Schemi e metodi di collegamento dei pannelli solari: come installare correttamente un pannello solare

Una fonte di energia alternativa basata sui pannelli solari è un'ottima opzione per organizzare un'alimentazione elettrica indipendente.Fornirà un'elevata efficienza energetica non solo nelle giornate calde, ma anche con tempo nuvoloso. Sarebbe bello avere un dispositivo del genere a casa, no?

Per fare ciò è sufficiente selezionare correttamente i componenti tecnici ed eseguire l'installazione. Chiunque può farlo se conosce gli schemi e i metodi di collegamento dei pannelli solari. Ti racconteremo come costruire un sistema produttivo che converta “energia verde” in elettricità necessaria per alimentare le apparecchiature domestiche.

Inoltre, imparerai come scegliere un luogo in cui installare i pannelli solari e come combinarli con una rete elettrica fissa. Consigli utili e raccomandazioni importanti forniranno un'assistenza efficace agli artigiani domestici. Per facilitarne la comprensione vengono fornite fotografie tematiche, schemi e video.

Dispositivo a batteria solare

Quando pianifichi di collegare tu stesso i pannelli solari, devi avere un'idea di quali elementi è composto dal sistema.

I pannelli solari sono costituiti da un kit batterie fotovoltaiche, il cui scopo principale è convertire l'energia solare in energia elettrica. L'intensità attuale del sistema dipende dall'intensità della luce: più intensa è la radiazione, maggiore è la corrente generata.

I principali elementi strutturali del sistema sono:

• Batteria solare – converte la luce solare in energia elettrica.
• Batteria – una fonte di corrente chimica che accumula l’elettricità generata.
• Regolatore di carica – monitora la tensione della batteria.
• Invertitore, che converte la tensione elettrica continua della batteria in alternata 220V, necessaria per il funzionamento del sistema di illuminazione e il funzionamento degli elettrodomestici.
• Interruttori, installato tra tutti gli elementi del sistema e proteggendo il sistema dai cortocircuiti.
• Set di connettori standard MC4.

Oltre allo scopo principale del controller, ovvero monitorare la tensione della batteria, il dispositivo disattiva alcuni elementi secondo necessità. Se l'indicatore ai terminali della batteria durante il giorno raggiunge 14 Volt, il che indica che sono sovraccaricati, il controller interrompe la ricarica.

Oltre al modulo solare, il dispositivo di una tale centrale elettrica comprende convertitori fotoelettrici: un controller e un inverter, nonché le batterie ad essi collegate

Di notte, quando la tensione della batteria raggiunge il livello estremamente basso di 11 Volt, il controller interrompe il funzionamento della centrale elettrica.

Qual è il posto migliore per installare i pannelli?

La prima cosa che devi fare prima di installare e collegare una batteria solare è decidere la posizione dell'unità.

Per installare i moduli fotovoltaici, è conveniente utilizzare strutture fisse realizzate con profili metallici o analoghi rotanti più modernizzati

I pannelli solari possono essere posizionati in quasi tutti i punti ben illuminati:

• sul tetto di una casetta di campagna;
• sul balcone di un condominio;
• nella zona adiacente alla casa.

La cosa principale è fornire le condizioni necessarie per ottenere la massima produzione di elettricità. Uno di questi è l'orientamento e l'angolo di inclinazione rispetto all'orizzonte.Quindi la superficie che assorbe la luce dell'unità dovrebbe essere diretta a sud.

Idealmente, i raggi del sole dovrebbero cadere su di esso a 90°. Per ottenere questo effetto, è necessario selezionare l'angolo di pendenza ottimale in base alle condizioni climatiche della regione. Questo indicatore è diverso per ciascuna regione.

Per garantire la massima resa dei pannelli solari, si consiglia di cambiare l'angolazione dei dispositivi 2-4 volte l'anno: 18 aprile, 24 agosto, 7 ottobre e 5 marzo

Ad esempio, nella regione di Mosca, l'angolo di inclinazione della superficie dei pannelli solari nei mesi estivi è di 15-20°, mentre nei mesi invernali varia a 60-70°.

Quando si posizionano i pannelli solari nell'area adiacente alla casa, è meglio sollevare i pannelli sopra la superficie del suolo di almeno mezzo metro, nel caso in cui cada una grande quantità di neve. Questa soluzione è corretta anche nel senso che fornisce una distanza sufficiente per la circolazione dell'aria.

Vale la pena ricordare che anche una piccola ombra ha un effetto dannoso sulla produzione di elettricità dell'unità. I pannelli dovranno essere posizionati solo in luoghi non soggetti alla minima ombreggiatura.

Alcuni “artigiani” installano vetro aggiuntivo sopra i pannelli per proteggere le batterie, ma anche con la trasparenza visibile, lo strato di vetro può ridurre l’efficienza dei pannelli del 30%

Esistono diversi modi per riparare i pannelli:

• attivando le pinze di serraggio;
• mediante imbullonatura attraverso i fori passanti situati nella parte inferiore del telaio.

La struttura portante deve essere realizzata con materiali resistenti alla corrosione. Indipendentemente dal metodo di installazione, non è possibile apportare modifiche al design del pannello da soli o praticare fori aggiuntivi.

È compito del proprietario della casa mantenere puliti i pannelli. Raccogliere polvere, neve ed escrementi di uccelli sullo schermo ridurrà la quantità di elettricità prodotta dal sistema di almeno il 10%.

Opzioni di connessione della batteria solare

I pannelli solari sono costituiti da diversi pannelli singoli. Per aumentare i parametri di output del sistema sotto forma di potenza, tensione e corrente, gli elementi sono collegati tra loro utilizzando le leggi della fisica.

Il collegamento di più pannelli tra loro può essere effettuato utilizzando uno dei tre schemi di installazione dei pannelli solari:

• parallelo;
• sequenziale;
• misto.

Un circuito parallelo prevede il collegamento tra loro di terminali con lo stesso nome, in cui gli elementi hanno due nodi comuni per la convergenza dei conduttori e la loro ramificazione.

In un circuito parallelo, i "più" sono collegati ai "più" e i "meno" ai "meno", in conseguenza dei quali la corrente di uscita aumenta e la tensione di uscita rimane entro 12 Volt

La massima corrente di uscita possibile in un circuito parallelo è direttamente proporzionale a numero di elementi collegati. I principi per il calcolo delle quantità sono forniti nel nostro articolo consigliato.

Un circuito in serie prevede il collegamento di poli opposti: il “più” del primo pannello al “meno” del secondo. Il "più" rimanente e non utilizzato del secondo pannello e il "meno" della prima batteria sono collegati al controller situato più avanti lungo il circuito.

Questo tipo di connessione crea le condizioni per il flusso di corrente elettrica, in cui rimane l'unico percorso per il trasferimento di energia dalla fonte al consumatore.

Con uno schema di connessione seriale, la tensione di uscita aumenta e raggiunge i 24 Volt, sufficienti per alimentare apparecchiature portatili, lampade a LED e alcuni ricevitori elettrici

Un circuito in serie-parallelo o misto viene spesso utilizzato quando è necessario collegare più gruppi di batterie. Utilizzando questo circuito, è possibile aumentare sia la tensione che la corrente in uscita.

Con un circuito di collegamento in serie-parallelo, la tensione di uscita raggiunge un livello le cui caratteristiche sono più adatte a risolvere la maggior parte dei problemi domestici

Questa opzione è vantaggiosa anche nel senso che se uno degli elementi strutturali del sistema si guasta, gli altri circuiti di collegamento continuano a funzionare. Ciò aumenta significativamente l’affidabilità dell’intero sistema.

Il principio di assemblaggio di un circuito combinato si basa sul fatto che i dispositivi all'interno di ciascun gruppo sono collegati in parallelo. E tutti i gruppi sono collegati in un circuito in serie.

Combinando diversi tipi di connessioni, non è difficile assemblare una batteria con i parametri richiesti. La cosa principale è che il numero di elementi collegati deve essere tale che la tensione operativa fornita alle batterie, tenendo conto della sua caduta nel circuito di carica, superi la tensione delle batterie stesse. batteriee la corrente di carico della batteria ha fornito la quantità di corrente di carica richiesta.

Schema di montaggio del sistema di energia solare

Il collegamento dei pannelli solari viene effettuato utilizzando cavi di collegamento integrati con una sezione di 4 mm². I fili di rame unipolari, la cui treccia isolante è resistente alle radiazioni ultraviolette, sono i più adatti a questo scopo.

Se si utilizza un filo il cui isolamento non resiste ai raggi UV, si consiglia di posarlo esternamente in una guaina corrugata.

L'estremità di ciascun filo è collegata a un connettore MC4 mediante saldatura o crimpatura, ottenendo una connessione sigillata

Indipendentemente dallo schema scelto, prima collegamento di pannelli solari È imperativo verificare la correttezza dell'installazione elettrica.

Quando si collegano i pannelli, non è consigliabile superare i requisiti tecnici per la corrente consentita e la tensione massima di altri dispositivi. È importante rispettare le specifiche del regolatore di carica e dell'inverter specificate dal produttore.

Lo schema di assemblaggio standard per la centrale solare più semplice è il seguente.

Lo schema di collegamento dei pannelli alla batteria, all'inverter e al controller è semplice nel design e quindi non presenta particolari difficoltà di collegamento

Per evitare rotture controllore, quando si collegano gli elementi del sistema, è importante seguire la sequenza.

Il lavoro di installazione viene eseguito in più fasi:

1. La batteria si collega al controller utilizzando gli appositi connettori e ricordandosi di rispettare la polarità.
2. Una batteria solare è collegata al controller tramite connettori, mantenendo la stessa polarità.
3. Ai connettori del controller è collegato un carico da 12 V.
4. Se è necessario convertire la tensione elettrica da 12 a 220 V, nel circuito è incluso un inverter.Si collega solo alla batteria e in nessun caso direttamente al controller.
5. Gli apparecchi elettrici progettati per una tensione di 220 V sono collegati all'uscita libera dell'inverter.

Dopo aver effettuato il collegamento è necessario verificare la polarità e misurare la tensione a circuito aperto dei pannelli. Se l'indicatore differisce dal valore del passaporto, la connessione non viene effettuata correttamente.

Per collegare il dispositivo al sistema non è necessario aprire la scatola di giunzione: tutti i connettori di collegamento sono facilmente raggiungibili

Nella fase finale, la batteria solare deve essere messa a terra. Per ridurre al minimo la probabilità di un cortocircuito, nei punti di collegamento tra batteria, inverter e controller sono installati dei fusibili.

L'energia delle centrali solari verrà utilizzata per alimentare elettrodomestici a bassa potenza e per caricare le batterie delle apparecchiature mobili:

Coloro che desiderano costruire una batteria solare con le proprie mani saranno aiutati dalle informazioni fornite. nel prossimo articolo.

Collegamento di elementi multidirezionali

Quando si utilizza uno schema di installazione sequenziale dei pannelli solari, per non ridurre l'efficienza dei dispositivi, tutti i pannelli del circuito comune devono essere posizionati con la stessa angolazione e sullo stesso piano.

Se i pannelli si trovano su piani diversi, ciò può portare al fatto che quello più vicino o più illuminato funzionerà in modo più potente di quelli situati un po' più distanti.

Ciò significa che il pannello vicino genererà elettricità, parte della quale verrà rilasciata per riscaldare i pannelli distanti. E la ragione sta nel fatto che la corrente scorre lungo il percorso di minor resistenza. Per ridurre al minimo le perdite, è meglio utilizzare un controller separato per ciascun pannello.

I requisiti principali per l'utilizzo del controller sono la potenza dei pannelli collegati superiore a 1 kW e la distanza tra le batterie ad una distanza sufficientemente ampia

Il problema può essere risolto anche installando diodi di interruzione. Sono posizionati all'interno tra i piatti. Grazie a questo, pur erogando la massima potenza, le piastre non si surriscaldano.

Importante è anche la caduta di tensione nei collegamenti, nonché nei cavi stessi, della parte a bassa tensione del sistema.

Tabella delle discrepanze tra la potenza trasmessa e la sezione dei conduttori, indicando in rosso i parametri ai quali sussiste il rischio di forte surriscaldamento dell'incendio

Un esempio è il fatto che per un metro di cavo con una sezione trasversale di 4 mm² al passaggio di una corrente di 80A (tensione 12 V) i valori scendono del 3,19%, ovvero 30,6 W. Quando la rotazione è attivata, la caduta di tensione può variare da 0,1 a 0,3 V.

Combinazione di energia solare e rete fissa

Quando si prevede di utilizzare l'elettricità dal sole in parallelo con una rete fissa centralizzata attrezzata, lo schema di collegamento viene reso leggermente diverso. E il motivo principale di questa decisione è che il consumatore privato non ha la possibilità di “scaricare” l'energia rimanente.

E questo può provocare picchi di tensione che durano fino a un secondo.

Quando si combina l'elettricità solare con una rete centralizzata fissa, si segue la stessa regola: più fonti sono collegate, più complesso diventa lo schema

Secondo lo schema sopra riportato, la tensione dell'eliocampo viene prima diretta alla batteria e da lì trasmessa al carico.

Quando si progetta questa opzione di installazione, vale la pena tenere conto di due tipi di carico:

• non prenotabile – luce della casa, elettrodomestici, ecc.;
• riservato – illuminazione di emergenza, frigorifero, boiler elettrico.

Tieni presente: maggiore è la capacità della batteria, più a lungo gli apparecchi elettrici di riserva funzioneranno in modalità autonoma.

Quando scegli questo metodo per generare energia nella rete, preparati al fatto che dovrai richiedere l'autorizzazione alle reti elettriche locali.

Sebbene inverter per pannelli solari producono tensione, la cui qualità talvolta è superiore a quella della rete centralizzata; le reti elettriche locali non danno il via libera alla rotazione del contatore elettrico nella direzione opposta.

Per questo motivo, secondo lo schema, gli inverter solari smettono di funzionare quando viene a mancare la tensione nella rete. E il carico ridondante inizia ad essere “alimentato” dalla batteria.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Gli autori del materiale video, fornito di seguito, condividono la loro esperienza personale e analizzano le sfumature dell'installazione dei pannelli solari.

Video n.1. Un esempio di assemblaggio e installazione di un sistema standard di fabbrica:

Video n.2. Come installare correttamente i pannelli:

Non c'è nulla di complicato nel processo di collegamento di più pannelli con altri elementi del sistema. Ma per un maestro alle prime armi il processo può diventare difficile. Pertanto, se non si ha esperienza nei calcoli e nelle capacità di installazione, è necessario contattare uno specialista che abbia le conoscenze necessarie.

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