Как подключить солнечную батарею к аккумулятору

Порядок подключения контроллера солнечных панелей

В последнее время мы замечаем, что у владельцев большой и малой загородной недвижимости все большим интересом начинает пользоваться альтернативная энергетика и особенно получение электроэнергии с помощью солнечных панелей(солнечных батарей, фотоэлектрических модулей, ФСМ).

Это происходит из-за снижения цен на солнечные панели и ростом информированности людей о появляющихся возможностях. Но не смотря на снижающиеся цены, срок окупаемости систем солнечного (ветряного и т.п.) энергообеспечения при наличии подведенной электросети остается очень большим (10 и более лет с учетом амортизации аккумуляторов).

Если же электросеть отсутствует, то в летний период солнечное электричество может стать отличным способом обеспечения базовых потребностей — освещение, небольшой холодильник, насос и телевизор/радиоприемник. И все это по умеренной цене, сравнимой с ценой бензогенератора даже без учета расхода горючего и ресурса последнего.

Основными компонентами бюджетной системы солнечного электроснабжения являются:

Солнечная панель или батарея панелей, объединенных последовательно или параллельно;

Контроллер солнечных панелей — контроллер заряда АКБ от солнечных панелей;

Аккумулятор (АКБ) или батарея АКБ для накопления электроэнергии на случай пиковых нагрузок, ночное время и пасмурные периоды погоды;

Инвертор напряжения (или источник бесперебойного питания с внешними АКБ) для преобразования низковольтного постоянного напряжения в переменное 220 Вольт 50 Гц.**

Контроллером в бюджетной системе обычно является недорогое устройство производства КНР с тремя парами клемм, рассчитанное на батарею солнечных панелей мощностью 100–500 Ватт, с функцией MPPT или без и имеющее минимум настроек, в основном связанный с ночным освещением и MPPT. В данной статье мы приведем необходимое знание — порядок подключения компонентов системы*.

Схема соединения компонентов системы солнечного электроснабжения

Порядок подключения контроллера солнечных панелей:

В первую очередь к контроллеру подключается заряженный аккумулятор (батарея АКБ).

Это необходимо, чтобы контроллер правильно определил номинальное напряжение системы (обычно 12В или 24В). Толщину всех проводов необходимо выбирать исходя из номинального тока контроллера***;

Внимание! Неправильная полярность (+/-) может привести к выходу контроллера из строя;

Подключите к контроллеру солнечную панель, предварительно проверив полярность соединения.

Внимание! Неправильная полярность (+/-) может привести к выходу из строя компонентов системы & как панелей, так и самого контроллера;

Третья пара клемм предназначена только для низковольтного ночного освещения по расписанию! Подключение большой нагрузки к этим клеммам может вывести контроллер из строя, так как они рассчитаны на небольшой ток.

Ночное освещение (если установлено) включается контроллером автоматически после захода солнца и работает на напряжении АКБ. Многие контроллеры позволяют настроить время работы данного освещения после заката, а некоторые позволяют включать освещение на время перед восходом солнца;

Инвертор напряжения 12В → 220В (24В → 220В) или источник бесперебойного питания (ИБП) должен подключатся напрямую к АКБ.

При пиковых (пусковых) нагрузках аккумулятор является буфером, защищающим контроллер от повреждения, так как обычная свинцово-кислотная батарея она способна отдавать ток, десятикратно превышающий номинальную емкость;

Внимание! Неправильная полярность подключения (+/-) может привести к выходу инвертора из строя;

К инвертору напряжения (ИБП) подключается необходимая нагрузка, работающая от 220 Вольт. Пиковое потребление тока нагрузкой не должно превосходить возможности инвертора!

Выбор инверторов и ИБП напряжения достаточно велик, а цены невысоки. Необходимо лишь правильно подобрать инвертор под вашу нагрузку по значению пиковой мощности (перегрузочной способности) и форме сигнала напряжения («модифицированный» или «чистый» синус).

Если Вас заинтересовали системы солнечного электроснабжения, не стесняйтесь обратиться к нам за консультацией.

* Приведенная схема подключения соответствует большинству контроллеров производства КНР с тремя парами клемм. В любом случае перед подключением рекомендуется прочесть или просто изучить инструкцию к контроллеру. Соблюдайте правила безопасной работы с электричеством!

** Для оптимального накопления и сохранения солнечной электроэнергии в АКБ рекомендуется использовать инверторы со «спящим режимом» или линейно-интерактивные ИБП.

*** Обычно используется правило 1мм2 на 10 Ампер тока, но более толстые провода сделают систему более надежной и энергоэффективной.

Как подключить солнечную панель

В статье рассказываем, как подключить солнечную панель в доме и квартире. Благодаря нашим советам вы сможете без труда установить такой источник питания правильно. Солнечные батареи подойдут для обеспечения электроэнергией жилища в период аварийных и веерных отключений электричества в Украине. С помощью такого экологичного источника электроэнергии можно пережить зиму и холодные дни, не беспокоясь об отключениях света. Мы расскажем, как правильно подключить солнечную панель и где лучше ее установить для максимальной производительности.

Солнечные панели состоят из фотоэлектрических преобразователей, которые установлены на прочной плоскости с рамкой. Есть панели поликристаллические и монокристаллические, в изготовлении которых используется кристаллический кремний. В производстве аморфных панелей используется аморфный кремний. Лучшими вариантами по техническим параметрам и производительности считаются поликристаллические и монокристаллические панели. А аморфные не такие долговечные, но имеют более легкий вес и лучше работают при плохой освещенности.

Преимущества солнечных панелей:

• бесплатная электроэнергия;
• отсутствие перебоев со светом;
• экологичность;
• длительный срок службы;
• тихая работа;
• неприхотливость в обслуживании;
• компактные габариты.

Такие источники питания окупятся за 4-6 лет. А при постоянных перебоях с электроэнергией в Украине, связанных с войной, такие панели станут настоящим спасением. Даже небольшая панель способна обеспечить электричеством бытовые приборы: котел отопления, ноутбук, телевизор, роутер, светильники.

Как установить солнечные панели

Перед тем, как установить солнечные панели, нужно приобрести все составляющие солнечной электростанции:

• панели солнечные;
• аккумулятор, который будет накапливать энергию;
• инвертор;
• контроллеры;
• кабели.

Для подключения солнечной панели необходимы комплектующие для монтажа: крепления, профили, шурупы, опоры. Также некоторые производители предлагают уже готовые системы крепления солнечных панелей, которые различаются в зависимости от назначения и места, где будет размещаться конструкция.

Как установить солнечную батарею в частном доме

В частном доме монтаж панелей может осуществляться на крыше, стенах, земельном участке. Сначала выберите место, определите ориентацию и угол наклона. Для максимальной производительности лучше выбирать место, где батареи будут хорошо освещены целый день на протяжении всех четырех сезонов. Если планируете установку на крыше, удостоверьтесь в прочности конструкции.

Перед тем, как установить солнечные батареи в частном доме на участке земли необходимо осуществить монтаж специальных опор, стоек, каркаса.

Как и где установить солнечные панели в квартире

Как монтировать солнечные панели в многоквартирном доме? Лучшим местом для солнечных панелей будет крыша. Здесь можно разместить необходимое количество панелей, которые никому не будут мешать и впитают много ультрафиолета. Важно хорошо зафиксировать панели, чтобы при резких порывах ветра они не слетели с крыши. Прежде, чем устанавливать такие источники электроэнергии в многоквартирном доме, не лишним будет проконсультироваться с представителями ЖЭК или ОСМД, чтобы после монтажа не возникало проблем с этими структурами.

Если нет возможности установки на крыше, то можно разместить фотоэлементы на балконе, лоджии, внешней части здания или окнах. Причем на окнах можно размещать внутри и снаружи. Для установки на внутреннюю часть окна можно использовать специальные полупрозрачные гибкие модули, которые менее заметны с улицы. Но мощность таких образцов меньше остальных.

Как крепить солнечные панели

Подключать солнечную панель лучше в сухую и теплую погоду. Плоскость, на которой планируется размещение источников предварительно очищают от мусора. Далее необходимо выбрать угол наклона исходя из местности, где вы живете. Необходимо выставлять угол от земли, а не от плоскости, на которой будет производиться монтаж. Следующим идет этап разметки и установки опорных стоек.

На земле

При установке батарей на земельном участке используются алюминиевые или стальные опоры, которые вкапываются в землю или заливаются бетоном. На опоры устанавливают каркас, изготовленный из дерева и алюминия. Каркас для панелей монтируют на высоте не менее 1 метра над землей.

Чтобы правильно установить солнечные панели на земле, используют три варианта монтажа:

1. Винтовые металлические сваи подойдут для почвы средней прочности.
2. Железобетонные основания используются для установки систем на каменистых склонах.
3. А для песчаной местности лучше опоры батарей забетонировать раствором цемента.

Необходимо устанавливать панели на земле под углом 45° в южном направлении. Для удобства можно создать конструкцию, которая автоматически будет поворачиваться по направлению к солнцу на протяжении дня.

На крыше

Перед тем, как закрепить солнечную батарею на крыше необходимо определить тип кровли и создать соответствующую крышную конструкцию. Для создания такой системы, можно использовать анкеры или дюбели 6х65. На кронштейны устанавливаются оцинкованные профили и закрепляются алюминиевыми крепежами. Панели прикрепляют к профилям с помощью прижимов и саморезов на расстоянии 2 см.

На ровной крыше лучше устанавливать панели на треугольной системе, где расстояния между блоками будут примерно 1-1,2 метра. А на односкатной или многоскатной крыше панели устанавливают на каркасе с возможностью регулировки угла наклона. Солнечные батареи, которые могут затеняться оснащают оптимизаторами для автоматического определения продуктивности.

На балконе

Как подключить солнечные панели на балконе? Для монтажа на балконе или лоджии чаще всего используют поликристаллические панели, так как они хорошо показывают себя при работе в пасмурную погоду. Лучше, если балкон будет расположен с южной стороны для максимальной эффективности. Как крепить солнечные панели на балконе:

1. С наружной стороны балкона, если он не застеклен. Такая установка предусматривает небольшой угол наклона вверх (так панель сможет получить максимум света).
2. Для жителей последнего верхнего этажа лучшим вариантом будет установка панели на крыше балкона или лоджии.
3. Также можно устанавливать фотоэлементы на окнах с внутренней стороны. Правда, много панелей установить не получиться. Еще один минус такой установки – в комнате будет темнее, так как панель будет препятствовать проникновению солнечных лучей в комнату. При таком способе монтажа батарея будет защищена от ветра и влаги.

Для монтажа на балконе или лоджии используются готовые системы креплений или создаются вручную. Технически они представляют собой мини версию системы для установки солнечных панелей на крыше. Важно, чтобы батареи были надежно закреплены. А гибкие внутренние фотоэлементы могут приклеиваться к оконному стеклу с помощью специального клейкого слоя или двухстороннего скотча.

Как соединять солнечные панели при монтаже

Стоит помнить, что подключать солнечные панели сразу к аккумулятору нельзя, так как это может вызвать неконтролируемый поток энергии, чрезмерный расход энергии и перезарядку, что провоцирует преждевременный выход батарей из строя. Для корректного подключения используется контроллер заряда, который поддерживает баланс отдачи и приема энергии. К аккумулятору подсоединяют инвертор, который позволяет преобразовать полученную энергию в ток 220 В. Также для сокращения потерь можно использовать отсекающие диоды между панелями. Для подключения используются такие схемы:

• Параллельное подключение предусматривает соединение одноименных клемм. Такой способ гарантирует высокую производительность и безопасность.
• Последовательное подключение используется для повышения напряжения с фиксацией мощности на одном уровне.
• Смешанная схема подходит для создания единой сети из разных типов батарей. Панели соединяются параллельно, а группы панелей – последовательно.

Как запитать дом от солнечных батарей

Как подключить солнечную батарею? После того как все фотоэлементы подключены в единую сеть и надежно установлены на крыше, балконе или земельном участке, для корректной работы к фотоэлементам необходимо подсоединить еще инвертор и аккумулятор, а также проложить провода к светильникам и технике, которая будет подключаться. Аккумулятор обеспечит жилище бесперебойной подачей электроэнергии. Необходимо использовать модели закрытого типа. Чаще для такой системы выбирают свинцово-кислотные или гелевые аккумуляторы.

Инвертор служит преобразователем, который превращает напряжение, полученное с панели и АКБ, на 220 В для подключения домашней техники. Инвертор подключается при соблюдении полярности клеммами напрямую к панелям или через аккумулятор и контроллер.

Таких элементов достаточно для обустройства автономной солнечной станции. Ваше жилище будет обеспечено экологичной и бесплатной электроэнергией. А если есть желание поделиться электричеством, то необходимо обратиться в местный РЭС, заключить новый договор и установить двунаправленный электрический счетчик.

Как проверить солнечную батарею

Как проверить солнечную панель, чтобы удостовериться в работоспособности устройства. По визуальным признакам определить качество батарей можно, если сильно присмотреться к поверхности. Лучшими считаются модели с маркировкой А, А + и А ++. Такие панели не имеют видимых повреждений. А по всей поверхности одинаковый оттенок. Панели класса В и С имеют отличия в оттенке, царапины и участки без токопроводящих дорожек. Такой метод позволит определить, какой тип панели перед вами, чтобы не стать жертвой обмана недобросовестных продавцов.

Кроме того, проверить солнечную батарею на работоспособность и мощность можно с помощью мультиметра, подключив его к разъемам на панели.

Как заряжать солнечную батарею

Как заряжать солнечную батарею? Главное условие – обеспечение бесперебойного поступления ультрафиолета на поверхность панели. Чтобы максимально подзарядить фотоэлемент, необходимо очистить поверхность и убрать все предметы, которые могут затенять панель. Затем проверьте исправность контроллера заряда и включите его. Отслеживать процесс подзарядки можно с помощью индикатора питания. Если его нет, время подзарядки при ярком солнце составит примерно 30 минут.

Как зарядить солнечную батарею без солнца

Многие пользователи задаются вопросом, как зарядить солнечную батарею без солнца и возможно ли это. В любое время года и при любой погоде можно подзарядить солнечную батарею. В пасмурную погоду это может занять больше времени, но даже тогда ультрафиолет будет попадать на поверхность панели, тем самым подзаряжая ее. А чтобы улучшить эффективность работы такого источника энергии, можно использовать контроллер заряда МРРТ, который выравнивает силу тока, напряжения и выдает оптимальное соотношение.

Кроме того, можно подзаряжать сам аккумулятор автономной системы солнечных батарей от сети 220 В.

Как чистить солнечные батареи

Многие задаются вопросом, как чистить солнечные батареи. Уход за такими источниками энергии не доставит много хлопот. Поверхность батарей, расположенных под большим наклоном, самоочищается. Снег, листья и вода самостоятельно падают вниз. Если панели расположены более горизонтально, то периодически необходимо проверять не накопился ли мусор на их поверхности, чтобы эффективность не снижалась. Панели можно мыть водой из шланга, чистить щеткой с мягким ворсом, протирать тряпкой и средством для мытья стекол или убирать мусор с помощью воздуходувки. Выполняя уборку на высоте, не забудьте о безопасности: наденьте обувь с нескользящей подошвой, используйте надежную лестницу и страховку.

Теперь вы знаете, как подключить солнечные панели и запитать дом от солнечных батарей, где лучше и как правильно устанавливать такие источники электроэнергии. У нас на сайте Stylus.ua можно выбрать подходящее оборудование для вашей солнечной электростанции. А также подписывайтесь на нашу рассылку и Телеграм-канал, чтобы не пропустить интересные новости.

Автор: Татьяна Сулима, копирайтер Stylus

• Как выбрать зарядную станцию для дома: ТОП-9 лучших портативных павер-станций
• Как экономить электричество: 10 советов
• Starlink — как подключить к iPhone и телефону на Android
• Как работает солнечная батарея

Инструкция по установке солнечных батарей

Как установить?

Какие выбрать панели?

В настоящее время на российском рынке альтернативной энергетики чаще встречаются два типа солнечных батарей: монокристаллические и поликристаллические. Монокристаллические батареи отличаются большей эффективностью преобразования солнечной энергии в электрическую, чем поликристаллические батареи. При этом их стоимость также выше, чем стоимость поликристаллических батарей. Это обусловлено более сложным и дорогостоящим процессом производства.

Читайте также:

Еще один немаловажный вопрос, который встает при выборе солнечных батарей — это производитель. Конечно, больше всего солнечных батарей производится в Китае. Есть также батареи европейского и российского производства. Китайские батареи, по большей части значительно дешевле своих европейских и российских аналогов, но при этом среди них чаще встречаются некачественные экземпляры. Несмотря на это, мы остановили свой выбор на солнечных батареях китайской компании Suoyang. Они зарекомендовали себя, как качественный продукт за достаточно приемлемую цену, в чем наши инженеры смогли убедиться лично, побывав на производстве Suoyang к Китае.

Если вы определились с типом солнечных батарей и их производителем, то теперь надо правильно рассчитать необходимую для ваших нужд мощность солнечных модулей. Здесь все подробно описано. Зная требуемую мощность солнечных батарей, легко определить необходимое их количество.

Как установить?

Начнем с выбора места. Солнечные батареи можно установить практически в любом месте на крыше загородного дома, на участке рядом с домом и даже на балконе многоквартирного дома. Главное, чтобы были соблюдены основные условия для получения максимальной выработки электроэнергии. Это угол наклона относительно горизонта и ориентация.

Светопоглощающая поверхность солнечных батарей должна быть направлена на юг. Идеальные условия соблюдаются, если солнечные лучи падают на поверхность солнечной батареи под углом 90 о как можно дольше. Подберите оптимальный угол наклона для вашего региона, с учетом времени года, в котором прогнозируется максимальное потребление электроэнергии. Для каждого региона оптимальный угол наклона определяется отдельно. Например, для московского региона оптимальный угол наклона в летний период 15 o -20 о , а в зимний период 60 o -70 o . Для максимально эффективного использования солнечных батарей рекомендуется минимум два раза в год менять угол наклона.

При последовательном подключении, во избежание снижения эффективности, все панели в цепочке должны располагаться на одной плоскости, под одним углом.

Если вы решили установить солнечные батареи не на крыше, а на участке около вашего дома, не забудьте приподнять их от поверхности земли минимум на 50 см (на случай, если зимой выпадет много снега).

Солнечные батареи и тень

Даже небольшая тень негативно сказывается на выработке электричества солнечными батареями. Поэтому массив солнечных батарей рекомендуется размещать в местах не подверженных затененью. На протяжении года, тень меняет свое положение, учтите это при установке. Старайтесь не закрывать солнечные панели дополнительным стеклом, это снижает КПД панели приблизительно на 30%, даже при видимой прозрачности стекла.

Рис. 1. Световое отражение

Вентиляция солнечных батарей

Не устанавливайте нижнюю сторону солнечных батарей вплотную, между панелью и установочной плоскостью должно быть расстояние для циркуляции воздуха. При должной вентиляции нижней поверхности солнечных батарей обеспечивается рассеивание излишнего тепла, которое негативно сказывается на эффективности панелей.

Крепление солнечных батарей

В целях выполнения надежного крепления, солнечные батареи должны быть закреплены, по крайней мере, в четырех точках. Алюминиевая рама крепления рассчитана на крепление по длинной стороне, не следует использовать для крепления короткую сторону.

Рис. 2. Крепление солнечных батарей

Существует несколько способов и крепления солнечных батарей, основные из них: при помощи прижимных фиксаторов и при помощи болтового соединения через отверстия на нижней части рамки. Для крепления используйте только специально предусмотренные отверстия в раме панели. Гарантия на солнечные батареи прекращается в случае сверления дополнительных; отверстий, а также внесения изменений в конструкцию. Для крепления солнечных батарей используйте прочный крепеж из коррозионностойких материалов.

Подключение солнечных батарей

Встроенные соединительные провода устойчивы к ультрафиолетовому излучению. Сечение провода составляет 4 мм 2 . Для герметичного подключения на концах проводов предусмотрены разъемы стандарта MC4.

Рис. 3. Разъемы стандарта МС4

Всегда перед подключением солнечных батарей в систему проверяйте правильность электромонтажа. Проверьте полярность и измерьте напряжение холостого хода массива солнечных батарей, если оно отличается от паспортного значения — есть неправильное соединение.

При подключении солнечных батарей не превышайте технические требования других устройств по максимальному напряжению и допустимому току. Придерживайтесь технических требований производителей инвертора и контроллера заряда.

Не вскрывайте распаячную коробку солнечной батареи. Панели имеют все необходимые провода и соединительные разъемы для подключения к системе.

Для подключения рекомендуется использовать только одножильные медные провода с сечением в зависимости от тока и длины провода, но не менее 4 мм 2 . Изоляция провода должна быть устойчива к ультрафиолетовому излучению. Если используется провод не устойчивый к ультрафиолетовому излучению, то обязательно прокладывайте его в гофре, предназначенной для наружной прокладки. Старайтесь, чтобы провода не попадали под прямые солнечные лучи. Для подключения солнечных батарей используйте только специальные коннекторы стандарта MC4. Соединение провода и коннектора осуществляется с помощью специального обжимного инструмента или пайки.

Как собрать небольшую солнечную электростанцию

Для того чтобы собрать небольшую солнечную электростанцию, вам понадобятся:

1. Солнечная батарея;
2. Контроллер заряда;
3. Аккумулятор (желательно герметичный, если вы планируете установить его в помещении);
4. Инвертор для преобразования электрического напряжения 12В в 220В;
5. Предохранители для защиты от короткого замыкания (желательно);
6. Комплект коннекторов МС4 для подключения солнечной батареи к контроллеру.

Ниже представлена схема небольшой солнечной электростанции:

Рис. 4. Схема солнечной электростанции

1. Подключите аккумулятор к контроллеру в соответствующие разъемы, соблюдая полярность. Для подключения используйте провода с сечением соответствующим мощности контроллера.
2. Подключите солнечную батарею к контроллеру в соответствующие разъемы, также соблюдая полярность. Для безопасного подключения используйте коннекторы MC4.
3. К соответствующим разъемам контроллера подключите нагрузку 12В.
4. Если есть необходимость преобразовывать электрическое напряжение 12В в 220В, подключите к аккумулятору инвертор, соблюдая полярность. Не подключайте инвертор напрямую к контроллеру!
5. К выходу инвертора подключите электрические приборы 220В.

Соблюдайте последовательность подключения элементов солнечной электростанции, чтобы избежать поломки контроллера. Заземлите солнечную батарею и установите предохранители, на соединения между контроллером и аккумулятором, а также между аккумулятором и инвертором во избежание короткого замыкания.

Как подключить солнечную панель: варианты схем подключения

Установка из солнечных батарей будет работать эффективно и быстрее окупит себя, если знать, как правильно сделать монтаж и ответственно подойти к процессу установки всех элементов этого сложного оборудования. Разберем подробно как подключить солнечную панель, варианты сборок, подбор составляющих, основные правила.

Назначение и преимущества солнечных станций

Функция СЭС состоит в том, чтобы аккумулировать энергию солнца, пропускать их через контроллеры и преобразователь для получения электрической энергии. Полученная электроэнергия подается на АКБ либо напрямую в потребительские сети 220 V или 380 V.

Выгода таких установок в полной автономности и автоматичности. Лишнее электричество можно реализовывать другим потребителям. При этом надо учитывать такие негативные факторы как зависимость от погоды и необходимости найти место для солнечной батареи, без затенения.

• На заметку. Оснащение для сборки моно/поликристаллических солнечных панелей не из дешевых. Следует грамотно подойти к подбору и сбору всех составляющих системы, чтобы они окупились в наименьшие сроки.

Основные функциональные части СЭС

Чтобы разобраться, как подключить солнечную панель, нужно знать назначение основных элементов конструкции:

• Собственно сами фотоэлементы, притягивающие и концентрирующие энергию солнечного света. Поверхность панелей из поликристаллического кремния обычно покрывается антирефлексионным слоем, который увеличивает эффективность поглощения солнечного света. В качестве защитного покрытия могут выступать темперированное стекло или специальный полимерный материал.
• Инвертор. Однофазные или трехфазные преобразователи формируют переменный ток 220/380 V. Для обеспечения стабильности СЭС рекомендуется оснащать солнечные батареи преобразователями с хорошим запасом номинала в 25-30%.
• Контроллер. В случае перезарядки АКБ электронный модуль дает команду на прерывание процесса зарядки. Учитывая степень разряда, контроллер заряда солнечной батареи регулирует и устанавливает нужный уровень электротока.
• Аккумуляторы. Необходимые компоненты для накопления и расходования электроэнергии.
• Предохранители. Устанавливаются между панелями и их секциями для исключения риска КЗ.
• Коннекторы. Выглядят как пара разъемов в изолированном корпусе или разветвленный аксессуар аналогичной конструкции. Востребованный для солнечных аккумуляторных батарей стандарт коннекторов — MC4.

Конструктивные особенности панелей

Конструктивно солнечная батарея представляет собой блок из разного количества модулей, которые объединяют в себе полупроводниковые фотоэлементы.

Солнечная панель (поли или монокристалл) включает следующие слои:

• кремниевый гелиоэлемент, непосредственно взаимодействующий с УФ лучами;
• герметизирующее покрытие;
• покрытие от механических нагрузок (например, ударов града, ветки дерева), может быть выполнено из специального стекла или прозрачного пластика.

Слои и состав материалов могут различаться. Электронный блок управления чаще всего вмонтирован в корпус преобразователей, ИБП.

Как подключить солнечную панель?

Этапы сборки стандартной электрической станции, работающей от солнца:

• Соединяют электронные модули управления с аккумуляторами, тем самым проверяя их работоспособность.
• Устанавливают первый фотоэлемент.
• Монтируют аккумулятор с преобразователем.
• Делают электропроводку, ведущую к потребителям.

Следует проверить все элементы системы на соответствие технических параметров между собой и только потом начинать сборку. Если пропустить этот этап, дорогостоящее оборудование может сломаться.

Контроллер и АКБ

Аккумуляторы рекомендуется подсоединять к солнечным панелям через управляющий модуль, который будет регулировать зарядку/разрядку, отдавать команды на автоматическое включение/выключение.

Схема подключения контроллера заряда солнечной батареи выглядит следующим образом

• аккумулятор +контроллер;
• контроллер+солнечные батареи;
• аккумулятор + инвертор.

Есть и другие способы подключения. Указанный выше относится к оптимальным. Аккумулятор сохраняет нерастраченную электроэнергию, при необходимости раздает ее к электроприборам.

Солнечные батареи без использования прибора для контроля заряда АКБ

Упрощенную систему монтажа без контроллера заряда солнечной батареи применяют, когда ток, поступающих от фотоэлементов не сможет создать перезаряд АКБ, например:

• станцию планируется эксплуатировать в малосолнечных регионах.
• в зонах с низким солнцестоянием;
• при использовании фотоэлектрических панелей небольшой мощности.

Защитный предохранитель устанавливают максимально близко к АКБ. Это поможет уберечь аккумулятор от КЗ. На целостности фотоэлементов короткое замыкание не отразится, есть опасность перегрева и плавления проводов, и как следствие, пожара.

Важно. Получение энергии без использования электронного контролирующего модуля блока опасно, так как следствием является превышение расхода электричества и чрезмерная зарядка. Увеличивается скорость износа и снижается работоспособность АКБ.

Монтаж СБ, аккумуляторов, контроллера

АКБ обычно входит в комплект СЭС или приобретается дополнительно согласно нужным параметрам. Количество аккумуляторов не ограничено. Если установить блок солнечных батарей, в доме появится существенный резерв энергии. Это пригодится в том случае, если приходится интенсивно пользоваться электричеством после захода солнца. Чтобы снизить риски возможных неполадок, АКБ с идентичными техпараметрами подключают последовательно.

Разберем схематично, как подключить солнечную панель к аккумулятору и соединить с электронным блоком управления:

• Определить на проводах плюсы и минусы, проверить клеммы. Как правило, все контакты должны быть помечены производителем изделия графическими метками.
• Выполнить подключение к электрическим контактам АКБ и батарей, зафиксировать зажимы.
• Если все сделано как надо, на табло контроллера заряда солнечной батареи высветятся показатели нагрузки, напряжения, рабочее состояние аккумуляторов.

Бюджетный контролирующий модуль имеет базовые программные установки и три пары клемм. Предназначен для обслуживания гелиосистем на 150 Вт. Когда панелей больше двух, целесообразно использовать управляющих устройств.

Поэтапное подключение

Теперь рассмотрим пошагово, как подключить солнечную панель к контроллеру и другим деталям системы:

• Выполнить коннект АКБ и управляющего устройства с помощью кабелей, с соблюдением полярности. При этом контроллер распознает напряжение в сети (стандарт 12V, 24 V).
• Подключить вторую пару контактов к фотоэлектрическим модулям.
• Подключить третью пару клемм, предназначенных для отвода к розеткам с низковольтным питанием (12, 24 В).

Одновременно можно настроить автоматическое ночное освещение или включение/выключение по таймеру низковольтного оборудования. Оборудование с энергопотреблением 220 В подключается через устройство для преобразования постоянного тока в переменный.

Управляющий модуль беспрерывно выполняет мониторирование батареи. При увеличенных нагрузках выполняет роль буфера, защищая оборудование от перегруза.

Подключение управляющего устройства к панелям

Наибольшее распространение имеют поликристаллические солнечные панели, которые обычно меньше подвержены влиянию температуры, чем монокристаллические варианты. Сравнительно недорогое оборудование чаще всего приобретают для загородных домов. Недостатком такого типа панелей является бОльшая площадь для генерации энергии, чем для монокристаллов. Последние лучше себя показывают в условиях низкой освещенности. Перед тем как подключить солнечную панель к контроллеру, оборудование проверяют на целостность, снимают упаковку.

Элементы на поликристаллах идут на 12 V. Этому техпараметру должен соответствовать и контроллер заряда солнечной батареи. Когда диапазон на 24V и выше, пара подбирается соответственно. Контролирующий модуль без вмешательства человека отключит батарею при достижении нужного заряда.

К каждой модели прилагается инструкция. Техдокументацию нужно тщательно изучить. Обычно производители предлагают инструкцию на русском, с подробными чертежами, которые наглядно объясняют схему подключения.

Фиксируют проводку клеммными зажимами. Подсоединение выполняют со строгим соблюдением полярности, смотрят на заводские бирки и знаки. Для подключения провода оснащены специальными контактными разъемами.

Когда требуется подсоединить сразу несколько панелей, применяют схему Parallel circuit. В ход пойдут несколько кабелей и клемм, а также разветвитель. Таким образом можно установить два и более контролирующих устройств.

Как подключить солнечную панель к инвертору?

На электронном модуле предусмотрен механический зажим для подключения кабелей низковольтных сетей (12V, 24V). Инвертор для этой линии не требуется. Бывают ситуации, когда СБ используются исключительно для подобных приборов.

Для линии 220 V или 380 V нужен инвертор, который формирует переменную величину тока как у традиционной домашней электросети. Таким образом, в доме появится возможность автономно запитывать электрооборудование без центральной электросети.

Солнечная электростанция обычно комплектуется инверторами или нужно докупить его отдельно.

Разберем, как подключить солнечную панель пошагово:

• сверка всех комплектующих с заявленным в техдокументации перечнем;
• изучение инструкции по монтажу и эксплуатации;
• подключение преобразователя к АКБ.

Используются два электропровода («+» и «–»), которые фиксируются с помощью зажимов с завинчивающимися крышечками.

Способы соединения фотоэлементов

Когда фотоэлемент единственный, существует только один способ подсоединения к системе. Когда нужно монтировать несколько секций стыковка панелей выполняется разными способами, зависит от модификации:

• Параллельная схема соединения панелей через идентичные по полярности зажимы. На выходе электричество 12 V.
• Последовательный контур от плюса одной панели к минусу следующей. Оставшиеся выходы идут на управляющий модуль. На выходе электричество 24 V.

Лучше всего на практике показывает себя комбинированная, последовательно-параллельная схема соединения. Группы между собой соединяют последовательно, фотоэлементы — параллельно.

Подбор по параметрам элементов СЭС

Все части гелиосистемы должны совпадать по своим техническим параметрам. Этот момент нужно проконтролировать, когда комплект СЭС собирается самостоятельно.

Особенно важно правильно подобрать модуль управления зарядом батареи.

Мощность панелей

Техпараметры солнечных панелей подбирают по следующим направлениям:

• На соответствие рабочему напряжению.
• На совместимость с напряжением открытого контура.

Элемент должен выдерживать максимальную силу входного тока от солнечных батарей. Данное значение можно вычислить, если знать номинал предохранителя контроллера и рассчитать ток КЗ панелей всего контура. Если не учитывать и неправильно рассчитать номинальную мощность, без предохранителя оборудование перегорит.

Как правило, производители солнечной панели предусматривают защиту от перегруза до 20 % до 15 минут.

Напряжение солнечных модулей и АКБ

Выпускают модификации гелиосистем на 12 V или 24 V, а также универсальные варианты с автопереключателем. Чтобы получить более мощные системы устанавливают параллельные контуры из нескольких панелей и аккумуляторов.

Для удобства монтажа мощной СЭС контроллеры работающие по принципу зарядки ШИМ выпускают под предельное значение рабочего напряжения кратно 12 В: на 36, 48, 60 В. Это позволяет соединять модули последовательно.

Контроллеры типа МРРТ с управляемым импульсным преобразователем характеризуются высоковольтным входом от солнечных батарей: 50 В и более 1000 В.

Максимальная сила тока зарядки

В модификации ШИМ модуля макс. входной ток от панелей переходит в зарядный ток АКБ. В моделях технологии МРРТ входной и выходной электроток для заряда АКБ различаются или равны, когда номинал напряжения модулей идентичен номиналу аккумуляторов.

Для продуктивной работы солнечных панелей показатели первой должны превышать вторую в 2-3 раза. Когда превышение в 1,5 раза или более чем в 3 раза, КПД страдает катастрофически. Изделие МРРТ нужно выбирать по наибольшему показателю заряда аккумуляторных батарей.

Количество АКБ и нагрузка на контроллер

Максимальная мощность на выходе электронного модуля управления учитываются и со стороны АКБ. Комплект аккумуляторов должен соответствовать управляющему модулю и покрывать ожидаемый расход электроэнергии. Если блок батарей не будет успевать зарядиться в течение светового дня, постоянная нагрузка приведет к еще большей разрядке. В итоге панели быстро изнашиваются и выходят из строя.

Тип АКБ

Разные модели АКБ имеют свои программы зарядки и алгоритмы работы. Контроллер настраивает напряжение и контролирует силу тока в рамках указанного диапазона. Наибольшее распространение имеют управляющие устройства с широтно-импульсной модуляцией, когда параметры несущего импульса изменяются при помощи модулирующего сигнала. Более дорогостоящие MPPT модели определяют точки максимума по мощности с ориентировкой на производительность панелей.

Управляющее устройство нужно выбирать с программным обеспечением под конкретный тип АКБ. В бюджетных моделях контроллеров заложены одна или две программы для свинцово-кислотных, негерметичных, герметичных гелевых или свинцово-кислотных аккумуляторов.

Аккумуляторные батареи размещают внутри помещения, в сухом месте, где поддерживается температура окружающего воздуха +10. +25 градусов. Это значительно продлевает срок эксплуатации АКБ, уменьшает потери электричества.

Параметры инвертора

Электрические преобразователи подбирают в зависимости от типа станций:

• Сетевые. Синхронные модели on-grid используют при подключении к центральной электросети. Станция работает автономно или совместно с сетью от Энергосбыта. ЭБУ настраивают забор электричества из центральной сети, если модули не выдают достаточного количества. Накапливают электроэнергию в батареях. Направляют излишки энергии от панелей в центральную электросеть. При неполадках в сети прибор автоматически отключается.
• Независимые. Инверторы off-grid предназначены для полностью автономных СЭС. Дом не подключен к внешним электросетям и питается полностью от солнечных панелей. Бывают одно и трехфазными, выдают постоянные токи 12, 24, 48, 96 В и выше. Мощность в границах 100 – 8000 Вт. Приборы off-grid считаются частью замкнутой фотоэлектрической системы и не взаимодействуют с внешней электрической сетью.
• Универсальные. Гибридная модель hybrid с рабочими параметрами для аккумуляторно-сетевой СЭС. Это наилучший вариант генератора периодического напряжения. Электронергии достаточно для функционирования домашней бытовой техники, лишний ток концентрируется в аккумуляторах. Ночью они отдают заряд электроприборам. Когда нагрузка слишком большая модули отдают электричество в центральную сеть для реализации другим потребителям. И наоборот, возможен забор энергии из сети.

Гибридный преобразователь сочетает свойства автономного и сетевого инвертора, обладает достаточным количеством настроек. Это наилучший проект для обустройства солнечной станции в загородном доме, но и довольно дорогостоящий.

Отдельные модели преобразователей могут быть укомплектованы зарядными устройствами. Даже если выйдет со строя один инвертор, система продолжит работу без аварийного перерыва.

Сколько инверторов необходимо ставить?

При правильном подборе мощности на одну солнечную батарею достаточно одного прибора. При большом числе панелей рекомендуется устанавливать инвертор на все линии по отдельности. Нестабильная ветка, расположенная на менее освещаемой стороне крыши, не будет оказывать негативного влияния КПД всей системы. Хорошо показывают себя модели для нескольких отдельных MPPT входов (2– 4 и больше).

На заметку. При расчете количества инверторов можно отталкиваться от следующего соотношения: один приходится на каждые 5 кВт, генерируемых солнечными панелями.

Электрические кабели

Мало знать, как правильно подключить солнечные панели, нужно использовать для этого подходящие провода. Подключение панелей к главным компонентам системы и соединение их между собой выполняется с помощью кабеля сечением от 4 мм. Ниже стандартного минимума использовать кабели не рекомендуется. Можно использовать 2.5 мм для монтажа одного модуля малой мощности. Более толстый кабель позволит снизить сопротивление, и соответственно уменьшить электропотери.

Провод должен иметь надежную изоляцию, быть устойчивым к ультрафиолетовому излучению и оставаться работоспособным при температурах –30. +120 градусов.

Итоги

Солнечные батареи требуют грамотного монтажа. Любое отклонение от нормы приведет к падению результативности работы СЭС. Важен не только выставленный угол панелей, но и соответствие характеристикам контроллера заряда солнечной батареи, преобразователей. Необходимо правильно подобрать по мощности аккумуляторы, необходимое количество солнечных панелей, набор проводов для быстрого подключения. Преимущество готовой для монтажа системы заключается в изначальном соответствии параметров оборудования и полной комплектации. Очень многое зависит и от качества солнечных фотоэлементов. Чем эффективнее они впитывают ультрафиолет, тем лучше будет работать вся система и потребитель получит большее количество энергии.