Alternativni izvor energije temeljen na solarnim panelima izvrsna je opcija za organiziranje neovisnog napajanja. To će osigurati visoku energetsku učinkovitost ne samo u vrućim danima, već iu oblačnim vremenima. Bilo bi lijepo imati takav uređaj kod kuće, zar ne?
Da biste to učinili, samo trebate ispravno odabrati tehničke komponente i izvršiti instalaciju. Svatko to može, znajući sklopove i metode spajanja solarnih panela. Opisat će se kako je konstruiran proizvodni sustav koji pretvara “zelenu energiju” u električnu energiju, koja je potrebna za napajanje kućanske opreme.
Osim toga, naučit ćete kako odabrati mjesto za instaliranje solarnih panela i kako ih kombinirati s fiksnom mrežom. Korisni savjeti i važne preporuke učinkovito će pomoći domaćim obrtnicima. Za pojednostavljenje percepcije su tematske fotografije, grafikoni i videozapisi.
Uređaj na solarnoj ploči
Kada planirate spojiti solarne panele vlastitim rukama, morate imati ideju o tome koje se elemente sastoji od sustava.
Solarni paneli se sastoje od skupa baterija na fotonaponskim ćelijama, čija je glavna svrha pretvoriti sunčevu energiju u električnu energiju. Snaga trenutnog sustava ovisi o intenzitetu svjetla: što je svjetlost svjetlija, to je više struje.
Uz solarni modul, uređaj takve elektrane uključuje i fotoelektrične pretvarače - kontroler i pretvarač, kao i baterije povezane s njima.
Glavni strukturni elementi sustava su:
- Solarna ploča - pretvara sunčevu svjetlost u električnu energiju.
- Baterija je kemijski izvor struje koja akumulira proizvedenu električnu energiju.
- Regulator punjenja - nadzire napon akumulatora.
- Inverter koji pretvara konstantan napon akumulatora u AC 220V, koji je potreban za funkcioniranje sustava rasvjete i rada kućanskih aparata.
- Osigurači koji se ugrađuju između svih elemenata sustava i štite sustav od kratkog spoja.
- Skup standardnih priključaka MC4 .
Osim glavne svrhe kontrolera - za nadzor napona baterije, uređaj isključuje one ili druge elemente po potrebi. Ako indikator na stezaljkama akumulatora dosegne 14 volti tijekom dana, što ukazuje na njihovo ponovno punjenje, regulator prekida punjenje.
Noću, kada napon akumulatora dosegne najniži 11 volti, regulator zaustavlja rad elektrane.
Gdje je bolje instalirati panel?
Prvo što trebate učiniti prije nego instalirate i priključite solarnu bateriju - odredite položaj jedinice.
Za ugradnju fotonaponskih modula, pogodno je koristiti stacionarne konstrukcije izrađene od metalnih profila ili više moderniziranih tokarenih analoga
Solarni paneli mogu se postaviti na gotovo svako dobro osvijetljeno mjesto:
- na krovu seoske kućice;
- na balkonu stambene zgrade;
- na području uz kuću.
Glavna stvar je osigurati potrebne uvjete za dobivanje maksimalne proizvodnje energije. Jedna od njih je orijentacija i kut nagiba u odnosu na horizont. Dakle, površina apsorbirajuće svjetlosti jedinice treba biti usmjerena na južnu stranu.
U idealnom slučaju, sunčeve zrake bi trebale pasti na njega na 90 °. Da bi se to postiglo potrebno je odabrati optimalni kut nagiba ovisno o klimatskim uvjetima regije. Za svaku je regiju ovaj pokazatelj različit.
Kako bi se osigurala maksimalna učinkovitost solarnih ćelija, preporučuje se da se kut nagiba uređaja mijenja 2-4 puta godišnje: 18. travnja, 24. kolovoza, 7. listopada i 5. ožujka
Na primjer, u moskovskoj regiji, nagib površinskog postavljanja solarnih panela za ljetne mjesece je 15-20 °, au zimskim mjesecima mijenja se do oznake 60-70 °.
Kada postavljate solarne ploče na područje uz kuću, bolje je podići ploče iznad površine tla za najmanje pola metra u slučaju velike količine snijega. Ovo rješenje je ispravno u smislu da osigurava dovoljnu udaljenost za cirkulaciju zraka.
Važno je zapamtiti da čak i mala sjena negativno utječe na proizvodnju električne energije od strane jedinice. Ploče trebaju biti postavljene samo na mjestima koja nisu podvrgnuta ni najmanjem sjenilu.
Neki “obrtnici” kako bi zaštitili baterije ugradili su dodatno staklo na vrh panela, ali čak i uz vidljivu prozirnost stakleni sloj može smanjiti učinkovitost ploča za 30%.
Postoji nekoliko načina za popravljanje ploča:
- upotrebom stezaljki;
- provlačenjem kroz prolazne rupe koje se nalaze na dnu okvira.
Nosiva konstrukcija mora biti izrađena od materijala otpornih na koroziju. Bez obzira na način ugradnje, nemoguće je napraviti izmjene i izbušiti dodatne rupe u konstrukciji panela.
Zadatak vlasnika je držati ploče čistima. Akumulacija prašine, snijega i ptičjeg izmeta na ekranu smanjuje količinu električne energije koju sustav generira za najmanje 10%.
Mogućnosti povezivanja s Heliobaterijom
Solarni paneli se sastoje od nekoliko zasebnih panela. Da bi se povećali izlazni parametri sustava u obliku snage, napona i struje, elementi su međusobno povezani, primjenjujući zakone fizike.
Povezivanje nekoliko panela međusobno može se postići primjenom jedne od tri sheme za montažu solarnih baterija:
- paralelno;
- serijski;
- mješoviti.
Paralelni krug uključuje međusobno povezivanje terminala istog naziva, pri čemu elementi imaju dva zajednička čvora konvergencije vodiča i njihovo grananje.
U paralelnom krugu, "plusevi" su povezani s "plusevima", a "minusi" s "minusima", što rezultira povećanjem izlazne struje, a izlazni napon ostaje unutar 12 volta
Veličina maksimalne izlazne struje s paralelnim krugom izravno je proporcionalna broju spojenih elemenata. Načela izračuna iznosa navedena su u članku koji preporučujemo.
Sekvencijalni krug pretpostavlja povezivanje suprotnih polova: "plus" prvog panela s "minusom" drugog. Preostali neiskorišteni "plus" drugog panela i "minus" prve baterije spojeni su na regulator koji se nalazi dalje u krugu.
Ova vrsta veze stvara uvjete za protok električne struje, u kojoj postoji samo jedan način prijenosa energije iz izvora u potrošača.
Uz shemu serijskog povezivanja, izlazni napon se povećava i doseže 24 volta, što je dovoljno za napajanje prijenosne opreme, LED svjetiljki i nekih električnih prijemnika.
Serija paralelnih ili mješovitih krugova najčešće se koristi kada je potrebno spojiti nekoliko skupina baterija. Korištenjem ovog kruga, i napon i struja mogu se povećati na izlazu.
Ova opcija je korisna u smislu da u slučaju kvara jednog od konstrukcijskih elemenata sustava, ostali vezni lanci nastavljaju djelovati. To značajno povećava pouzdanost cijelog sustava.
Uz shemu paralelnog spajanja, izlazni napon dostiže oznaku čije su karakteristike najprikladnije za rješavanje većine svakodnevnih zadataka.
Načelo sastavljanja kombiniranog kruga temelji se na činjenici da su uređaji unutar svake skupine paralelno spojeni. A povezivanje svih grupa u jednom krugu provodi se uzastopno.
Kombinirajući različite vrste priključaka, neće biti teško sastaviti bateriju s potrebnim parametrima. Glavno je da broj priključenih elemenata mora biti takav da radni napon koji dolazi na baterije, uzimajući u obzir njegov pad u strujnom krugu punjenja, prelazi napon samih baterija, a struja opterećenja baterije istovremeno daje potrebnu količinu struje punjenja.
Shema montaže solarnog električnog sustava
Spajanje solarnih panela provodi se aktiviranjem ugrađenih spojnih žica poprečnog presjeka od 4 mm2. To je najprikladnije za ovu svrhu jednožilne bakrene žice, izolacijski omotač koji je otporan na ultraljubičasto zračenje.
U slučaju uporabe žice, čija izolacija nije otporna na UV zrake, preporučuje se njezina vanjska obloga u valovitoj čahuri.
Kraj svake žice je spojen na priključak standarda MC4 lemljenjem ili presovanjem, što osigurava čvrsto spajanje
Bez obzira na odabranu shemu, prije spajanja solarnih panela potrebno je provjeriti ispravnost ožičenja.
Pri priključivanju panela nije preporučljivo prekoračiti tehničke zahtjeve za dopuštenu struju i maksimalni napon drugih uređaja. Važno je pridržavati se specifikacija proizvođača regulatora punjenja i pretvarača.
Standardna montažna shema najjednostavnije solarne elektrane je kako slijedi.
Dijagram ožičenja panela na bateriju, pretvarač i upravljač ima jednostavnu izvedbu, te stoga ne uzrokuje nikakve posebne poteškoće u povezivanju
Kako biste izbjegli oštećenje regulatora, važno je slijediti slijed kod spajanja komponenti sustava.
Instalacijski radovi se izvode u nekoliko faza:
- Baterija je priključena na regulator, koristeći za to prikladne priključke i ne zaboravljajući promatrati polaritet.
- Solarna baterija je spojena na kontroler preko konektora dok se promatra isti polaritet.
- Na utičnice kontrolera priključeno je 12-voltno opterećenje.
- Ako je potrebno pretvoriti električni napon s 12 na 220 V, inverter je uključen u strujni krug. Povezan je samo s baterijom i ni u kojem slučaju ne izravno na upravljač.
- Na slobodan izlaz pretvarača priključite električne uređaje projektirane za napon od 220 V.
Nakon spajanja potrebno je provjeriti polaritet i izmjeriti napon panela u praznom hodu. Ako se pokazatelj razlikuje od vrijednosti putovnice - veza je pogrešna.
Za spajanje uređaja na sustav nema potrebe za otvaranjem razvodne kutije - svi priključci se nalaze u pristupačnosti
U završnoj fazi solarni panel mora biti uzemljen. Kako bi se smanjila vjerojatnost kratkog spoja, osigurači se instaliraju na spojevima između baterije, pretvarača i regulatora.
Onima koji žele izgraditi solarnu bateriju vlastitom rukom pomoći će informacije koje su navedene u sljedećem članku.
Povezivanje višesmjernih elemenata
Koristeći sekvencijsku shemu postavljanja solarnih panela, kako se ne bi smanjila učinkovitost uređaja, svi paneli zajedničkog kruga trebaju biti postavljeni pod jednim kutom i na istoj ravnini.
Ako su paneli smješteni u različitim ravninama, to može dovesti do činjenice da će bliže ili više osvijetljeno raditi još snažnije.
To znači da će blizu ploče proizvoditi električnu energiju, a dio će se pomaknuti da zagrije udaljene ploče. A razlog leži u činjenici da struja teče duž puta najmanjeg otpora. Da bi se gubici sveli na najmanju moguću mjeru, bolje je koristiti zasebni kontroler za svaku ploču.
Glavni zahtjevi pri korištenju kontrolera - snaga priključenih panela preko 1 kW i udaljenost između baterija za dovoljno velike udaljenosti
Problem možete riješiti instaliranjem odsječnih dioda. Nalaze se između ploča. Zbog toga, dajući maksimalnu snagu, ploče se ne pregrijavaju.
Jednako je važan pad napona u spojevima, kao i žice niskonaponskog dijela sustava.
Tablica neusklađenosti prenesene snage s poprečnim presjekom žice, crvena koja označava parametre kod kojih postoji opasnost od jakog grijanja
Primjerice, činjenica da po metru duljine kabela poprečnog presjeka od 4 mm 2 uz prolaz struje od 80A (napon 12 V) vrijednosti padaju za 3, 19%, što je 30, 6 vata. Kada se koristi zaokret napona može varirati od 0, 1 do 0, 3 V.
Kombinacija solarne i fiksne mreže
Planirajući korištenje električne energije od sunca paralelno s opremljenom centraliziranom fiksnom mrežom, shema povezivanja je nešto drugačija. A glavni razlog za takvu odluku je da privatni potrošač nije u mogućnosti “baciti” preostalu energiju.
I to može izazvati padove napona do jedne sekunde.
Kada se solarna energija kombinira s fiksnom centraliziranom mrežom, slijedi isto pravilo: što je više izvora povezano, shema postaje složenija.
Prema gornjoj shemi, napon iz Heliopolisa je najprije usmjeren prema bateriji, a odatle se prenosi na opterećenje.
Prilikom projektiranja takve opcije instalacije vrijedi uzeti u obzir dvije vrste opterećenja:
- nije rezervirano - svjetlo u kući, kućanski aparati itd.;
- Rezervirano - nužna rasvjeta, hladnjak, električni bojler.
Imajte na umu: što je kapacitet baterije veći, to su autonomniji uređaji koji će raditi izvan mreže.
Odabirom ove metode generiranja energije u mrežu budite spremni na činjenicu da ćete morati izdati dozvolu u lokalnoj električnoj mreži.
Unatoč činjenici da inverteri za solarne panele proizvode napon, čija je kvaliteta ponekad viša od one u centraliziranoj mreži, lokalne mreže ne daju znak električnom brojilu da se okreće u suprotnom smjeru.
Iz tog razloga, prema shemi, solarni inverteri prestaju raditi u trenutku gubitka napona u mreži. I rezervirano opterećenje počinje se "uključivati" iz baterije.
Zaključci i koristan video na temu
Autori videozapisa, koji se nalazi u nastavku, dijele osobno iskustvo i razumiju nijanse montiranja heliopanela.
Video # 1. Primjer montaže i ugradnje sustava tvorničkog uzorka:
Video # 2. Kako instalirati panele:
Ne postoji ništa teško u procesu povezivanja više panela s drugim elementima sustava. Ali za majstora početnike, proces može postati težak. Stoga, u nedostatku iskustva u kalkulacijama i vještinama ugradnje, vrijedi kontaktirati stručnjaka koji ima potrebno znanje.
Želite li reći kako prikupiti vlastitu solarnu elektranu za vrt ili seosku kuću? Možda znate pojedinosti o procesu koji nije opisan u članku? Molimo vas da u bloku napišete komentare, postavite pitanja, podijelite mišljenja i fotografije na temu članka.