetelő fonata ellenáll az ultraibolya sugárzásnak.

Ha olyan vezetéket használ, amelynek szigetelése nem ellenáll az UV sugárzásnak, akkor azt kívülről ajánlott hullámos hüvelybe fektetni.

MC4 szabványos csatlakozó
Minden vezeték vége forrasztással vagy krimpeléssel egy MC4 csatlakozóhoz csatlakozik, ami tömített csatlakozást eredményez.

A választott sémától függetlenül, korábban napelemek összekötése Feltétlenül ellenőrizni kell az elektromos szerelés helyességét.

A panelek csatlakoztatásakor nem ajánlott túllépni az egyéb eszközök megengedett áramára és maximális feszültségére vonatkozó műszaki követelményeket. Fontos, hogy tartsa be a gyártó által megadott töltésvezérlő és inverter specifikációit.

A legegyszerűbb naperőmű szabványos összeszerelési diagramja a következő.

A séma legegyszerűbb változata
A panelek akkumulátorhoz, inverterhez és vezérlőhöz való csatlakozási rajza egyszerű a kialakításban, ezért nem okoz különösebb nehézséget a csatlakoztatásnál

A törés elkerülése érdekében vezérlő, a rendszerelemek összekapcsolásakor fontos a sorrend betartása.

A telepítési munka több szakaszban történik:

  1. Az akkumulátor a megfelelő csatlakozók segítségével csatlakozik a vezérlőhöz, ügyelve a polaritásra.
  2. A vezérlőhöz csatlakozókon keresztül egy napelem csatlakozik, ugyanazt a polaritást megtartva.
  3. A vezérlő csatlakozóira 12 V-os terhelés csatlakozik.
  4. Ha az elektromos feszültséget 12 V-ról 220 V-ra kell átalakítani, akkor az áramkörbe egy invertert kell beépíteni.Csak az akkumulátorhoz csatlakozik, és semmi esetre sem közvetlenül a vezérlőhöz.
  5. A 220 V-os feszültségre tervezett elektromos készülékek az inverter szabad kimenetére csatlakoznak.

A csatlakoztatás után ellenőrizni kell a polaritást és meg kell mérni a panelek szakadási feszültségét. Ha a jelző eltér az útlevél értékétől, akkor a kapcsolat nem megfelelő.

Kapcsolódási diagram elemei
A készülék rendszerhez való csatlakoztatásához nem kell kinyitni a csatlakozódobozt - minden csatlakozó csatlakozó könnyen elérhető

Az utolsó szakaszban a napelemet földelni kell. A rövidzárlat valószínűségének minimalizálása érdekében biztosítékokat kell beszerelni az akkumulátor, az inverter és a vezérlő közötti csatlakozási pontokon.

A naperőművek energiáját kis teljesítményű háztartási készülékek táplálására és mobil berendezések akkumulátorainak töltésére használják fel:

Akik saját kezűleg szeretnének napelemet építeni, annak segítséget nyújtanak a közölt információk. a következő cikkben.

Többirányú elemek összekapcsolása

Szekvenciális napelem telepítési séma alkalmazásakor, hogy ne csökkenjen az eszközök hatékonysága, a közös áramkör összes paneljét azonos szögben és ugyanabban a síkban kell elhelyezni.

Ha a panelek különböző síkokban helyezkednek el, ez oda vezethet, hogy a legközelebbi vagy jobban megvilágított erősebben fog működni, mint a kicsit távolabb lévők.

Ez azt jelenti, hogy a közeli panel villamos energiát termel, amelynek egy része felszabadul a távoli panelek fűtésére. Az ok pedig abban rejlik, hogy az áram a legkisebb ellenállás útján folyik. A veszteségek minimalizálása érdekében jobb, ha minden panelhez külön vezérlőt használunk.

Többirányú elemek összekapcsolása
A fő követelmény a vezérlő használatakor a csatlakoztatott panelek 1 kW feletti teljesítménye és az akkumulátorok közötti távolság kellően nagy távolságban

A probléma vágódiódák telepítésével is megoldható. Belül a lemezek közé helyezik őket. Ennek köszönhetően a lemezek a maximális teljesítmény leadása mellett nem melegszenek túl.

A rendszer kisfeszültségű részének csatlakozásaiban, valamint magukban a vezetékekben bekövetkező feszültségesés is fontos.

Feszültségesés táblázat
Az átvitt teljesítmény és a vezeték keresztmetszete közötti eltérés táblázata, amely pirossal jelzi azokat a paramétereket, amelyeknél fennáll az erős tűzhevülés veszélye

Ilyen például az a tény, hogy egy méteres, 4 mm keresztmetszetű kábeldarabhoz2 80A áram (12 V feszültség) áthaladásakor az értékek 3,19%-kal csökkennek, ami 30,6 W. A csavarás aktiválásakor a feszültségesés 0,1 és 0,3 V között változhat.

Napenergia és helyhez kötött hálózat kombinációja

Ha a napból származó villamos energiát egy felszerelt központi helyhez kötött hálózattal párhuzamosan kívánja használni, a csatlakozási rajz kissé eltér. Ennek a döntésnek pedig az a fő oka, hogy a magánfogyasztónak nincs lehetősége „lerakni” a maradék energiát.

Ez pedig akár egy másodpercig tartó feszültséglökéseket is kiválthat.

Hogyan lehet helyesen kombinálni a rendszereket
Amikor a napenergiát egy helyhez kötött központi hálózattal kombinálják, ugyanaz a szabály vezérli őket: minél több forrás van csatlakoztatva, annál bonyolultabb lesz a rendszer.

A fenti diagram szerint a heliofield feszültségét először az akkumulátor felé irányítják, majd onnan továbbítják a terhelésre.

Ennek a telepítési lehetőségnek a kialakításakor kétféle terhelést érdemes figyelembe venni:

  • nem foglalható – világítás a házban, háztartási gépek stb.;
  • fenntartott – biztonsági világítás, hűtőszekrény, villanybojler.

Ne feledje: minél nagyobb az akkumulátor kapacitása, annál tovább működnek a tartalék elektromos készülékek autonóm üzemmódban.

Amikor ezt a hálózatba történő energiatermelési módot választja, készüljön fel arra, hogy engedélyt kell kérnie a helyi elektromos hálózatoktól.

Habár inverterek napelemekhez olyan feszültséget állítanak elő, amelynek minősége esetenként magasabb, mint a központosított hálózaté, a helyi áramhálózatok nem adnak engedélyt arra, hogy a villanyóra ellenkező irányba forogjon.

Emiatt a séma szerint a szoláris inverterek működése leáll, ha a hálózat feszültsége megszűnik. És a redundáns terhelés elkezdődik az akkumulátorról.

Következtetések és hasznos videó a témában

Az alábbiakban közölt videóanyag szerzői megosztják személyes tapasztalataikat, és elemzik a napelemek telepítésének árnyalatait.

Videó #1. Példa egy gyári szabványos rendszer összeszerelésére és telepítésére:

2. videó. A panelek helyes felszerelése:

Nincs semmi bonyolult több panelnek a rendszer más elemeivel való összekapcsolásának folyamatában. De egy kezdő mester számára a folyamat nehézkessé válhat. Ezért, ha nincs tapasztalata a számításokban és a telepítési készségekben, forduljon szakemberhez, aki rendelkezik a szükséges ismeretekkel.

Szeretné elmondani nekünk, hogyan állította össze saját napelemes erőművét nyaralójába vagy vidéki házába? Talán ismeri a folyamat finomságait, amelyeket a cikk nem ír le? Kérjük, írjon megjegyzéseket az alábbi blokkba, tegyen fel kérdéseket, ossza meg véleményét és fotóit a cikk témájával kapcsolatban.

Látogatói megjegyzések
  1. Oleg

    Átalakítom a házam elektromosról napelemesre. Napelemes lámpákat már telepítettem az egész területen. A napelemek telepítését természetesen csak szakemberre bízom, hiszen objektíven, tapasztalat nélkül nem fogok tudni mindent pontosan megcsinálni. Mondja meg, ha elektromos készülékeimnek csak egy részét tervezem napenergiává alakítani, és egy részét áramon hagyni, lehetséges ez?

    • Szakértő
      Amir Gumarov
      Szakértő

      Oleg, kérdésére választ kap a „Napenergia és a helyhez kötött hálózat kombinálása” című rész. Ez a kombináció teszi lehetővé a napelemek energiájának maximális kihasználását és az elektromos készülékek bármikori használatát, az időjárási viszonyoktól függetlenül.

      Csak ne feledkezzünk meg az olyan hátrányokról, mint:

      — Ha az egyik monoblokkra árnyék esik, az blokkolja a többi hozzá kapcsolódó munkáját;
      - Az akkumulátor élettartama akár 10 év;
      — Napsütéses napokon nem csak a maximális energiakibocsátás következik be, hanem maguknak a paneleknek a fűtése is (főleg, ha nincs szél).És a panelhőmérséklet minden fokos emelése átlagosan 0,5%-kal csökkenti a hatékonyságot;
      — A felületen lévő por csökkenti a panel hatékonyságát;
      — Idővel a panel hatékonysága évi 0,8%-ra csökken (aktívan az első 2 évben - akár 2%-ra).

      Mivel ma már 20%-os hatásfokú panelek (maximum újaknál) vannak, használatuk kilátása a legtöbb esetben vitatható, áramhálózatok hiányában is hasznosabb beszerzés lesz egy egyszerű dízelgenerátor.

  2. Oleg

    Mondja el, hogyan kell bekötni a napelemeket és a 12-24 V-os, 20 A-es MMR vezérlőt.A paneleken a feszültség 32-40 V, 280 W. Hogyan köthetek össze két panelt - sorosan vagy párhuzamosan?

    • Szakértő
      Amir Gumarov
      Szakértő

      Az Ön esetében jobb, ha soros-párhuzamos csatlakozási áramkört használ, erről a cikkben van szó, olvassa el figyelmesebben. Ez a csatlakozási séma lehetővé teszi, hogy megkapja azt a kimeneti feszültséget, amelyen a háztartási készülékek normál működése lehetséges.

      Példaként tudok egy 80 A-es vezérlővel egy kapcsolási rajzot adni, de az Ön esetére ez is releváns lesz.

      Az összes elem beszerelésekor legyen óvatos, különösen kövesse az összes utasítást. Például az inverter csak az akkumulátorhoz csatlakozik, és nem közvetlenül a vezérlőhöz, hogy elkerülje az inverter károsodását. Az áramkör összeszerelése után ellenőrizze a polaritást, és mérje meg a nyitott áramköri feszültséget, amelynek meg kell egyeznie az adattábla feszültségével. Ha eltér, akkor az áramkör rosszul van összeszerelve.

      Csatolt fotók:
      • Dmitrij

        Tehát egy soros kapcsolás adja meg a feszültség összegzését. És ezzel párhuzamos az áramerősség összegzése.

  3. Evgenia

    Wow: a panel költsége 200 ezer rubel.Mi van, ha eltörik? Igen, 200 ezer elég lesz a rendes villanyért a napjaim végéig.

    • Szakértő
      Amir Gumarov
      Szakértő

      Igen, az ára meglehetősen magas, de nem kell attól tartani, hogy a napelem elromlik. Sokáig nem magyarázom, hogyan és miért nem félnek a napelemek a mechanikai hatásoktól (ütődés, leesés, hajlítás). Csak annyit mondok, hogy gyártásuk során speciális technológiákat és kémiai eljárásokat alkalmaznak.

      Ha nem hiszi, akkor tegyen egy töréstesztet „oroszul”, ahogy mondják https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Látható, hogy nincs videóvágás – bárki tesztelheti a napelem szilárdságát.

      Ami az árat illeti, minél több napsütéses nap van egy évben azokon a szélességi körökön, ahol napelemek telepítését tervezik, annál rövidebb a megtérülési ideje. Nyilvánvaló, hogy ilyen panelek beszerzése az északi régiók lakosai számára gazdaságilag egyáltalán nem megvalósítható.

  4. Kira

    Nem értem, milyen "engedélyt" kell még kiadni? Összeszereltem a vevőmet, összeraktam a panelt, abból tápláltam. Mit törődik a városi elektromos hálózat a személyes tárgyaimmal, hobbijaimmal és háztartási eszközeimkel? Fizetjük nekik a hálózatból származó energiát. Nem használjuk – nincs miért fizetni, nincs miről tárgyalni. Úgy tűnik, önkéntes alapon csatlakoznak, vagy nem tudok valamiről?

  5. Suren

    Helló! 1 mW teljesítményű naperőművet szeretnék építeni! Hogyan lehet ezt az állomást központi hálózathoz kötni?! Milyen inverter kell, hány mW?! Hogyan lesznek a panelek párhuzamosan vagy sorosan kapcsolva?! Előre is köszönöm!

Fűtés

Szellőzés

Elektromos