Солнечные батареи – прекрасный способ создать автономное энергоснабжение. Такой источник обеспечит высокую эффективность работы как в солнечную, так и в дождливую погоду.
Для создания такой системы достаточно правильно подобрать технические элементы и выполнить монтаж. Каждый может это сделать, зная схемы и способы подключения солнечных панелей. Мы покажем, как строится производительная установка, преобразующая «зеленую энергию» в электричество для питания бытовых приборов.
Вы узнаете, как подобрать место для установки солнечных панелей и соединить их с электрической сетью.
Пошаговые советы и рекомендации помогут домашним мастерам успешно выполнить монтаж. Для удобства предусмотрены иллюстрации, схемы и видеоролики.
Устройство солнечной батареи
Чтобы самостоятельно установить солнечные панели, нужно понимать их состав.
Солнечные панели состоят из комплекта батарей на фотоэлектрических элементахГлавная функция таких систем — превращать солнечный свет в электроэнергию. Сила тока системы связана с яркостью света: чем светлее излучение, тем больше тока получается.
В системе ключевые конструкции состоят из…
- Солнечная батарея Излучает электричество из солнечного света.
- Аккумулятор Прибор, вырабатывающий электричество и хранящий его.
- Контроллер заряда – следит за напряжением аккумуляторов.
- ИнверторУстройство, изменяющее постоянное напряжение от аккумулятора в переменное на 220В, важное для системы освещения и бытовых приборов.
- ПредохранителиРаздельные предохранители, размещаемые между каждым элементом системы, предотвращают возникновение короткого замыкания.
- Комплект коннекторов стандарта МС4.
Кроме контроля напряжения аккумуляторных батарей, устройство может отключать отдельные элементы по мере необходимости. При достижении показателя 14 Вольт на клеммах аккумулятора днем, сигнализирующем о перезарядке, контроллер останавливает процесс зарядки.
Ночью, при падении напряжения аккумуляторов до 11 Вольт, контроллер останавливает работу электростанции.
Где лучше установить панели?
Перед установкой и подключением солнечной батареи нужно выбрать место для неё.
Солнечные панели устанавливают там, где достаточно света.
- на крыше загородного коттеджа;
- на балконе многоквартирного дома;
- на прилегающей к дому территории.
Важно создавать условия, позволяющие получать наибольшее количество энергии от устройства. К таким условиям относится ориентировка и угол наклона его поверхности по отношению к горизонту. Светопоглощающая сторона устройства должна находиться на южной стороне.
Для наилучшего воздействия солнечных лучей угол наклона должен составлять 90 градусов. Чтобы достичь такого эффекта, нужно выбрать оптимальный угол в соответствии с погодными условиями конкретного места. Угол уклона индивидуален для каждого региона.
В Москве летом угол наклона поверхностей солнечных батарей равен 15-20°, зимой — 60-70°.
Устанавливая солнечные батареи на участке возле дома, рекомендуется возвести их не менее чем на полметра над землей – для предотвращения накопления снега. Такой подход также способствует циркуляции воздуха.
Даже незначительная затень может негативно сказаться на выработке энергии генератором. Панели следует устанавливать только в хорошо освещенных местах.
Существуют разные способы закрепления панелей.
- посредством задействования прижимных фиксаторов;
- Соединение осуществляется болтами через отверстия в нижней части рамки.
Опорную конструкцию нужно соорудить из материалов, устойчивых к коррозии. Без разницы, какой способ монтажа выбран, в конструкции панелей нельзя вносить самостоятельные изменения и сверлить лишние отверстия.
Владелец дома обязан следить за чистотой панелей. Накопление пыли, снега или птичьего помета снижает производительность системы на 10 процентов минимум.
Варианты соединения гелиобатарей
Солнечные батареи собираются из нескольких панелей. Для повышения производительности системы, которая выражается мощностью, напряжением и током, элементы соединяются по правилам физики.
Монтаж солнечных батарей допускает три схемы соединения панелей.
- параллельная;
- последовательная;
- смешанная.
Параллельно соединенные элементы подключаются через одинаковые контакты, образуя два общих пункта соединения проводов и их ответвлений.
Максимальный выходной ток при параллельной схеме прямо пропорционален количеству подключенных элементовВ рекомендованной нашей статье указаны принципы расчета количества.
Последовательность подключения предполагает соединение плюса первой панели с минусом второй, а остававшийся плюс второй панели и минус первой батареи – с контроллером, находящимся далее по схеме.
Это соединение обеспечивает прохождение электрического тока по единичному пути транспортировки энергии от источника к потребителю.
Серияльно-параллельные и комбинированные схемы применяют для соединения нескольких батарейных групп. Применение этих схем позволяет повысить как напряжение, так и силу тока на выходе.
В случае отказа какого-либо элемента системы другие звенья продолжают работу, что увеличивает её надёжность.
Сборка комбинированной схемы основана на параллельном соединении устройств в группах и последовательном подключении этих групп в общую цепь.
Собирая аккумулятор из различных типов соединений, можно получить желаемые характеристики. Важно, чтобы количество соединенных элементов обеспечивало рабочее напряжение, подаваемое к аккумулятору, большее напряжения самого аккумулятора с учетом его падения в зарядной цепи. аккумуляторовБатарея обеспечивала необходимую величину зарядного тока, а ток нагрузки был соответствующим.
Схема сборки солнечной электросистемы
Солнечные панели подключаются при помощи имеющихся внутри соединительных проводов толщиной 4 мм. 2Для выполнения данной задачи оптимально использовать одножильные медные провода с изоляцией, устойчивой к ультрафиолету.
При применении проводов с неустойчивой к ультрафиолетовому излучению изоляцией наружное крепление желательно проводить гофрорукавом.
Независимо от выбранной схемы перед подключением солнечных панелей Необходимо обязательно удостовериться в правильности электромонтажа.
При подключении панелей важно не превышать предельные значения тока и напряжения, установленные для остальных устройств. Следует руководствоваться рекомендациями производителя по техническим параметрам контроллера заряда и инвертора.
В качестве примера рассмотрим устройство самой обыкновенной солнечной электростанции и последовательность её построения.
Чтобы избежать поломки контроллераПри соединении компонентов системы нужно следовать определённому порядку.
Сборка ведется поэтапно.
- К контроллеру присоединяют аккумулятор, используя предназначенные для этого разъемы и обращая внимание на полярность.
- Солнечную батарею подключают к контроллеру, используя разъемы и сохраняя правильную полярность.
- К разъемам контроллера подключают нагрузку в 12 В.
- Для преобразования напряжения с 12 до 220 В используют инвертор, который подключают исключительно к аккумулятору, минуя контроллер.
- Электроприборы, работающие от напряжения 220 В, подключают к свободному выходу инвертора.
После подключения проверяют полярность и измеряют напряжение на панелях без нагрузки. Отклонение от заявленного параметра указывает на ошибку в подключении.
На последнем этапе солнечную батарею следует заземлить. Для уменьшения риска короткого замыкания на соединениях между аккумулятором, инвертором и контроллером устанавливают предохранители.
Солнечная энергия будет использоваться для питания маломощных бытовых устройств и подзарядки аккумуляторов мобильных гаджетов.
Информацией, представленной ниже, смогут воспользоваться желающие построить солнечную батарею самостоятельно. в следующей статье.
Подключение разнонаправленных элементов
Для сохранения эффективности работы системы монтаж солнечных батарей ведется по последовательной схеме: все панели единой цепи располагают под одинаковым углом на одной плоскости.
Размещение панелей в разных плоскостях может вызвать ситуацию, когда ближайшая или наиболее освещённая панель будет работать эффективнее, чем находящиеся на большем удалении.
Это означает, что ближняя панель произведет электричество, часть которого пойдёт на нагрев дальних панелей. Это происходит потому, что ток движется по пути наименьшего сопротивления. Для минимизации потерь для каждой панели лучше использовать отдельный контроллер.
Проблема может быть решена установкой отсекающих диодов между пластинами.
Снижение напряжения в контактах и проводах низковольтной части системы тоже играет заметную роль.
Пример тому — метраж кабеля с сечением 4 мм². 2 При токе 80А (напряжение 12В) показатель снижается на 3,19%, что эквивалентно 30,6 Вт. Скрутка может менять напряжение в диапазоне от 0,1 до 0,3 В.
Совмещение гелиоэнергии и стационарной сети
При использовании солнечной энергии совместно с централизованной сетью схема подключения отличается. Это связано с тем, что у частных потребителей отсутствует возможность передачи излишков энергии в сеть.
Такое воздействие способно вызывать скачки напряжения, продолжающиеся до одной секунды.
Схема указывает на то, что напряжение с гелиополя поступает сначала на аккумулятор, а затем уже к нагрузке.
При проектировании такого варианта монтажа следует учитывать два типа нагрузок.
- не резервируемая – свет в доме, бытовая техника и пр.;
- резервируемая — аварийный свет, холодильник, электрокотел.
Чем больше емкость аккумулятора, тем дольше резервные электроприборы работают без подключения к сети.
При выборе такого способа выработки электроэнергии для сети готовьтесь к необходимости получения разрешения в местных сетях.
Несмотря на то, что инверторы для солнечных батарей Местные энергосети генерируют напряжение, которое иногда превосходит качество сетевого напряжения от централизованных источников. Вместе с тем, местные энергосети не допускают работы счетчика электричества в обратном направлении.
В случае отсутствия напряжения в сети солнечные инверторы по схеме прекращают работу, а резервируемые нагрузки питаются от аккумуляторов.
Выводы и полезное видео по теме
Создатели представленного видеоролика рассказывают о собственном опыте и подробно объясняют процесс установки солнечных панелей.
Видео 1. Показана сборка и монтаж серийной системы.
Видео #2. Как правильно установить панели:
Соединение нескольких панелей с остальными деталями системы не представляет сложности. Однако новичку эта процедура может показаться трудной. В случае недостатка опыта в расчётах и монтаже лучше обратиться к квалифицированному мастеру.
Хотите поделиться опытом установки солнечной электростанции на даче или за городом? Может быть, у вас есть особые знания, которые не упоминаются в статье? Напишите свои комментарии, вопросы, мысли и фотографии ниже.