ערכות ושיטות חיבור פאנלים סולאריים: כיצד להתקין פאנל סולארי נכון

מקור אנרגיה חלופי המבוסס על פאנלים סולאריים הוא אופציה מצוינת לארגון אספקת חשמל עצמאית.זה יספק יעילות אנרגטית גבוהה לא רק בימים חמים, אלא גם במזג אוויר מעונן. זה יהיה נחמד שיהיה מכשיר כזה בבית, לא?

כדי לעשות זאת, אתה רק צריך לבחור נכון את הרכיבים הטכניים ולבצע התקנה. כל אחד יכול לעשות זאת אם הוא מכיר את התרשימים והשיטות לחיבור פאנלים סולאריים. אנו נספר לכם כיצד לבנות מערכת פרודוקטיבית הממירה "אנרגיה ירוקה" לחשמל הדרוש להנעת ציוד ביתי.

בנוסף, תלמדו כיצד לבחור מקום להתקנת פאנלים סולאריים וכיצד לשלב אותם עם רשת חשמל נייחת. טיפים שימושיים והמלצות חשובות יספקו סיוע יעיל לבעלי מלאכה לבית. כדי להקל על ההבנה, מסופקים צילומים נושאיים, דיאגרמות וסרטונים.

מכשיר סוללה סולארית

כאשר מתכננים לחבר פאנלים סולאריים בעצמך, אתה צריך לקבל מושג מאילו אלמנטים מורכבת המערכת.

פאנלים סולאריים מורכבים מערכה סוללות פוטו-וולטאיות, שמטרתו העיקרית היא המרת אנרגיה סולארית לאנרגיה חשמלית. עוצמת הזרם של המערכת תלויה בעוצמת האור: ככל שהקרינה בהירה יותר, כך גדל הזרם שנוצר.

המרכיבים המבניים העיקריים של המערכת הם:

• סוללה סולארית - ממירה את אור השמש לאנרגיה חשמלית.
• סוֹלְלָה – מקור זרם כימי שצובר חשמל המופק.
• בקר טעינה - מנטר את מתח הסוללה.
• ממיר מתח, הממיר את המתח החשמלי הישיר של הסוללה ל-220V לסירוגין, הנחוץ לתפקוד מערכת התאורה ולתפעול מכשירי החשמל הביתיים.
• מפסקי פחת, מותקן בין כל מרכיבי המערכת ומגן על המערכת מפני קצרים חשמליים.
• סט מחברים סטנדרטיים MC4.

בנוסף למטרה העיקרית של הבקר - לנטר את מתח הסוללה, המכשיר מכבה אלמנטים מסוימים לפי הצורך. אם המחוון במסופי הסוללה במהלך היום מגיע ל-14 וולט, מה שמצביע על טעינת יתר, הבקר מפסיק את הטעינה.

בנוסף למודול הסולארי, המכשיר של תחנת כוח כזו כולל ממירים פוטואלקטריים - בקר ומהפך, כמו גם סוללות המחוברות אליהם

בלילה, כאשר מתח הסוללה מגיע לרמה נמוכה במיוחד של 11 וולט, הבקר מפסיק את פעולת תחנת הכוח.

איפה הכי כדאי להתקין את הפאנלים?

הדבר הראשון שעליך לעשות לפני התקנה וחיבור של סוללה סולארית הוא להחליט על מיקום היחידה.

כדי להתקין מודולים פוטו-וולטאיים, נוח להשתמש במבנים נייחים העשויים מפרופילי מתכת, או אנלוגים סיבוביים מודרניים יותר

ניתן להציב פאנלים סולאריים כמעט בכל נקודה מוארת היטב:

• על גג קוטג' כפרי;
• במרפסת של בניין דירות;
• באזור הסמוך לבית.

העיקר הוא לספק את התנאים הדרושים להשגת ייצור חשמל מרבי. אחד מהם הוא הכיוון וזווית הנטייה ביחס לאופק.אז יש לכוון את המשטח הסופג אור של היחידה לכיוון דרום.

באופן אידיאלי, קרני השמש צריכות ליפול עליו ב-90 מעלות. כדי להשיג אפקט זה, יש צורך לבחור את זווית המדרון האופטימלית בהתאם לתנאי האקלים של האזור. אינדיקטור זה שונה עבור כל אזור.

כדי להבטיח ביצועים מרביים של פאנלים סולאריים, מומלץ לשנות את זווית המכשירים 2-4 פעמים בשנה: 18 באפריל, 24 באוגוסט, 7 באוקטובר ו-5 במרץ.

לדוגמה, באזור מוסקבה, זווית הנטייה של פני השטח של פאנלים סולאריים בחודשי הקיץ היא 15-20 מעלות, ובחודשי החורף היא משתנה ל-60-70 מעלות.

בהצבת פאנלים סולאריים בשטח הסמוך לבית, עדיף להעלות את הפאנלים מעל פני הקרקע בחצי מטר לפחות - במקרה של כמות גדולה של שלג. פתרון זה נכון גם במובן זה שהוא מספק מרחק מספיק לזרימת אוויר.

כדאי לזכור שגם לצל קטן יש השפעה מזיקה על ייצור החשמל של היחידה. יש להציב לוחות רק במקומות שאינם נתונים ולו להצללה הקטנה ביותר.

יש "בעלי מלאכה" שמתקינים זכוכית נוספת על גבי הפאנלים כדי להגן על הסוללות, אך גם עם שקיפות גלויה, שכבת הזכוכית יכולה להפחית את יעילות הפאנלים ב-30%

ישנן מספר דרכים לתקן את הפאנלים:

• על ידי הפעלת מלחצי ההידוק;
• על ידי הברגה דרך חורים הממוקמים בתחתית המסגרת.

המבנה התומך חייב להיות עשוי מחומרים עמידים בפני קורוזיה. ללא קשר לשיטת ההתקנה, אינך יכול לבצע שינויים בעיצוב הפנל בעצמך או לקדוח חורים נוספים.

תפקידו של בעל הבית לשמור על הפנלים נקיים. איסוף אבק, שלג ולשלשת ציפורים על המסך תפחית את כמות החשמל שמייצרת המערכת ב-10% לפחות.

אפשרויות חיבור לסוללה סולארית

פאנלים סולאריים מורכבים ממספר פאנלים בודדים. כדי להגדיל את פרמטרי הפלט של המערכת בצורה של כוח, מתח וזרם, אלמנטים מחוברים זה לזה באמצעות חוקי הפיזיקה.

חיבור מספר פאנלים זה לזה יכול להתבצע באמצעות אחת משלוש סכימות התקנת פאנלים סולאריים:

• מַקְבִּיל;
• סִדרָתִי;
• מעורב.

מעגל מקביל כרוך בחיבור מסופים בעלי שם זהה זה לזה, שבהם יש לאלמנטים שני צמתים משותפים להתכנסות מוליכים ולהסתעפות שלהם.

במעגל מקביל, "פלוסים" מחוברים ל"פלוסים", ו"מינוסים" ל"מינוסים", וכתוצאה מכך זרם המוצא גדל, ומתח המוצא נשאר בטווח של 12 וולט

זרם המוצא המרבי האפשרי במעגל מקביל הוא פרופורציונלי ישר ל מספר האלמנטים המחוברים. העקרונות לחישוב כמויות ניתנים במאמר המומלץ שלנו.

מעגל סדרתי כולל חיבור קטבים מנוגדים: ה"פלוס" של הלוח הראשון ל"מינוס" של השני. ה"פלוס" הנותרים שאינם בשימוש של הפאנל השני וה"מינוס" של הסוללה הראשונה מחוברים לבקר הממוקם בהמשך המעגל.

סוג זה של חיבור יוצר תנאים לזרימת זרם חשמלי, שבהם נותר הנתיב היחיד להעברת אנרגיה מהמקור לצרכן.

עם ערכת חיבור טורית, מתח המוצא עולה ומגיע ל-24 וולט, וזה מספיק כדי להפעיל ציוד נייד, מנורות LED וכמה מקלטי חשמל

מעגל מקביל לסדרה או מעורב משמש לרוב כאשר יש צורך לחבר מספר קבוצות של סוללות. על ידי שימוש במעגל זה, ניתן להגדיל גם את המתח וגם את הזרם במוצא.

עם מעגל חיבור סדרתי מקביל, מתח המוצא מגיע לרמה שהמאפיינים שלה מתאימים ביותר לפתרון עיקר הבעיות הביתיות

אפשרות זו מועילה גם במובן זה שאם אחד המרכיבים המבניים של המערכת נכשל, שאר מעגלי החיבור ממשיכים לתפקד. זה מגדיל משמעותית את האמינות של המערכת כולה.

העיקרון של הרכבת מעגל משולב מבוסס על העובדה שהתקנים בתוך כל קבוצה מחוברים במקביל. וכל הקבוצות מחוברות במעגל אחד בסדרה.

על ידי שילוב סוגים שונים של חיבורים, לא קשה להרכיב סוללה עם הפרמטרים הנדרשים. העיקר הוא שמספר האלמנטים המחוברים חייב להיות כזה שמתח ההפעלה המסופק לסוללות, בהתחשב בנפילתו במעגל הטעינה, עולה על המתח של הסוללות עצמן. סוללותוזרם הטעינה של הסוללה סיפק את הכמות הנדרשת של זרם הטעינה.

תרשים הרכבה של מערכת אנרגיה סולארית

חיבור פאנלים סולאריים מתבצע באמצעות חוטי חיבור מובנים בחתך רוחב של 4 מ"מ². חוטי נחושת חד-ליביים, שהצמה המבודדת שלהם עמידה בפני קרינה אולטרה סגולה, מתאימים ביותר למטרה זו.

אם משתמשים בחוט שהבידוד שלו אינו עמיד בפני קרני UV, מומלץ להניחו חיצונית בשרוול גלי.

קצה כל חוט מחובר למחבר MC4 על ידי הלחמה או כיווץ, וכתוצאה מכך חיבור אטום

ללא קשר לתכנית הנבחרת, לפני חיבור פאנלים סולאריים חובה לבדוק את תקינות ההתקנה החשמלית.

בעת חיבור לוחות, לא מומלץ לחרוג מהדרישות הטכניות עבור הזרם המותר והמתח המרבי של מכשירים אחרים. חשוב להקפיד על מפרטי בקר הטעינה והמהפך שצוינו על ידי היצרן.

תרשים ההרכבה הסטנדרטי עבור תחנת הכוח הסולארית הפשוטה ביותר הוא כדלקמן.

תרשים החיבור של הפאנלים לסוללה, המהפך והבקר הוא פשוט בעיצובו, ולכן אינו גורם לקשיים מיוחדים בחיבור

כדי למנוע שבירה בקר, בעת חיבור רכיבי מערכת, חשוב לעקוב אחר הרצף.

עבודות ההתקנה מתבצעות במספר שלבים:

1. הסוללה מחוברת לבקר באמצעות המחברים המתאימים ותזכור לבחון את הקוטביות.
2. סוללה סולארית מחוברת לבקר באמצעות מחברים, תוך שמירה על אותה קוטביות.
3. עומס 12V מחובר למחברי הבקר.
4. אם יש צורך להמיר את המתח החשמלי מ-12 ל-220 וולט, אז מהפך כלול במעגל.הוא מחובר רק לסוללה ובשום מקרה לא ישירות לבקר.
5. מכשירי חשמל המיועדים למתח של 220 וולט מחוברים לפלט החופשי של המהפך.

לאחר ביצוע החיבור, עליך לבדוק את הקוטביות ולמדוד את מתח המעגל הפתוח של הפאנלים. אם המחוון שונה מערך הדרכון, החיבור לא נעשה כהלכה.

כדי לחבר את המכשיר למערכת, אין צורך לפתוח את קופסת החיבורים - כל המחברים המחברים ממוקמים בהישג יד

בשלב הסופי, הסוללה הסולארית חייבת להיות מוארקת. כדי למזער את הסבירות לקצר חשמלי, מותקנים נתיכים בנקודות החיבור בין הסוללה, המהפך והבקר.

האנרגיה של תחנות כוח סולאריות תשמש להפעלת מכשירי חשמל ביתיים בהספק נמוך ובטעינת סוללות של ציוד נייד:

המעוניינים לבנות סוללה סולארית במו ידיו, יעזרו במידע שיינתן. במאמר הבא.

חיבור אלמנטים רב כיווניים

בעת שימוש בסכימת התקנת פאנל סולארי רציף, כדי לא להפחית את יעילות המכשירים, יש למקם את כל לוחות המעגל המשותף באותה זווית ובאותו מישור.

אם הלוחות ממוקמים במישורים שונים, הדבר עלול להוביל לכך שהמואר הקרוב ביותר או המואר יותר יפעל בעוצמה רבה יותר מאלה הממוקמים קצת יותר רחוק.

המשמעות היא שהפאנל הקרוב יפיק חשמל, שחלקו ישוחרר לחימום הפאנלים המרוחקים. והסיבה נעוצה בעובדה שהזרם זורם לאורך הנתיב של ההתנגדות הפחותה. כדי למזער הפסדים, עדיף להשתמש בבקר נפרד עבור כל פאנל.

הדרישות העיקריות בעת שימוש בבקר הן הספק של הפאנלים המחוברים מעל 1 קילוואט והמרחק בין הסוללות במרחק גדול מספיק

ניתן לפתור את הבעיה גם על ידי התקנת דיודות ניתוק. הם ממוקמים בפנים בין הצלחות. הודות לכך, תוך אספקת כוח מרבי, הצלחות אינן מתחממות יתר על המידה.

נפילת המתח בחיבורים, כמו גם בחוטים עצמם, של חלק המתח הנמוך של המערכת חשובה אף היא.

טבלת אי התאמה בין ההספק המועבר לבין חתך החוט, המציינת באדום את הפרמטרים שבהם קיים סיכון לחימום אש חזק

דוגמה היא העובדה כי עבור מטר חתיכת כבל עם חתך של 4 מ"מ² כאשר זרם של 80A (מתח 12 V) עובר, הערכים יורדים ב-3.19%, שהם 30.6 W. כאשר פיתול מופעל, ירידת המתח יכולה להשתנות בין 0.1 ל-0.3 וולט.

שילוב של אנרגיה סולארית ורשת נייחת

כאשר מתכננים להשתמש בחשמל מהשמש במקביל לרשת נייחת מרכזית מצוידת, דיאגרמת החיבור עשויה מעט שונה. והסיבה העיקרית להחלטה הזו היא שלצרכן הפרטי אין אפשרות "להשליך" את האנרגיה שנותרה.

וזה יכול לעורר עליות מתח הנמשכות עד שנייה אחת.

כאשר משלבים חשמל סולארי עם רשת מרכזית נייחת, הם מונחים על ידי אותו כלל: ככל שמחוברים יותר מקורות, כך התוכנית הופכת מורכבת יותר.

לפי התרשים לעיל, המתח מהליושדה מופנה תחילה לכיוון הסוללה, ומשם הוא מועבר לעומס.

בעת תכנון אפשרות התקנה זו, כדאי לקחת בחשבון שני סוגי עומס:

• לא ניתן להזמנה – אורות בבית, מכשירי חשמל ביתיים וכו';
• שמורות – תאורת חירום, מקרר, דוד חשמל.

זכור: ככל שקיבולת הסוללה גדולה יותר, כך מכשירי הגיבוי החשמליים יעבדו זמן רב יותר במצב אוטונומי.

בעת בחירת שיטה זו להפקת אנרגיה לרשת, היה מוכן לכך שתצטרך להגיש בקשה להרשאה מרשתות חשמל מקומיות.

למרות ש ממירים לפאנלים סולאריים לייצר מתח, שאיכותו לפעמים גבוהה מזו שברשת הריכוזית; רשתות החשמל המקומיות אינן נותנות אישור למונה החשמלי להסתובב בכיוון ההפוך.

מסיבה זו, על פי התוכנית, ממירים סולאריים מפסיקים לעבוד כאשר המתח ברשת אובד. והעומס המיותר מתחיל להיות "מופעל" מהסוללה.

מסקנות וסרטון שימושי בנושא

מחברי חומר הווידאו, המופיע להלן, חולקים את הניסיון האישי שלהם ומנתחים את הניואנסים של התקנת פאנלים סולאריים.

סרטון מס' 1. דוגמה להרכבה והתקנה של מערכת בתקן מפעל:

סרטון מס' 2. כיצד להתקין לוחות בצורה נכונה:

אין שום דבר מסובך בתהליך חיבור מספר לוחות עם אלמנטים אחרים של המערכת. אבל עבור מאסטר מתחיל, התהליך יכול להיות קשה. לכן, אם אין לך ניסיון בחישובים וכישורי התקנה, עליך לפנות למומחה שיש לו את הידע הדרוש.

האם תרצה לספר לנו כיצד הרכבת תחנת כוח סולארית משלך לדאצ'ה או לבית הכפרי שלך? אולי אתה מכיר את הדקויות של התהליך שאינן מתוארות במאמר? אנא כתוב הערות בבלוק למטה, שאל שאלות, שתף את דעתך ותמונות על נושא המאמר.