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

Интересуясь темой как подключить солнечную панель, стоит хорошо изучить особенности монтажа и устройства. Также стоит задать себе вопрос – для чего нужна домашняя электростанция, и какая главная цель ее установки. Как показывает практика, ответов здесь несколько: борьба с постоянными перебоями энергоснабжения, экономия электроэнергии и возможность создать полностью автономную электросеть. Когда главная цель определена, тогда уже можно подходить к технической стороне вопроса. Подготовленная статья расскажет, как подключить солнечную батарею от Энерговольт и других нюансах такой системы.

Разные типы солнечных электростанций

Чтобы хорошо разобрать схемы подключения, нужно ознакомиться с полным комплектом оборудования небольшой гелиосистемы Энерговольт. Стоит уточнить, солнечные электростанции бывают сетевые и автономные, поэтому набор оборудования у них немного отличается. Например, сетевой тип солнечных панелей Энерговольт успешно используется в ТРЦ, офисах, частных домах, фермах, гостиницах, а список компонентов выглядит следующим образом:

• Инвертор, о котором будет отдельный раздел статьи.
• Солнечные панели поликристаллического либо же монокристаллического типа.
• Одножильный медный кабель, обязательно с качественной двойной изоляцией и хорошей устойчивостью к влиянию довольно агрессивной среды. Рекомендованное сечение 6 мм и более.
• Выключатели постоянного и переменного тока.
• Быстросъемные коннекторы для подключения панелей.
• УЗИП постоянного тока.
• Датчик ДОКА.
• Крепления необходимо заказывать отдельно.
• Реверсивный электросчетчик необходим в тех случаях, когда предполагается продажа электроэнергии государству. Учитывая «зеленый тариф», можно неплохо заработать.

Автономные солнечные электростанции Энерговольт поставляется в следующей комплектации:

• солнечные панели определенного типа;
• контроллер заряда аккумуляторов;
• инвертор входит не в каждый комплект;
• несколько вариантов аккумуляторных батарей (зачастую гелевые);
• устройства защиты (предохранители, автоматические выключатели);
• кабели сечением не менее 4 мм.

Автономные комплекты Энерговольт используются в большинстве случаев для уличного освещения, на автодомах, яхтах, светофорах, питания автоматики, а также в домах, где нет центрального электроснабжения и соответственно возможности для подключения. Идеальный вариант, который за небольшие деньги позволяет создать автономную электросеть и пользоваться разными электроприборами, даже вдали от цивилизации.

Если гелиосистема будет снабжена аккумуляторными батареями, тогда важно обратить внимание на такие параметры:

• максимальное напряжение при условии пиковой мощности Vmp;
• номинальное напряжение панелей: 24В либо 12В;
• значение напряжения холостого хода (обозначается Voc), которое характеризует величину напряжения, вырабатываемого панелью при отсутствии нагрузки. Важный параметр при выборе контроллера;
• Ток Imp – ток при максимально возможной мощности панели.

Для чего нужна сетевая электростанция Энерговольт

Начать стоить с того, сетевая солнечная электростанция – это хороший способ существенно сократить ежемесячный платеж за электричество, с учетом постоянного подорожания энергоносителей. Данное оборудование не требует накопителей и специально заточено на экономию. Этот тип электростанций Энерговольт пользуются особым спросом среди владельцев коммерческой недвижимости, ведь стоимость 1кВт*ч значительно выше, по сравнению с частными сектором.

Частные домохозяйства также проявляют интерес к сетевым электростанциям, ведь электроэнергию можно продавать по «зеленому тарифу». Что позволяют хорошо экономить на коммунальных платежах, расходуя семейный бюджет более экономно и разумно. Несмотря на цену 1кВТ*ч, а еще цену периодического обслуживания и все затраты на установку гелиостанции, данные инвестиции более чем выгодные. Ведь за долгий срок службы (панели до 30 лет) электростанция себя окупит не один раз, однако для более детальных расчетов нужно знать точную конфигурацию.

Схемы подключения

Бывает 3 возможные схемы, которые помогут соединить между собой солнечные панели Энерговольт: параллельная, последовательная, а также последовательно-параллельная. Далее более подробно о каждой из схем.

Параллельное соединение

Чтобы не ошибиться, необходимо просто к выходам и входам панелей присоединять клеммы одинакового знака. Наиболее удобные коннекторы типа Y.

Благодаря этой схеме можно увеличивать ток, при этом, не повышая напряжение панелей. Например, установлено 4 панели от Энерговольт и каждая по 12В, при напряжении 22.48В, максимальный ток 5.42А. Замерив напряжение холостого хода и номинальное напряжение, можно увидеть, что показатели не изменились. Однако максимальная мощность выглядит как 5,42А*4=21,68А.

Последовательное соединение

Видно из схемы, что минусовая клемма от первой панели подключается к плюсовой клемме второй, а минусовая второй к клемме третьей и далее по этой же схеме. При таком соединении показатели напряжения панелей суммируются. Схема позволит добиться даже показателя в 220В, однако это делают крайне редко.

Приведем пример для лучшего понимания. При наличии 4 панелей Энерговольт номинальной мощностью по 12В, Voc: 22.48В (показатель напряжения холостого хода) в итоге получаем 48В. Напряжение холостого хода = 22,48В*4=89,92В. Однако максимальная мощность тока останется прежней.

Чтобы не снижать эффективность системы в целом, необходимо использовать солнечные панели с одинаковыми значениями Imp.

Последовательно-параллельное соединение

Приведенная схема содержит панели, которые частично подключены параллельно, а частично последовательно. Данная особенность позволяет подбирать наиболее оптимальный режим функционирования электростанции, благодаря регулированию выходной силы тока и номинальной мощности. Для наглядности стоит разобрать пример 4-х панелей со следующими характеристиками:

• Напряжение холостого хода или Voc — 22.48В;
• Номинальное напряжение 12В;
• Ток в точке максимальной мощности Imp: 5.42А.

При подключении 2 панелей параллельно и 2 последовательно, выходное напряжение будет равно 24В, а напряжение холостого хода 44,96В и ток 5,42А*2=10,84А.

Схема позволяет создать сбалансированную систему, которая не будет нуждаться в контроллере заряда аккумулятора, ведь отсутствует большое пиковое напряжение. Также появляется возможность собирать гелиосистему из панелей Энерговольт разной мощности, для примера 2 по 12В, а далее преобразовывать в 24В. Если необходимо обеспечить частный дом солнечным электричеством, данная схема наиболее целесообразна для использования.

Инструкция для подключения солнечной панели к контроллеру заряда

Для системы снабженной аккумуляторными батареями необходим контроллер, который будет тщательно следить за уровнем зарядки. Например, устройство будет сбрасывать лишнюю электроэнергию, чтобы она не копилась при полном заряде аккумуляторов. Также появляется возможность подключать к сети приборы с низким номинальным напряжением – 24В, 12В, 48В и т.д.

Зачастую у контроллера имеется 3 пары контактов, а существующие схемы подключения контроллеров солнечных батарей подразумевают следующие действия:

1. Пара №1 необходима для подключения панелей;
2. Пара №2 необходима для подключения аккумуляторов;
3. Пара №3 необходима для подключения источника с низким потреблением.

Специалисты рекомендуют в первую очередь подключать аккумуляторные батареи, что позволит проверить корректную работу оборудования. Во вторую очередь солнечные панели, а затем после проверки правильного функционирования системы – потребителей.

Приметка. Помимо описанного стандартного варианта подключения, может быть и другое количество клемм, поэтому нужно внимательно изучать инструкцию, которая поставляется вместе с оборудованием. Также важно следить за полярностью всей системы, в противном случае может выйти из строя контроллер или же система не будет работать. При подключении оборудования к сети, из-за несоблюдения полярности может возникнуть замыкание.

Подключение к аккумулятору

Если дому требуется значительная автономность, тогда нужно задаться вопросом, как подключить солнечную батарею к аккумулятору и правильно настроить гелиосистему. Помимо контроллера заряда, батареи подключаются к инвертору Энерговольт, который способен преобразовать 12В, 24В, 48В в привычные для бытовой техники 220В. При создании системы нужно применять провода большого сечения, а также строго соблюдать полярность схемы. Рекомендованное сечение от 3 мм.

В принципе можно обойтись без контроллера, подсоединив аккумуляторы напрямую к солнечным панелям Энерговольт. Однако делать это не желательно, ведь тогда возникает несколько негативных факторов: постоянная бесконтрольная зарядка, повышенное потребление электричества, а также сильный нагрев аккумуляторов. Данные факторы значительно снижают их срок эксплуатации, поэтому потребуется частая замена.

Чаще всего используются гелевые либо обычные свинцово-кислотные аккумуляторы. При установке в жилых помещениях, АКБ должны быть закрытого типа. Большинство энтузиастов солнечной энергетики применяют стандартные автомобильные аккумуляторы, рассчитанные на 12В.

Подключение инвертора Энерговольт

Чтобы получить в доме 220В, необходимо знать, как подключить инвертор к солнечной панели Энерговольт и правильно его интегрировать в систему. Данное устройство выполняет функцию преобразователя, превращая напряжение от аккумуляторов и солнечных батарей в стабильные 220В. Для оборудования промышленного типа существуют инверторы, которые способны выдать 380В. Подобные устройства редко используются в домашних условиях.

Процесс совсем несложный: соблюдая полярность подсоединить клеммы к панелям напрямую или через контроллер и АКБ.

Инвертор Энерговольт должен быть обязательно гибридного типа, ведь он универсальный. Когда солнечные панели будут обеспечивать достаточно энергии, устройство будет использовать только ее. Когда же выработка станет недостаточной либо увеличиться потребление, будет использована электроэнергия из сети. Система очень гибкая, поэтому можно проводить тонкую настройку оборудования для максимально эффективного использования разных источников электроэнергии. Можно установить зарядку АКБ от сети, если день будет пасмурный, к примеру, или воспользоваться преимуществами ночного тарифа с более дешевой энергией.

При необходимости можно рассчитать мощность инвертора Энерговольт, для этого понадобится общая мощность панелей, а также их мощность:

Высчитать общую мощность не составит особого труда, нужно лишь знать количество и мощность каждой из них. Например, 5 панелей по 200Вт, что в итоге даст 1 кВт. Выбирая устройство, нужно учитывать небольшой запас, поэтому подойдет инвертор на 1,2 кВт. Возможно, в будущем появится необходимость добавить панель или несколько.

В чем основные преимущества солнечных батарей Энерговольт

Начать стоит с того, что производитель дает гарантию на сетевой инвертор Энерговольт и солнечные панели Энерговольт целых 10 лет. Само оборудование служит 30 и 20 лет соответственно, что говорит о высокой надежности и безотказности на протяжении долгого времени.

Если говорить об автономном оборудовании, тогда гарантийный срок солнечных батарей Энерговольт 10 лет, на инвертор от стороннего производителя дается 3 года, на контроллер 2 года, а также на накопители от 1 до 3 лет, что зависит от модели.

Оборудование совсем неприхотливое, поэтому может стабильно работать в температурном диапазоне от -25 до 60 °C. Оснащено по современному стандарту защиты класса IP65.

Клиент может заказать солнечные фотоэлектрические модули Энерговольт и получить бесплатную доставку практически в любой регион, за исключением самых отдаленных: Камчатка, Якутия и т.д. К каждому покупателю всегда индивидуальный подход, длительные консультации, чтобы подобрать необходимое оборудование и удовлетворить запрос. Для оптовых клиентов имеется система скидок. Солнечная система комплектуется и отправляется максимально быстро (всего 1-2 дня), ведь все оборудование хранится на складах производителя Энерговольт.

Схема подключения солнечных батарей — как правильно соединить?

Схема подключения солнечных батарей для подготовленного человека не представляет заметной сложности, но для неопытных пользователей необходимы некоторые разъяснения. Необходимо знать, как производится соединение солнечных панелей между собой, как выполняется подключение солнечных батарей к остальным приборам, входящим в состав комплекта. Существуют разные варианты соединения, которые используются для получения определенных параметров выходного тока и напряжения.

Схема подключения солнечных батарей загородного дома представляет собой систему соединения всех компонентов, которые, в свою очередь, так же соединяются друг с другом определенным образом. Например, необходимо знать, как соединить солнечные панели — параллельно или последовательно. Кроме того, надо выбрать тот или иной способ соединения в батарею аккумуляторов.

Схема устройства солнечной электростанции

Перед тем, как подключить солнечную батарею, необходимо выяснить ее конфигурацию. В состав солнечной электростанции, помимо солнечных модулей, входит комплект оборудования, включающий следующие приборы и устройства:

• контроллер заряда
• аккумуляторные батареи (АКБ)
• инвертор
• коммутационные приспособления, предохранители

Контроллер выполняет диспетчерские функции, переключая систему либо в режим заряда АКБ, либо на подачу питания потребителей. Аккумуляторы получают заряд и накапливают его, отдавая энергию по мере необходимости. Если напряжение батарей достигло 14 В, контроллер прекратит процесс, иначе от перезаряда АКБ выйдут из строя. Инвертор — прибор, преобразующий постоянный ток в переменный и повышающий напряжение до стандартных значений.

Как правило, весь комплект используется в полном составе. Однако, существуют и другие, упрощенные варианты комплектации. В отдельных случаях потребители, питающиеся от постоянного тока, подключают напрямую к модулям. Это возможно только в дневное время, поэтому встречается лишь у специализированных устройств.

Также есть осветительные системы на солнечных батареях, которые не нуждаются в инверторах и работают на прямом питании от аккумуляторов. Иногда из комплекта исключают инвертор, если напряжение нагрузки не превышает 12 В постоянного тока. Этот вариант также встречается не часто и используется по возможности.

Пайка и сборка панелей

Для питания потребителей используют определенное количество модулей, которые соединяются в том или ином порядке. Сначала разрабатывается схема подключения солнечных панелей, которая позволяет получить от них максимальную эффективность.

Параллельно или последовательно?

Обычно одна панель имеет напряжение 12 В и мощность от 1,5 до 4,5 Вт, в зависимости от размера и количества фотоэлектрических элементов.

• Параллельное соединение увеличит силу тока (и мощность), оставляя напряжение неизменным.
• Последовательное соединение солнечных панелей повысит напряжение до 24 В, если соединить 2 модуля. Больше не делают, так как для аккумуляторов есть только 2 допустимых варианта — либо 12, либо 24 В.

Поэтому приходится комбинировать, добиваясь, чтобы схема подключения солнечной батареи к аккумулятору давала наиболее удачный результат.

Контактный отсек

Кроме того, надо иметь четкое представление, как соединить солнечные батареи между собой. Все модули оснащены специальным контактным отсеком, размещенным на задней стороне. Он устроен очень просто — два резьбовых зажима, отмеченные знаками «+» и «-». Пайка как таковая не требуется, поскольку монтаж производят в сложных условиях, где работа с паяльником не всегда возможна. Однако, если есть возможность сделать контакт более надежным и защитить его от окисления, никаких противопоказаний нет.

Тип провода

Для соединения обычно используют одножильный медный провод сечением 4 мм 2 . Важно, чтобы его изоляция была устойчива к воздействию ультрафиолета. Если этого нет, производят укладку проводов в защитный гофрированный рукав.

Расположения модулей

Во время соединения следует учитывать способ расположения модулей. Если они развернуты под одинаковым углом к солнцу, то все будут работать в одинаковом режиме. Однако, иногда приходится устанавливать разнонаправленные панели. Это бывает вызвано особенным устройством крыши, или желанием обеспечить более равномерную подачу питания в течение дня.

Важно! Надо учесть, что более освещенный модуль будет выдавать максимальный ток, который частично станет расходоваться на нагрев менее нагруженных плоскостей. Для исключения этого эффекта применяют отсекающие диоды, которые впаивают между пластинами с внутренней стороны.

Этапы подключения панелей к оборудованию СЭС

Подключение солнечных панелей представляет собой поэтапный процесс, который может быть выполнен в разном порядке. Обычно производят соединение модулей между собой, затем собирают комплект оборудования и аккумуляторы, после чего панели подключают к приборам. Это удобный и безопасный вариант, позволяющий проверить правильность соединения всех элементов перед подачей напряжения. Рассмотрим эти этапы внимательнее:

К аккумулятору

Разберемся, как подключить солнечную батарею к аккумулятору.

Внимание! В первую очередь надо уточнить — прямого подключения панелей к АКБ не используют. Неконтролируемый процесс получения энергии опасен для батарей, может вызвать как чрезмерный расход, так и избыточную зарядку. Обе ситуации губительны, поскольку могут окончательно вывести АКБ из строя.

Поэтому между фотоэлектрическими элементами и батареями обязательно устанавливают контроллер, обеспечивающий штатный режим зарядки и отдачи энергии. Кроме того, на выходе контроллера обычно устанавливают инвертор, чтобы иметь возможность преобразования накопленной энергии в стандартное напряжение 220 В 50 Гц. Это наиболее удачная и эффективная схема, которая позволяет батареям отдавать или получать заряд в оптимальном режиме и не превышать свои возможности.

Перед тем, как подключить солнечную панель к аккумулятору, необходимо проверить параметры всех компонентов системы и убедиться в их соответствии. В противном случае результатом может стать потеря одного или нескольких приборов.

Иногда используется упрощенная схема подключения модулей без контроллера. Этот вариант применяется в условиях, когда ток от панелей заведомо не сможет создать перезаряд аккумуляторов. Обычно такой способ применяют:

• в регионах с коротким световым днем
• низким положением солнца над горизонтом
• маломощными солнечными панелями, не способными обеспечить избыточный заряд АКБ

При использовании этого метода необходимо обезопасить комплекс, установив защитный диод. Он ставится как можно ближе к аккумуляторам и защищает их от короткого замыкания. Панелям оно не страшно, но для АКБ это весьма опасно. Кроме того, при расплавлении проводов сможет начаться пожар, что создает опасность для всего дома и людей. Поэтому обеспечить надежную защиту — первоочередная задача владельца, решение которой должно быть выполнено до ввода комплекта в эксплуатацию.

К контроллеру

Второй способ часто используется владельцами частных или загородных домов для создания низковольтной осветительной сети. Они приобретают недорогой контроллер и подключают к нему солнечные панели. Устройство компактное, по размерам соотносимо с книгой средних размеров. Оно оснащено тремя парами контактов на лицевой панели. К первой паре контактов подключают солнечные модули, к другой — присоединяют АКБ, а к третей — освещение или другие низковольтные приборы потребления.

Сначала на первую пару клемм подают напряжение 12 или 24 В от аккумуляторов. Это проверочный этап, он нужен для определения работоспособности контроллера. Если прибор верно определил величину заряда батарей, приступают к подключению.

Важно! Солнечные модули присоединяют ко второй (центральной) паре контактов. Важно не перепутать полярность, иначе система не будет работать.

К третьей паре контактов присоединяют низковольтные светильники или иные приборы потребления, питающиеся от 12 (24) В постоянного тока. Больше ни с чем соединять такой комплект нельзя. Если необходимо обеспечить питанием бытовую технику, надо собирать полнофункциональный комплект оборудования — частную СЭС.

К инвертору

Рассмотрим, как подключить солнечную панель к инвертору.

Он используется только для питания стандартных потребителей, нуждающихся в 220 В переменного тока. Специфика использования прибора такова, что подключать его приходится в последнюю очередь — между блоком АКБ и конечными потребителями энергии.

Сам процесс никакой сложности не составляет. В комплекте с инвертором идут два провода, обычно черного и красного цвета («-» и «+»). На одном конце каждого провода есть специальный штекер, на другом — зажим типа «крокодил» для присоединения к клеммам аккумулятора. Провода согласно цветовой индикации присоединяют к инвертору, затем подключают к аккумулятору.

Как избежать распространенных ошибок?

Основными ошибками, встречающимися при соединении солнечных батарей, являются неправильные соединения и перепутанная полярность. Избежать их можно только одним способом — не спешить, внимательно следить за ходом работ, при возникновении сомнений не лениться проверять и уточнять назначение контактов, или их полярность.

Если используется подключение солнечных батарей к сети, схема усложняется, возникает опасность короткого замыкания или выхода приборов из строя. В таких ситуациях рекомендуется обратиться к специалистам, которые смогут правильно подключить приборы и соединить солнечные модули. Для пользователя будет полезным составить для себя схему соединений и отметить на ней полярность. Это поможет впоследствии повторить сборку и исключить ошибки.

Видео — инструкция: как подключить своими руками

Где дешевле купить солнечные батареи?

Варианты схем подключения солнечных батарей

Татьяна Викторовна Хальзова 20 марта 2023

Автономные солнечные батареи – набирающий популярность альтернативный источник электроэнергии. Его часто применяют для создания независимого энергоснабжения в дачных коттеджах и частных домостроениях. При грамотном монтаже солнечных электростанций (СЭС) обеспечивается высокая энергетическая эффективность в солнечные дни и в дождливую погоду.

Чтобы обустроить подобную систему в своем загородном доме, необходимо правильно подобрать технические элементы и выполнить монтаж. При желании и небольшой сноровке сделать это способен каждый. Достаточно внимательно изучить схемы и методы соединения фотоэлементов. В статье подробно рассказано, как организуется производительная система, позволяющая переработать «зеленую энергию» в ток, как соединитьсолнечные панели с магистральной электросетью и иные важные нюансы.

Прежде всего, надо четко понимать, из каких компонентов состоит система. Солнечные панели – это набор ячеек на фотоэлектрических элементах. Они способны трансформировать «зеленую энергию» в ток. Сила электричества системы напрямую обусловлена интенсивностью ультрафиолета, то есть чем ярче светит солнце, тем больше энергии система способна сгенерировать.

Солнечные батареи отличаются повышенной чувствительностью к правильности установления контакта и расположению входящих в систему компонентов. Малейшая погрешность способна спровоцировать критическое снижение КПД. Важно тщательно контролировать угол размещения фотомодулей и соотношение параметров комплектующих. Грамотное подключение гарантирует эффективность и высокую окупаемость СЭС.

Инженерами разработано несколько эффективных способов соединения элементов независимых солнечных электростанций.

Из чего состоит солнечная электростанция

Базовое назначение солнечных панелей – накапливание ультрафиолета. Концентрированный свет при помощи специальных устройств преобразуется в электрический ток и перенаправляется в сеть 220 В или накопитель энергии.

Ключевые достоинства системы – автономность и автоматический характер. К недостаткам можно отнести зависимость от внешних условий (погоды, климата, затенения).

Комплектующие необходимо выбирать таким образом, чтобы они максимально быстро окупились. Эффективность дальнейшего функционирования системы напрямую зависит от правильности сборки.

Автономная солнечная электростанция отличается большим количеством составляющих элементов:

1. СБ – панели, оснащенные специальным покрытием. Собирая и накапливая ультрафиолет и тепло, фотомодули передают его в накопитель для дальнейшего преобразования в энергию.
2. Контроллер. Демонстрирует пользователю состояние аккумуляторного блока и уровень заряда.
3. Инвертор. Отвечает за процесс преобразования ультрафиолета в ток заданного значения.
4. АКБ, блоки питания – неотъемлемые компоненты, осуществляющие накопление и расход энергии по запросам потребителя.
5. Предохранители. Минимизируют риск коротких замыканий.
6. Коннекторы МС4.

Каждая солнечная батарея имеет многослойную конструкцию:

1. Стеклянное покрытие, стойкое к внешним негативным явлениям и механическим воздействиям.
2. Пленочный прозрачный слой (EVA).
3. Кремниевый элемент. Притягивает ультрафиолет и взаимодействует с ним.
4. Герметизирующая пленка.

Порядок подключения системы

Процесс монтажа начинается с проверки элементов на совместимость друг с другом. При ошибке есть риск критической неисправности устройства из-за чрезмерной нагрузки.

Контроллер и АКБ

Аккумулятор подсоединяется к батареям через контроллер, который регулирует цикл заряда. С обратной стороны от АКБ выполняется прокладка кабелей к инвертору. Первоначально подключаются блок АКБ и контроллер, следом контроллер подсоединяют к солнечным панелям. После этого к аккумуляторам подключается инвертор. На заключительном этапе выполняется разводка сети по потребителям.

Неконтролируемый поток энергии сопряжен с многочисленными рисками – повышенного расхода или избыточной зарядки. Под воздействием обоих факторов накопитель энергии быстро изнашивается и выходит из строя. Для предотвращения этой проблемы приходится ставить контроллер между батареей и панелями. На это устройство возложены функции управления циклом зарядки/отдачи.

Провода с учетом полярности подсоединяются на клеммы прибора. Это традиционная схема монтажа.

Без контроллеров

Реже встречается упрощенная схема подключения. При подобном подходе ток модулей не должен создавать чрезмерного заряда накопителей энергии. В ином случае батарея в скором времени окончательно перестанет функционировать.

Упрощенная методика монтажа применяется, когда аккумулятор успевает закончить полный цикл зарядки/отдачи:

1. для местности с сокращенным световым днем;
2. на территориях с низким расположением источника солнечного света;
3. с фотоэлектрическими модулями пониженной мощности.

Защитный диод устанавливается в непосредственной близости к накопителю энергии. Он призван предотвратить короткое замыкание.

Подключение аккумуляторов, СБ и контроллера

Батареи включены в основную комплектацию ЭС. При необходимости их можно дополнительно приобрести с учетом основных параметров. Количество батарей не ограничено.

Некоторые пользователи создают блок из батарей для получения значительного резерва. Такие АКБ должны обладать одинаковыми характеристиками и последовательно подключаться. Подобный блок можно компактно разместить на стеллаже или в проеме.

Алгоритм подключения выглядит следующим образом:

1. Осмотр контроллера с целью определения проводов и клемм.
2. Соединение контактов с клеммами накопительных емкостей. Закрутка зажимов.
3. На табло контроллера должны отобразиться сведения о нагрузке и напряжении.

Недорогой контроллер со стандартными параметрами и тремя парами клемм подойдет для обслуживания панелей на 150 Вт. Для большого количества солнечных модулей используется контроллер большего номинала.

Контроллер беспрерывно мониторит состояние накопителей энергии. При максимальных нагрузках он выступает в качестве буфера.

Подключение контроллера к панелям

Общепринятой схемы не существует. Кабели подключаются в клеммы. Проводится осмотр панелей с целью исключения дефектов. Удаляется защитная пленка. Внимательно изучается техническая инструкция. Подключение осуществляется в соответствии со схемами, указанными в инструкции.

Зажимается кабель на клеммах, обозначенных графической символикой. Подсоединяются жилы с учетом полярности. На кабелях из набора предусмотрены бирки и буквенные обозначения. Удобство и быстрота подключения обеспечивается разъемами «папа-мама».

При одновременном подсоединении нескольких панелей используется принцип параллельного подключения. Для этих целей применяется разветвитель. При необходимости возможен монтаж нескольких контроллеров.

Подключение инвертора

На контроллере предусмотрена клемма для устройств потреблением 12, 24 В. Линии подобных приборов соединяются с контактами напрямую. Для организации трехфазной сети требуется инвертор. Этот прибор трансформирует электричество в заданный вольтаж с частотой 50 Гц. Пользователь получает возможность снабжать электричеством частный загородный коттедж столь же эффективно, как от центральной электромагистрали.

Прибор входит в комплектацию готовой СЭС или приобретается дополнительно. Подключение выполняют, следуя простому алгоритму:

1. Распаковка изделия, осмотр на наличие заводского брака и дефектов, проверка набора.
2. Изучение технической инструкции. В комплекте обязательно должны иметься два кабеля с «крокодилами».
3. Подключение устройства к АКБ.
4. Подсоединение проводов к инвертору специальными зажимами.
5. Инвертор соединяется с клеммами батареи при помощи аккумуляторных зажимов.

Способы соединения солнечных панелей

При одном фотоэлементе существует единственная схема подключения: панель подсоединяется к правильным разъемам.

Для монтажа двух и больше секций предусмотрено несколько способов соединения:

1. Параллельный монтаж. Подключаются друг к другу клеммы одинаковой полярности. Выход – 12 В.
2. Последовательное: «+» первого компонента подключается к «–» второго фотоэлемента. Оставшиеся клеммы разной полярности подсоединяются к контроллеру. Выход равен 24 В.
3. Последовательно-параллельная комбинация. Внутри секции элементы подключаются параллельно, а группы соединяются последовательно.

Характеристики компонентов солнечных электростанций для дома

Алгоритм установки фотомодулей для частного коттеджа предполагает верное соотношение всех составляющих системы и совпадение технических характеристик. Это правило особенно важно соблюдать при покупке элементов СЭС вне комплекта.

Контроллер

Узел мониторинга заряда АКБ подбирается с учетом ряда параметров.

Мощность массива панелей

Один из ключевых параметров – соответствие напряжению:

• номинальному;
• открытому контуру.

Фотопанели должны обладать устойчивостью к предельной силе входного тока от СБ. Этот пункт не всегда содержится в технической документации. Для вычисления значения берется номинал контроллера и определяется ток КЗ фотоэлементов контура (этот параметр прописывают в инструкции к солнечным панелям, как правило, он выше предельного рабочего). Ток подсоединенного контура модулей, который вырабатывается элементами в ходе нормальной эксплуатации, ниже указанного в инструкции для контроллера.

Номинал – произведение рабочего напряжения на ток солнечных панелей. Мощность элементов, соединенных с контроллером, должна равняться данному номиналу или быть ниже. При более высоком значении узел перегорит. Устанавливается предохранитель, защищающий от перегрузки в 10–20 % в течение четверти часа.

Напряжение солнечных модулей и аккумуляторов

Традиционно используются АКБ на 12, 24 В с автопереключением. Первая модель выбирается, если панели соединены между собой последовательно. Но опытные инженеры рекомендуют выбирать универсальные модели.

Рассматриваемые значения напряжения слишком низкие для мощных систем. Для получения оптимальной мощности устанавливается большее количество фотоэлементов и АКБ, создаются параллельные контуры. Возрастание силы тока приводит к электропотерям и перегреву кабеля. Приходится повышать сечение жил. Стабилизировать ситуацию позволяет применение дорогостоящих моделей контроллеров.

С целью предотвращения резкого роста количества ампер узлы мониторинга для мощных контуров изготавливаются под мощное номинальное рабочее напряжение (НН) со значением 36, 48, 60 В. Это позволяет выполнять последовательное подключение элементов. Подобные контроллеры изготавливают для технологий зарядки ШИМ. Входящее НН фотоэлементов и контура АКБ должно быть равным.

Контроллеры моделей МРРТ способны функционировать с равным или большим входным напряжением. Кратность значения 12 В не учитывается. Устройства рассчитаны на вход от панелей 50 В, мощные системы – до 250 В. Выходное напряжение у моделей стандартное. Зачастую используются мощные модели с входным напряжением до 2000 В.

Максимальный входной ток и ток заряда АКБ

При ШИМ контроллере узел не способен заряжать большим значением ампер, чем выдает подключенная к нему система. В МРРТ все обстоит несколько иначе. Значение входящего тока фотоэлементов должно превышать в 2-3 раза показатели выходного тока для заряда АКБ.

МРРТ следует выбирать по предельному заряду АКБ. В технической документации указывается предел мощности фотоэлементов при НН контура аккумулятора. Важно не превысить это значение.

Максимум нагрузки, зарядной ток, количество АКБ

Зарядной ток АКБ или максимальная нагрузка относится к первостепенным параметрам. Предел мощности на выходе контроллера следует брать в расчет со стороны устройства и со стороны АКБ.

В качестве примера можно рассмотреть следующую ситуацию. Имеется комплект аккумуляторов большой емкости. Для зарядки за день узлу требуется выдать заданное значение. Аналогичный параметр и возможности у фотоэлементов. Если характеристики солнечных панелей и узла мониторинга смогут удовлетворить потребности блока батарей, то он не зарядится полностью в течение суток. При регулярном повторении такая ситуация приведет к скорому износу устройств.

Нивелировать указанные сложности способны характеристики новых контроллеров. Современные модели оснащены встроенной микросхемой, где прописана программа заряда. Подобное устройство обладает способностью выполнять настройку тока и напряжения заряда.

Скорость получения электрического заряда обусловлена химическим составом накопителя. Каждая модель обладает собственной программой зарядки с различными алгоритмами. Все оптимальные характеристики регулируются контроллером и соответствуют заданным пользователем.

В большинстве своем используются стандартные контроллеры ШИМ. Реже встречаются МРРТ модели более высокого качества. В них встроена функция определения точки максимума по мощности от набора фотомодулей.

Выбор изделия осуществляется с учетом программы под заданный тип аккумулятора. Простейшие модели устройств оснащены 1 или 2 программами для АКБ.

Больше всего потребителей интересуют следующие функции:

• наличие дисплея, на котором отображаются ключевые параметры и значения;
• автоматическое определение номинального напряжения гальванических элементов и АКБ;
• ручная настройка опций контроллера;
• наличие коммуникационных разъемов для подключения устройства удаленного доступа;
• поддержка АКБ разных типов;
• встроенная защита от короткого замыкания, перезаряда или перегрузки;
• электронная защита;
• опция самодиагностики;
• внешние датчики;
• цифровой журнал учета характеристик работы устройства;
• реле управления другими приборами;
• встроенные таймеры отключения.

Тип регулировки, трансформации напряжения

С учетом этой характеристики выбираются устройства МРРТ или ШИМ, причем первые предназначены для более мощных контуров.

Сборка, угол наклона

Монтаж предполагает фиксацию модулей на каркасе. Существуют разные виды креплений, кронштейнов в зависимости от материала поверхности.

Опорные рейки и другие элементы для крепления идут в стандартной комплектации или приобретаются отдельно.

Соединяющие стыковые элементы создаются из реек для фиксации каркаса. Используются клеммные компоненты и фиксаторы для жил. Они применяются для объединения алюминиевых рамок. После их заземления крепят кабели.

При монтаже на наклонную крышу строения оптимальный угол наклона модулей равен 30-40°. Для северных широт этот показатель достигает 45°. Для самостоятельной очистки панелей во время дождя угол должен быть минимум 15°.

Необходимый угол наклона создают при помощи опорных профилей. Возможно создание практичной сборно-разборной, поворотной конструкции.

Если уровень освещения неравномерный, то панель, установленная на солнечном участке, выдаст повышенное значение тока. Вследствие этого электричество используется на нагрев менее нагруженных модулей. Для предотвращения подобной ситуации применяются отсекающие диоды, которые впаиваются между плоскостями изнутри.

Провод

Подключение фотоэлементов выполняется при помощи провода с жилой стандартного сечения (от 4 мм2). Не рекомендуется брать провод с меньшим значением.

Возможно применение более толстого шнура. В этом случае не возрастают электропотери, поскольку снижается сопротивление. Однако покупка такого провода обойдется дороже.

Изделие должно обладать устойчивостью к холоду и пламени, качественной изоляцией, стойкостью к воздействию УФ-лучей. В специализированных магазинах в продаже имеются провода, специально созданные под фотоэлементы.

Инвертор

Существуют разные методы объединения модулей. При этом подбор характеристик элементов системы осуществляется по общему принципу.

1. Контур фотомодулей не подключается к центральной сети. Вся накопленная энергия поступает в систему от модулей. Используется устройство off-grid. В магазинах доступны одно- и трехфазные модели, предназначенные для преобразования постоянных токов различного вольтажа. Это изделия бюджетного ценового сегмента. Подобные приборы применяются для систем с низкими требованиями.
2. Контур с подключением к основной электромагистрали. Система функционирует в автономном режиме и совместно с основной магистралью. АКБ не предусмотрены. Используется инвертор on-grid:
   • регулирует забор электрического тока из домашней сети, если батареи не дают необходимого напряжения;
   • излишки вырабатываемой энергии отправляются в главную магистраль (реализуются по «зеленым тарифам»).

Цена такой модели обусловлена мощностью выбранного устройства и другими параметрами.

Прочие характеристики

Прежде чем подключить фотомодуль, следует учесть ряд дополнительных параметров.

Оптимальное соотношение вольтажа к мощности системы:

• 12 В /600 Вт;
• 24 В/ 600…1500 Вт;
• 48 В/ свыше 1500 Вт.

Меандровый относится к дешевым устройствам, не способным защитить от непредвиденных перепадов напряжения. Слабо справляется с индуктивными нагрузками. Требуется установка дополнительных стабилизаторов.

Синусоидальный сигнал – дорогостоящий вариант. Используется для загородных коттеджей. Отличается плавными колебаниями.

Квазисинусоид – комбинация указанных выше вариантов. Менее качественный прибор, чем чистая синусоида.

В теории достаточно одного устройства для СЭС при условии его правильного подбора. Инвертор следует выбирать с учетом мощности и иных характеристик. При значительном количестве фотомодулей в нескольких линиях рекомендуется использовать по одному инвертору на линию. Нестабильность одной ветви способна оказать отрицательное влияние на общее устройство, в результате снижается КПД. При установке отдельных приборов на каждую линию подобный недостаток устраняется.

Оптимальный вариант – модель, подходящая для нескольких обособленных МРРТ входов. Стоимость подобного прибора будет достаточно высокой.

Каталог товаров

Солнечные электростанции

• Автономные
• Гибридные
• Сетевые
• Для водного транспорта
• На 1 кВт
• На 2 кВт
• На 3 кВт
• На 5 кВт
• На 10 кВт
• На 15 кВт
• На 20 кВт
• На 30 кВт

Солнечные панели

• Солнечные панели на крышу
• Солнечные панели для дома
• Гибкие солнечные панели
• Монокристаллические солнечные панели
• Поликристаллические солнечные панели
• Мобильные солнечные батареи

Контроллеры заряда

• MPPT
• PWM
• Доп. оборудование для контроллеров

Инверторы

• Автономные
• Гибридные
• Сетевые
• Доп. оборудование для инверторов

АКБ для альтернативной энергетики

• Технология GEL
• Технология AGM
• Технология Carbon
• Технология LiFePO4
• Доп. оборудование для аккумуляторов

АКБ для транспорта

• Мототехника
• Легковые
• Грузовики и автобусы
• Тяговые
• Для водного транспорта

Комплектующие и крепления

• Коннекторы
• Крепления
• Комплекты крепления для солнечных батарей
• Соединительные провода
• Перемычки для АКБ
• Кабель для солнечных батарей.

Солнечное отопление и ГВС

• Солнечные коллекторы
• Насосы и насосные станции
• Тепловые коллекторы
• Расширительные баки
• Воздухоотводчики и клапаны

Электропастухи

• Готовые комплекты электропастухов
• Комплектующие для электропастуха
• Генераторы импульсов

Освещение

• Светильники 12/24
• Новогоднее освещение
• Фасадные светильники
• Светильники на солнечной батарее
• Консольные светильники
• Садово-парковые светильники
• Кронштейны
• Опоры садово-парковые

Кабель

• Кабель ВВГ
• Кабель солнечный (одножильный)

Опоры

• Граненые силовые опоры
  • Опоры освещения СФГ
  • Опоры освещения СПГ
  • Опоры освещения ОГС
  • Опоры освещения ОГКСф
• Граненые несиловые опоры
  • Опоры освещения ОНО
  • Опоры освещения ОГК
  • Опоры освещения НФГ
  • Опоры освещения НПГ

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ. Технические характеристики (спецификация) и комплект поставки товара могут быть изменены продавцом без предварительного уведомления.

8 (495) 128-03-11 8 (800) 511-36-50 Заказать звонок [email protected] Пн-Пт: 9:00-18:00
Мы в соц.сетях

Информация

• Способы доставки
• Способы оплаты
• Гарантии
• Статьи
• Вопрос & Ответ
• Купить в рассрочку

Адрес и реквизиты

ООО «БЕЛА»
ИНН 5027186168
ОГРН 1125027005597
Офис и склад: Московская область, г. Люберцы, поселок Егорово, ул. Колхозная 1А