Saulės kolektorių prijungimo schemos ir būdai: kaip tinkamai sumontuoti saulės kolektorių

Alternatyvus energijos šaltinis, pagrįstas saulės baterijomis, yra puiki galimybė organizuoti nepriklausomą maitinimo šaltinį.Jis užtikrins aukštą energijos vartojimo efektyvumą ne tik karštomis dienomis, bet ir debesuotu oru. Būtų malonu turėti tokį įrenginį namuose, ar ne?

Norėdami tai padaryti, jums tereikia teisingai pasirinkti techninius komponentus ir atlikti montavimą. Tai gali padaryti kiekvienas, žinantis saulės kolektorių prijungimo schemas ir būdus. Mes jums pasakysime, kaip sukurti produktyvią sistemą, kuri „žaliąją energiją“ paverčia elektra, reikalinga buitinei įrangai maitinti.

Be to, sužinosite, kaip pasirinkti vietą saulės kolektorių montavimui ir kaip jas derinti su stacionariu elektros tinklu. Naudingi patarimai ir svarbios rekomendacijos suteiks veiksmingą pagalbą namų meistrams. Kad būtų lengviau suprasti, pateikiamos teminės nuotraukos, diagramos ir vaizdo įrašai.

Saulės baterijos įrenginys

Planuodami patys prijungti saulės baterijas, turite žinoti, iš kokių elementų sistema susideda.

Saulės baterijas sudaro komplektas fotovoltinės baterijos, kurio pagrindinis tikslas – saulės energiją paversti elektros energija. Sistemos srovės stiprumas priklauso nuo šviesos intensyvumo: kuo ryškesnė spinduliuotė, tuo didesnė generuojama srovė.

Pagrindiniai sistemos struktūriniai elementai yra šie:

• Saulės baterija – saulės šviesą paverčia elektros energija.
• Baterija – cheminis srovės šaltinis, kaupiantis generuojamą elektros energiją.
• Įkrovimo valdiklis – stebi akumuliatoriaus įtampą.
• Inverteris, kuris paverčia akumuliatoriaus tiesioginę elektros įtampą į kintamąją 220V, reikalingą apšvietimo sistemos funkcionavimui ir buitinės technikos veikimui.
• Grandinės pertraukikliai, montuojamas tarp visų sistemos elementų ir apsaugantis sistemą nuo trumpųjų jungimų.
• MC4 standartinių jungčių rinkinys.

Be pagrindinės valdiklio paskirties – stebėti akumuliatoriaus įtampą, prietaisas pagal poreikį išjungia tam tikrus elementus. Jei indikatorius prie akumuliatoriaus gnybtų dienos metu pasiekia 14 voltų, o tai rodo, kad jie yra perkrauti, valdiklis nutraukia įkrovimą.

Be saulės modulio, tokios jėgainės įrenginyje yra fotoelektriniai keitikliai - valdiklis ir inverteris bei prie jų prijungtos baterijos

Naktį akumuliatoriaus įtampai pasiekus itin žemą 11 voltų lygį, valdiklis sustabdo elektrinės darbą.

Kur geriausia montuoti plokštes?

Pirmas dalykas, kurį reikia padaryti prieš montuodami ir prijungdami saulės bateriją, yra nuspręsti dėl įrenginio vietos.

Fotovoltiniams moduliams montuoti patogu naudoti stacionarias konstrukcijas iš metalinių profilių arba modernesnius rotacinius analogus

Saulės baterijas galima statyti beveik bet kurioje gerai apšviestoje vietoje:

• ant kaimo kotedžo stogo;
• daugiabučio namo balkone;
• prie namo esančioje teritorijoje.

Svarbiausia yra sudaryti būtinas sąlygas maksimaliai elektros energijos gamybai. Vienas iš jų yra orientacija ir polinkio kampas, palyginti su horizontu.Taigi šviesą sugeriantis įrenginio paviršius turi būti nukreiptas į pietus.

Idealiu atveju saulės spinduliai į jį turėtų kristi 90° kampu. Norint pasiekti šį efektą, būtina pasirinkti optimalų nuolydžio kampą, atsižvelgiant į regiono klimato sąlygas. Kiekviename regione šis rodiklis skiriasi.

Siekiant užtikrinti maksimalų saulės baterijų veikimą, prietaisų kampą rekomenduojama keisti 2-4 kartus per metus: balandžio 18 d., rugpjūčio 24 d., spalio 7 ir kovo 5 d.

Pavyzdžiui, Maskvos srityje saulės kolektorių paviršiaus pasvirimo kampas vasaros mėnesiams yra 15-20°, o žiemos mėnesiais keičiasi iki 60-70°.

Statant saulės baterijas greta namo esančioje teritorijoje, plokštes geriau pakelti virš dirvos paviršiaus bent puse metro – tuo atveju, jei iškristų didelis sniego kiekis. Šis sprendimas teisingas ir ta prasme, kad užtikrina pakankamą atstumą oro cirkuliacijai.

Verta prisiminti, kad net mažas šešėlis turi neigiamą poveikį įrenginio elektros gamybai. Plokštės turėtų būti dedamos tik tose vietose, kuriose nėra net menkiausio šešėlio.

Kai kurie „amatininkai“ ant plokščių deda papildomą stiklą, kad apsaugotų baterijas, tačiau net ir esant matomam skaidrumui stiklo sluoksnis gali sumažinti plokščių efektyvumą 30 proc.

Yra keletas būdų, kaip pritvirtinti plokštes:

• įjungiant veržimo spaustukus;
• prisukant per skylutes, esančias rėmo apačioje.

Atraminė konstrukcija turi būti pagaminta iš korozijai atsparių medžiagų. Nepriklausomai nuo montavimo būdo, jūs negalite patys keisti plokštės konstrukcijos ar gręžti papildomų skylių.

Namo savininko darbas yra išlaikyti plokštes švarias. Surinkus dulkes, sniegą ir paukščių išmatas ant ekrano, sistemos pagaminamos elektros energijos kiekis sumažės bent 10%.

Saulės baterijų prijungimo galimybės

Saulės baterijos yra sudarytos iš kelių atskirų plokščių. Norint padidinti sistemos išvesties parametrus galios, įtampos ir srovės pavidalu, elementai sujungiami vienas su kitu, naudojant fizikos dėsnius.

Sujungti kelias plokštes viena su kita galima naudojant vieną iš trijų saulės kolektorių montavimo schemų:

• lygiagretus;
• nuoseklus;
• sumaišytas.

Lygiagreti grandinė apima to paties pavadinimo gnybtų sujungimą vienas su kitu, kuriame elementai turi du bendrus mazgus, skirtus laidininkų konvergencijai ir jų išsišakojimui.

Lygiagrečioje grandinėje "pliusai" yra prijungti prie "pliusų", o "minusai" - prie "minusų", todėl išėjimo srovė didėja, o išėjimo įtampa išlieka 12 voltų ribose.

Didžiausia galima išėjimo srovė lygiagrečioje grandinėje yra tiesiogiai proporcinga sujungtų elementų skaičius. Kiekių apskaičiavimo principai pateikti mūsų rekomenduojamame straipsnyje.

Serijinė grandinė apima priešingų polių sujungimą: pirmosios plokštės „pliusas“ prie antrojo „minuso“. Likęs nepanaudotas antrojo skydelio „pliusas“ ir pirmosios baterijos „minusas“ yra prijungtas prie valdiklio, esančio toliau grandinėje.

Tokio tipo jungtis sudaro sąlygas tekėti elektros srovei, kurioje lieka vienintelis kelias energijai perduoti iš šaltinio vartotojui.

Naudojant nuoseklųjį prijungimo schemą, išėjimo įtampa padidėja ir pasiekia 24 voltus, kurių pakanka nešiojamai įrangai, LED lempoms ir kai kuriems elektros imtuvams maitinti.

Serijinė lygiagreti arba mišri grandinė dažniausiai naudojama, kai reikia sujungti kelias akumuliatorių grupes. Naudojant šią grandinę, išėjime galima padidinti tiek įtampą, tiek srovę.

Naudojant nuosekliojo lygiagretaus jungimo grandinę, išėjimo įtampa pasiekia tokį lygį, kurio charakteristikos yra tinkamiausios daugeliui buitinių problemų išspręsti

Ši parinktis naudinga ir ta prasme, kad sugedus vienam iš sistemos konstrukcinių elementų, kitos jungiamosios grandinės veikia toliau. Tai žymiai padidina visos sistemos patikimumą.

Kombinuotosios grandinės surinkimo principas grindžiamas tuo, kad kiekvienos grupės įrenginiai yra sujungti lygiagrečiai. Ir visos grupės yra sujungtos vienoje grandinėje nuosekliai.

Derinant skirtingų tipų jungtis, nesudėtinga surinkti reikiamų parametrų akumuliatorių. Svarbiausia, kad prijungtų elementų skaičius būtų toks, kad į baterijas tiekiama darbinė įtampa, atsižvelgiant į jos kritimą įkrovimo grandinėje, viršytų pačių baterijų įtampą. baterijos, o akumuliatoriaus apkrovos srovė suteikė reikiamą įkrovimo srovės kiekį.

Saulės energijos sistemos surinkimo schema

Saulės kolektorių prijungimas atliekamas naudojant įmontuotus jungiamuosius laidus, kurių skerspjūvis yra 4 mm². Tam geriausiai tinka viengysliai variniai laidai, kurių izoliacinė pynė atspari ultravioletiniams spinduliams.

Jei naudojate vielą, kurios izoliacija nėra atspari UV spinduliams, rekomenduojama išorėje kloti gofruotoje įvorėje.

Kiekvieno laido galas yra prijungtas prie MC4 jungties litavimo arba užspaudimo būdu, todėl jungtis yra sandari

Nepriklausomai nuo pasirinktos schemos, prieš jungiantis saulės baterijas Būtina patikrinti elektros instaliacijos teisingumą.

Jungiant plokštes nerekomenduojama viršyti kitų įrenginių leistinos srovės ir maksimalios įtampos techninių reikalavimų. Svarbu laikytis gamintojo nurodytų įkrovimo valdiklio ir keitiklio specifikacijų.

Standartinė paprasčiausios saulės elektrinės surinkimo schema yra tokia.

Plokščių prijungimo prie akumuliatoriaus, keitiklio ir valdiklio schema yra paprastos konstrukcijos, todėl nesukelia jokių ypatingų prijungimo sunkumų.

Kad būtų išvengta lūžių valdiklis, jungiant sistemos elementus, svarbu laikytis sekos.

Montavimo darbai atliekami keliais etapais:

1. Baterija prijungiama prie valdiklio naudojant atitinkamas jungtis ir nepamirštant stebėti poliškumo.
2. Saulės baterija prie valdiklio prijungiama per jungtis, išlaikant tą patį poliškumą.
3. Prie valdiklio jungčių prijungta 12 V apkrova.
4. Jei reikia konvertuoti elektros įtampą nuo 12 iki 220 V, tada į grandinę įtraukiamas keitiklis.Jis jungiamas tik prie akumuliatoriaus ir jokiu būdu tiesiogiai prie valdiklio.
5. Elektros prietaisai, skirti 220 V įtampai, yra prijungti prie laisvosios keitiklio išvesties.

Atlikę jungtį, turite patikrinti poliškumą ir išmatuoti plokščių atviros grandinės įtampą. Jei indikatorius skiriasi nuo paso reikšmės, ryšys atliktas netinkamai.

Norint prijungti įrenginį prie sistemos, nereikia atidaryti jungiamosios dėžutės – visos jungiamosios jungtys yra lengvai pasiekiamos

Paskutiniame etape saulės baterija turi būti įžeminta. Siekiant sumažinti trumpojo jungimo tikimybę, akumuliatoriaus, keitiklio ir valdiklio sujungimo vietose įrengiami saugikliai.

Saulės elektrinių energija bus naudojama mažos galios buitiniams prietaisams maitinti ir mobiliųjų įrenginių akumuliatoriams įkrauti:

Norintiems savo rankomis pasistatyti saulės bateriją padės pateikta informacija. kitame straipsnyje.

Daugiakrypčių elementų sujungimas

Naudojant nuoseklų saulės kolektorių montavimo schemą, kad nesumažėtų įrenginių efektyvumas, visos bendros grandinės plokštės turi būti dedamos tuo pačiu kampu ir toje pačioje plokštumoje.

Jei plokštės yra skirtingose ​​plokštumose, tai gali lemti tai, kad arčiausiai esančios ar labiau apšviestos veiks galingiau nei esančios šiek tiek toliau.

Tai reiškia, kad šalia esantis skydas gamins elektros energiją, kurios dalis bus išleista tolimoms plokštėms šildyti. Ir priežastis slypi tame, kad srovė teka mažiausio pasipriešinimo keliu. Siekiant sumažinti nuostolius, geriau naudoti atskirą valdiklį kiekvienai panelei.

Pagrindiniai reikalavimai naudojant valdiklį yra prijungtų plokščių galia virš 1 kW ir atstumas tarp baterijų pakankamai dideliu atstumu

Problemą taip pat galima išspręsti įdiegus atjungimo diodus. Jie dedami viduje tarp plokščių. Dėl šios priežasties, teikdamos maksimalią galią, plokštės neperkaista.

Taip pat svarbus žemos įtampos sistemos dalies jungčių, taip pat pačių laidų, įtampos kritimas.

Perduodamos galios ir laido skerspjūvio neatitikimų lentelė, raudonai nurodant parametrus, kuriems esant kyla stipraus ugnies įkaitimo pavojus

Pavyzdys yra faktas, kad metro gabalas kabelis, kurio skerspjūvis yra 4 mm² kai praeina 80A srovė (12 V įtampa), vertės sumažėja 3,19%, tai yra 30,6 W. Įjungus sukimą, įtampos kritimas gali svyruoti nuo 0,1 iki 0,3 V.

Saulės energijos ir stacionaraus tinklo derinys

Planuojant saulės energiją naudoti lygiagrečiai su įrengtu centralizuotu stacionariu tinklu, prijungimo schema daroma kiek kitokia. O pagrindinė tokio sprendimo priežastis – privatus vartotojas neturi galimybės „išmesti“ likusios energijos.

Ir tai gali išprovokuoti iki vienos sekundės trunkančius įtampos šuolių.

Derindami saulės elektrą su stacionariu centralizuotu tinklu, jie vadovaujasi ta pačia taisykle: kuo daugiau šaltinių prijungiama, tuo schema tampa sudėtingesnė.

Pagal aukščiau pateiktą schemą įtampa iš heliolauko pirmiausia nukreipiama į akumuliatorių, o iš ten perduodama į apkrovą.

Kuriant šią montavimo parinktį, verta atsižvelgti į dviejų tipų apkrovas:

• nerezervuojamas – šviesa namuose, buitinė technika ir kt.;
• rezervuota – avarinis apšvietimas, šaldytuvas, elektrinis boileris.

Turėkite omenyje: kuo didesnė akumuliatoriaus talpa, tuo ilgiau atsarginiai elektros prietaisai veiks autonominiu režimu.

Renkantis šį energijos generavimo į tinklą būdą, būkite pasirengę, kad turėsite kreiptis dėl leidimo iš vietinių elektros tinklų.

Nors inverteriai saulės kolektoriams gamina įtampą, kurios kokybė kartais būna aukštesnė nei centralizuotame tinkle, vietiniai elektros tinklai neduoda leidimo elektros skaitikliui suktis priešinga kryptimi.

Dėl šios priežasties pagal schemą saulės inverteriai nustoja veikti, kai tinkle dingsta įtampa. Ir perteklinė apkrova pradedama „maitinti“ iš akumuliatoriaus.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau pateikiamos video medžiagos autoriai dalijasi savo asmenine patirtimi ir analizuoja saulės kolektorių montavimo niuansus.

Vaizdo įrašas Nr. 1. Gamyklinės standartinės sistemos surinkimo ir montavimo pavyzdys:

2 vaizdo įrašas. Kaip teisingai sumontuoti plokštes:

Kelių plokščių sujungimo su kitais sistemos elementais procese nėra nieko sudėtingo. Tačiau pradedančiajam meistrui procesas gali tapti sunkus. Todėl, jei neturite skaičiavimų ir montavimo įgūdžių, turėtumėte kreiptis į specialistą, turintį reikiamų žinių.

Ar norėtumėte papasakoti, kaip surinkote saulės elektrinę savo vasarnamiui ar sodybai? Galbūt žinote proceso subtilybes, kurios nėra aprašytos straipsnyje? Rašykite komentarus žemiau esančiame bloke, užduokite klausimus, pasidalykite savo nuomone ir nuotraukomis straipsnio tema.