Смешанное соединение солнечных панелей

Как соединить солнечные батареи: последовательно или параллельно?

Наши сотрудники регулярно предоставляют консультации на предмет установки солнечных электростанций различных типов, а также компания Best Energy предоставляет полный комплекс услуг для установки солнечной электростанции «под ключ». Реже бывает применение автономной системы электроснабжения на основе солнечных батарей для автомобильного транспорта и недавно к нашим специалистам поступил интересный вопрос о том, как правильно соединить две солнечные батареи разной мощности: последовательно или параллельно? Ответ на этот вопрос было принято решение опубликовать на сайте в разделе поддержки по продукции альтернативных источников энергии, доработав его в полноценный формат статьи.

Схемы соединения солнечных батарей

Всего существует три схемы соединения солнечных панелей, которые могут применяться: параллельное, последовательное и параллельно-последовательное. В зависимости от мощности солнечной электростанции и напряжения постоянного тока может применяться одна из выбранных схем. Остановимся подробнее на каждой и опишем принцип работы.

Параллельное соединение солнечных панелей

Данная схема подходит для тех случаев, когда необходимо оставить напряжение на одном уровне, но повысить мощность солнечного PV-массива. Приведем пример на двух солнечных панелях мощность 100В с напряжением 12В. Соединение происходит путем подключения положительных соединений в одну группу, а отрицательных выводов – во вторую группу. Такими образом, напряжение остается прежним 12В, а мощность возрастает до 200 Вт.

Рисунок 1. Параллельное соединение солнечных панелей (12В 200Вт).

Последовательное соединение солнечных панелей

Последовательное соединение применяется в тех ситуациях, когда необходимо поднять уровень напряжения, но зафиксировать мощность на одном уровне. На схеме отражено соединение двух солнечных панелей мощностью 100Вт с напряжением 12В, когда в итоге получаем солнечный PV-массив 24В 100Вт.

Рисунок 2. Последовательное соединение солнечных панелей (24В 100Вт).

Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей

Более сложной схемой соединения солнечных батарей будет параллельно-последовательный тип. Зачастую подобная схема применяется для относительно мощных солнечных массивов. Применение этой схемы дает возможность как поднять номинальное напряжение соединенных панелей, так и увеличить мощность. На примере показано, как можно соединить четыре панели с напряжением 12В и мощностью 100Вт. После соединения получаем солнечный PV-массив с напряжением 24В и мощностью 200Вт.

Рисунок 3. Параллельно-последовательное соединение солнечных панелей (24В 200Вт).

Соединение солнечных батарей разной мощности

Когда требуется соединить вместе солнечные батареи разной мощности, то может применяться две вышеописанные схемы: параллельная и последовательная. Однако необходимо учитывать возможности применяемого MPPT-контроллера. Так, чтобы подключить батареи параллельно, максимальный выходной ток должен соответствовать току MPPT-контроллера и наоборот, для соединения разных по мощности солнечных модулей последовательно, MPPT-контроллер обязательно должен иметь более высокое рабочее напряжение, чем сумма напряжения холостого хода двух модулей.

Рисунок 4. Параллельное и последовательной соединение солнечных панелей разной мощности.

Как видно по приведенным расчетам, производительность выше на 5,5% при последовательном соединении. Рекомендуем использовать этот вариант.

Внимание! Соединение солнечных батарей разной мощности несколько снижает производительность MPPT-контроллера и делает болеет трудным поиск точки максимальной мощности, но такая система также будет нормально работать при необходимости.

Заключение

Сегодня было рассмотрено то, как правильно и эффективно соединять фотоэлектрические панели. Но если остались вопросы, наши специалисты по альтернативной энергетике проведут необходимые консультации.

Также ранее мы писали о том, как правильно соединять аккумуляторные батареи и какие это несет преимущества в зависимости от применяемой схемы соединения: параллельной, последовательной и параллельно-последовательной.

Источник

Как соединить солнечные батареи.

Взвесив все положительные и отрицательные моменты использования альтернативных источников энергии, и выбрав использование последних в качестве основного поставщика электрического тока к потребляющим электроприборам, можно приступать к установке модулей на их будущее место работы: то есть балкон или крышу своего дома. Казалось бы, что может быть проще, но возникает вполне логичный вопрос – как соединить солнечные батареи так, чтобы максимально и, по возможности, без потерь использовать возможности солнечных модулей.

Значение школьного курса физики.

Любая схема подключения солнечных батарей не должна вызвать никакого труда, даже у человека, который никогда не занимался электрикой в своем доме. Где-то в том, что любая из возможных схем, обеспечивающая соединение солнечных модулей, знакома каждому бывшему школьнику. Заинтересовали инвекторы? смотрите по ссылке http://huawei.energy/products/network_inverters/

Вспоминая обязательную школьную программу по физике, можно отметить, что возможны три варианта соединения:

• параллельное,
• последовательное,
• смешанное, или как его еще называют последовательно-параллельное.

Название каждого соединения возвращает в прошлое на уроки физики. Даже если не получается вспомнить точное определение каждому из указанных терминов, почти все смогут нарисовать или хотя бы своими словами объяснить основные отличия той или иной схемы подключения.

Схема соединения солнечных источников энергии подчиняется все тем же законам школьной физики. Казалось бы, солнечные батареи – высокотехнологичный агрегат, еще недавно бывший основой для написания фантастических произведений, должен подключаться также непонятно, как и сам процесс фотосинтеза, происходящий в панелях, но это далеко не так.

Параллельное соединение солнечных панелей обеспечивает такое подключение моделей, при котором все элементы имеют два общих узла схождения или разветвления проводников. То есть, в каком бы месте и последовательности не происходило соединение выводов солнечных батарей, все минусовые и плюсовые клеммы сойдутся в двух основных точках: соответственно плюс и минус.

Последовательное соединение солнечных модулей дает возможность соединить элементы таким образом, чтобы для протекания электрического тока остался единственно возможный путь, по которому и будет происходить передача энергоносителя от источника к потребителю. Схема выглядит как цепочка нескольких солнечных батарей, соединенных через один проводник таким образом, чтобы выходной конец одной батареи соединялся с входной клеммой другой, и так от первой до последней панели.

Смешанная схема соединения позволяет соединять солнечные батареи одновременно двумя способами. При таком совмещении вариантов некоторые панели формируются в отдельные блоки, имеющие параллельное соединение, а затем эти блоки соединяются между собой последовательно или наоборот.

Отличия в работе модулей соединенных разными схемами.

Каждая схема подключения солнечных батарей обеспечивает их бесперебойную работу. Но есть интересные особенности, которые помогут более разумно распорядиться не только самой солнечной электроэнергией, но и сэкономить на отдельных составных элементах всей цепочки автономного электропитания.

На практике это выглядит следующим образом. К примеру, необходимая мощность солнечных батарей – 360 Вт. Для набора этой мощности, помимо самих солнечных панелей, можно приобрести пару инверторов напряжением 12 В и мощностью 180 Вт. Соединив эти приборы с помощью параллельного соединения можно выйти на заданную мощность.

Конечно, 360 Вт крайне не достаточно для обеспечения жилой площади достаточным количеством электричества. Поэтому применяются несколько инверторов необходимой мощности.

Но следует помнить, что повышение мощности приведет к увеличению нагрузки на проводящие элементы.

Все это пагубно сказывается на пожарной безопасности, так как неверно рассчитанное сечение провода может привести к плачевным последствиям. Именно поэтому необходимо перед установкой нужны теоретические расчеты о количестве инверторов и их мощности.

Что касается последовательно соединенных солнечных батарей, то тут экономическая составляющая заключается в том, что один инвертор на 24 В, стоит дороже чем два по 12 В. Но установив последние инверторы параллельно, невозможно добиться схемы с напряжением 24 В или 36 В. Зато при последовательной конфигурации можно использовать несколько относительно дешёвых модулей по 12 В.

По такому же принципу выполняется соединение всех элементов солнечных батарей, начиная от самих панелей и заканчивая накопителями, то есть аккумуляторами.

В настоящее время существует множество поставщиков составляющих электросетей для сборки солнечных модулей. Достаточно широкий спектр поможет найти необходимые элементы, которые могут работать по любой из описанных схем.

Стоит ли вспоминать законы электричества.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что нет ничего сложного в процессе соединения нескольких солнечных моделей и всех их составных элементов в единую рабочую сеть. Все довольно понятно и давно изучено в школьной программе. Но это только в теории. На практике при подключении батарей и при выборе тех или иных компонентов обязательно возникнут множество проблем и сомнений.

Для человека, который не собирает каждый день электрические схемы, весь процесс будет затруднительным. Поэтому перед тем как определиться с выбором схемы подключения и списком составных частей, самым полезным будет обратиться к специалисту, владеющему электрическими навыками, а лучше проконсультироваться в компании по установке солнечных модулей.

Наилучшим вариантом, при отсутствии навыков монтажа и опыта в расчетах, будет воспользоваться не только помощью в теоретических расчетах, но и полным спектром услуг по монтажу панелей в необходимое место и полным подключением электропакета. Это поможет избежать банальных ошибок в теории и на практике.

Источник

Солнечные панели – параллельное, последовательное или последовательно-параллельное соединение?

Приобретая солнечный инвертор нужно обратить внимание на его входные характеристики, а именно номинальное входное напряжение DC (вольт) и максимальный ток А (Ампер), которые и прописывают нам – как будут подключены солнечные батареи: параллельно, последовательно или последовательно-параллельно.

ЗНАЙТЕ – при параллельном или последовательном подключении солнечных батарей, на выходе вы получите одинаковую мощность! Т.е. при правильном расчете сечения кабеля, а он разный для этих подключений – результат будет равен.

Теперь по пунктам:

Параллельное подключение солнечных панелей – дает нам низкое напряжение (равное напряжению одной панели) и большой ток. Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8 ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим 2 панели параллельно, то получим, те же 24 вольта, но уже 16 ампер.

Низкое напряжение (вольт) и высокий ток (ампер) очень требовательны к сечению кабеля (толщина жилы кабеля), поэтому здесь нужно очень точно просчитать и приобрести нужную длину и сечение кабеля, для передачи энергии солнца в инвертор без потерь.

Пример:

Входное напряжение инвертора 48 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Теперь вернемся к нашим “баранам” – входное напряжение инвертора 48 вольт, а с панели идет 29, т.е. последовательное соединение 29+29 = 58 вольт нам не подходит, это значит, что мы будем их подключать паралельно – 29 вольт и 8,5*4 панели =34 Ампера. В итоге, для идеальной передачи таких величин нам понадобиться кабель сечением не менее 16 кв мм.

Вот в этом и состоит недостаток параллельного подключения солнечных панелей, когда низкое напряжение и высокий ток, нужен кабель большого сечения, что бы не потерять полученную энергию и как следствие такой кабель стоит не “плохих” денег. Также большие токи требовательны к соединениям и всегда находят слабое место(((.

ЭВ-160П Солнечная батарея Поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-160П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
Гарантия 10 лет

ЭВ-180М Солнечная батарея монокристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-180М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 20,2%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 250Вт Солнечная батарея 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 250Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 17,12%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 280Вт Солнечная батарея 5BB PERC

Солнечная батарея SilaSolar 280Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 19,01%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 250Вт Солнечная батарея 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 250Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 17,12%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 330Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 330Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,65%
Гарантия 5 лет

ЭВ-275П Солнечная батарея поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-275П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,9%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 340Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 340Вт
Производитель SilaSolar
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 19,01%
Гарантия 5 лет

ЭВ-330П Солнечная батарея поликристаллическая 5ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-330П
Производитель Энерговольт
Поликристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 25 лет.
КПД 18,8%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 280Вт Солнечная батарея 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 280Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 18,24%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 300Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 300Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,19%
Гарантия 5 лет

ЭВ-305М Солнечная батарея монокристаллическая 6ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-305М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 6 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,07%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 310Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 310Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,32%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 350Вт Солнечная батарея PERC 5BB

Солнечная батарея SilaSolar 350Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 20,60%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 330Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 330Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,92%
Гарантия 5 лет

ЭВ-370М Солнечная батарея монокристаллическая 6ВВ PERC

Солнечная батарея ЭВ-370М
Производитель Энерговольт
Монокристаллическая 6 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,08%
Гарантия 10 лет

SilaSolar 370Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 370Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,80%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 400Вт Солнечная батарея PERC 5ВВ Twin Power

Солнечная батарея SilaSolar 400Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC,Twin Power
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 22,05%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 400Вт Солнечная батарея PERC 5BB Моно

Солнечная батарея SilaSolar 400Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 5 ВВ, PERC
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 21,30%
Гарантия 5 лет

SilaSolar 450Вт Монокристаллическая панель PERC 9BB Twin Power

Солнечная батарея SilaSolar 450Вт
Производитель SilaSolar
Монокристаллическая 9 ВВ, PERC, Twin Power
Срок службы не менее 30 лет.
КПД 22,5%
Гарантия 5 лет

Последовательное подключение солнечных панелей – дает нам высокое напряжение и низкий ток ( равен одной солнечной панели). Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8 Ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим 2 панели последовательно, то получим, 48 вольт, но те же 8 ампер.

Высокое напряжение (вольт) и низкий ток (Ампер) уже не так требовательны к сечению кабеля (толщина жилы кабеля), поэтому здесь намного легче просчитать и приобрести нужную длину и сечение кабеля, для передачи энергии солнца в инвертор без потерь.

Пример:

Входное напряжение инвертора 120 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Но в этом случае мы можем подключить солнечные панели последовательно 29*4=116 вольт при том же токе в 8.5 Ампер. Теперь для передачи таких величин электроэнергии нам хватит кабеля сечением в 6 кв мм.

В этом все плюсы последовательно подключения и как следствие передача энергии без потерь в кабеле меньшим сечением и меньшей стоимостью! Также последовательное подключение позволяет солнечным панелям лучше работать даже в пасмурную погоду, да и контроллер инвертора лучше работает с “высоким ” напряжением.

Последовательно-параллельное подключение солнечных панелей – сочетает все недостатки параллельного и преимущества последовательного, но только на половину. Другими словами такое подключение лучше параллельного, но хуже последовательного!

При таком подключении мы имеем и повышенное напряжение и средний ток. Допустим одна солнечная панель 24 вольта и 8,5 Ампер согласно ее паспортным характеристикам. Если мы соединим по 2 панели последовательно, и получим, 48 вольт, но те же 8, 5 ампер в каждой последовательности, а теперь эти 2 линии панелей, соединим параллельно, в итоге получим на выходе 48 вольт, но уже 17 ампер.

Пример:

Входное напряжение инвертора 60 вольт, а мощность подключаемых солнечных панелей которые инвертор потянет = 1 кВт. Мы также имеем солнечные панели у которых “напряжение холостого хода” равно 29 вольт и ток 8,5 Ампер.

29*8,5= 246 ватт, значит, мы можем подключить, только 4 солнечные панели к нашему инвертору – 246*4=984 ватта. Но в этом случае мы можем подключить солнечные панели последовательно 29*2=58 вольт и токе в 8,5 Ампер * 2 линии параллельно, в итоге получаем = 58 вольт и 17 ампер . Ну и для передачи таких величин электроэнергии нам хватит кабеля сечением в 10 кв мм.

В этом все минусы и плюсы последовательно – параллельного подключения и как следствие передача энергии без потерь в кабеле среднем сечением и средней стоимостью!

Итог: Любое соединение имеет место быть, к каждого есть недостатки и преимущества, очень часто у нас нет выбора как соединять панели т.к. инвертор диктует свои условия.

Совет : для улучшения генерации можно, а иногда даже и нужно увеличить до 25 %, мощность солнечных панелей подключаемых к инвертору если они развернуты немного от юга.

Внимание! увеличение мощности это значит, что если к инвертору подключается масив С/П в 1 кВт, то можно увеличить до 1.25 кВт, но увеличение мощности не значит, что можно увеличить входные напряжения и токи, там должно быть все четко.

Это даст, увеличение выработки в пасмурную погоду, запас мощности в солнечную, а также мы знаем, что солнечные панели уменьшают выработку в процессе использования, это будет так сказать компенсацией на года.

Источник