Esquemas y métodos de conexión de paneles solares: cómo instalar correctamente el panel solar
Una fuente de energía alternativa basada en paneles solares es una excelente opción para organizar un suministro de energía independiente. Proporcionará una alta eficiencia energética no solo en días calurosos, sino también en tiempo nublado. Sería bueno tener un dispositivo así en casa, ¿verdad?
Para hacer esto, solo necesita seleccionar correctamente los componentes técnicos e instalar. Todos pueden hacer esto, conociendo los esquemas y métodos para conectar paneles solares. Le diremos cómo construir un sistema de producción que procese "energía verde" en electricidad, que es necesaria para alimentar los equipos domésticos.
Además, aprenderá cómo elegir un lugar para instalar paneles solares y cómo combinarlos con una red eléctrica fija. Consejos útiles y recomendaciones importantes ayudarán efectivamente a los maestros de casa. Para simplificar la percepción, se dan fotografías temáticas, diagramas y videos.
El contenido del artículo:
Dispositivo solar
Cuando planee conectar paneles solares usted mismo, debe tener una idea de en qué elementos consiste el sistema.
Los paneles solares consisten en un kit baterías en celdas fotovoltaicascuyo propósito principal es convertir la energía solar en energía eléctrica. La intensidad actual del sistema depende de la intensidad de la luz: cuanto más brillante es la radiación, mayor es la corriente generada.
Los principales elementos estructurales del sistema son:
- Batería solar - Convierte la luz solar en energía eléctrica.
- Batería - Una fuente de corriente química que acumula energía eléctrica generada.
- Controlador de carga - Monitorea el voltaje de las baterías.
- Inversor, que convierte el voltaje eléctrico constante de la batería en CA 220V, que es necesario para el funcionamiento del sistema de iluminación y el funcionamiento de los electrodomésticos.
- Fusiblesinstalado entre todos los elementos del sistema y proteger el sistema contra cortocircuitos.
- Conjunto de conectores estándar MC4.
Además del propósito principal del controlador es monitorear el voltaje de las baterías, el dispositivo apaga ciertos elementos según sea necesario. Si el indicador en los terminales de la batería durante el día alcanza una marca de 14 voltios, lo que indica que se están recargando, el controlador interrumpe la carga.
Durante el período nocturno, cuando el indicador de voltaje de la batería alcanza un nivel extremadamente bajo de 11 voltios, el controlador detiene la planta de energía.
¿Dónde es mejor instalar los paneles?
Lo primero que debe hacer antes de instalar y conectar la batería solar es determinar la ubicación de la unidad.
Los paneles solares se pueden colocar en casi cualquier lugar bien iluminado:
- en el techo de una casa de campo;
- en el balcón del edificio de apartamentos;
- en el territorio adyacente a la casa.
Lo principal es proporcionar las condiciones necesarias para obtener la máxima generación de energía. Una de ellas es la orientación y el ángulo de inclinación en relación con el horizonte. Por lo tanto, la superficie absorbente de luz de la unidad debe dirigirse hacia el lado sur.
Idealmente, los rayos del sol deberían caer sobre él a 90 °. Para lograr este efecto, es necesario seleccionar el ángulo de inclinación óptimo dependiendo de las condiciones climáticas de la región. Para cada región, este indicador es diferente.
Por ejemplo, en la región de Moscú, el ángulo de inclinación de la superficie de los paneles solares para los meses de verano es de 15-20 °, y en los meses de invierno cambia a 60-70 °.
Al colocar paneles solares en el territorio adyacente a la casa, es mejor levantar los paneles sobre la superficie del suelo al menos medio metro, en caso de fuertes nevadas. Esta solución es correcta en el sentido de que proporciona una distancia suficiente para la circulación del aire.
Vale la pena recordar que incluso una pequeña sombra afecta negativamente la generación de electricidad por la unidad. Los paneles deben colocarse solo en lugares que no estén sujetos a la más mínima sombra.
Hay varias formas de arreglar los paneles:
- activando las pinzas;
- atornillando a través de los agujeros pasantes ubicados en la parte inferior del marco.
La estructura de soporte debe estar hecha de materiales resistentes a la corrosión. Independientemente del método de instalación, es imposible realizar cambios en el diseño del panel y perforar agujeros adicionales.
La tarea del propietario es mantener limpios los paneles. La acumulación de polvo, nieve y excrementos de pájaros en la pantalla en al menos un 10% reduce la cantidad de electricidad producida por el sistema.
Opciones de conexión de células solares
Los paneles solares consisten en varios paneles separados. Para aumentar los parámetros de salida del sistema en forma de potencia, voltaje y corriente, los elementos se conectan entre sí, aplicando las leyes de la física.
La conexión de varios paneles entre sí se puede realizar aplicando uno de los tres esquemas para instalar paneles solares:
- paralelo
- secuencial
- mezclado
Un circuito paralelo implica conectar los mismos terminales entre sí, en los que los elementos tienen dos nodos comunes de convergencia de conductores y su ramificación.
El valor de la corriente de salida máxima posible en un circuito paralelo es directamente proporcional cantidad de elementos conectados. Los principios para calcular la cantidad se dan en nuestro artículo recomendado.
El circuito en serie implica conectar los polos opuestos: el "más" del primer panel al "menos" del segundo. El "más" restante no utilizado del segundo panel y el "menos" de la primera batería están conectados al controlador ubicado más abajo en el circuito.
Este tipo de conexión crea las condiciones para el flujo de corriente eléctrica, en la que sigue siendo la única forma de transferir energía desde la fuente al consumidor.
Un circuito en serie paralelo o mixto se usa con mayor frecuencia cuando es necesario conectar varios grupos de baterías. Al aplicar este circuito a la salida, se pueden aumentar tanto el voltaje como la corriente.
Esta opción es beneficiosa en el sentido de que en caso de falla de uno de los elementos estructurales del sistema, otros circuitos de conexión continúan funcionando. Esto aumenta significativamente la confiabilidad de todo el sistema.
El principio de ensamblaje del circuito combinado se basa en el hecho de que los dispositivos dentro de cada grupo están conectados en paralelo. Y la conexión de todos los grupos en un circuito se lleva a cabo secuencialmente.
Combinando diferentes tipos de conexiones, no será difícil ensamblar una batería con los parámetros necesarios. Lo principal es que el número de elementos conectados debe ser tal que el voltaje de funcionamiento suministrado a las baterías, teniendo en cuenta su caída en el circuito de carga, exceda el voltaje del bateríasmientras que la corriente de carga de la batería proporcionó el valor requerido de la corriente de carga.
Diagrama de montaje de un sistema eléctrico solar.
La conexión de paneles solares se lleva a cabo mediante el uso de cables de conexión incorporados con una sección transversal de 4 mm.2. Los cables de cobre de un solo núcleo son los más adecuados para este propósito, su trenza aislante es resistente a la radiación ultravioleta.
En el caso de utilizar un cable cuyo aislamiento no sea resistente a los rayos UV, se recomienda corrugar su revestimiento exterior.
Independientemente del esquema seleccionado antes conectar paneles solares sin falta es necesario verificar el cableado correcto.
Al conectar los paneles, no se recomienda exceder los requisitos técnicos para la corriente permisible y el voltaje máximo de otros dispositivos. Es importante que siga las especificaciones del fabricante para el controlador de carga y el inversor.
El esquema de montaje estándar de la planta de energía solar más simple es el siguiente.
Para evitar roturas el controlador, cuando se conectan elementos del sistema, es importante seguir la secuencia.
Los trabajos de instalación se realizan en varias etapas:
- La batería está conectada al controlador, utilizando los conectores apropiados para esto y sin olvidar observar la polaridad.
- Al controlador a través de los conectores, observando la misma polaridad, se conecta una batería solar.
- Se conecta una carga de 12 V a las tomas del controlador.
- Si es necesario convertir el voltaje eléctrico de 12 a 220 V, se incluye un inversor en el circuito. Está conectado solo a la batería y en ningún caso directamente al controlador.
- A la salida libre del inversor, conecte aparatos eléctricos diseñados para un voltaje de 220 V.
Después de hacer la conexión, debe verificar la polaridad y medir el voltaje de circuito abierto de los paneles. Si el indicador difiere del valor del pasaporte, la conexión es incorrecta.
En la etapa final, la batería solar debe estar conectada a tierra. Para minimizar la probabilidad de un cortocircuito, se instalan fusibles en la unión entre la batería, el inversor y el controlador.
La energía de las plantas de energía solar encontrará aplicación para alimentar electrodomésticos de baja potencia y para cargar baterías de equipos móviles:
Aquellos que deseen construir una batería solar con sus propias manos ayudarán con la información proporcionada. en el siguiente artículo.
Conexión de elementos multidireccionales.
Utilizando un esquema de instalación secuencial para paneles solares, a fin de no reducir la eficiencia de los dispositivos, todos los paneles del circuito común deben colocarse en el mismo ángulo y en el mismo plano.
Si los paneles están ubicados en planos diferentes, esto puede llevar al hecho de que los más cercanos o más iluminados funcionarán más poderosamente que aquellos ubicados un poco más lejos.
Esto significa que el panel cercano generará electricidad, parte de la cual se irá para calentar los paneles lejanos. Y la razón es que la corriente fluye a lo largo del camino de menor resistencia. Para minimizar las pérdidas, es mejor usar un controlador separado para cada panel.
Puede resolver el problema instalando diodos de corte. Se colocan dentro entre las placas. Debido a esto, dando el indicador de potencia máxima, las placas no se sobrecalientan.
Igualmente importante es la caída de voltaje en las conexiones, así como los propios cables de la parte de bajo voltaje del sistema.
Un ejemplo es el hecho de que una sección del medidor de un cable con una sección transversal de 4 mm2 Cuando la corriente pasa a través del indicador 80A (voltaje 12 V), los valores caen un 3,19%, que es 30,6 vatios. Cuando se usan giros, la caída de voltaje puede variar de 0.1 a 0.3 V.
Combinación de energía solar y una red estacionaria.
Cuando se planea utilizar electricidad del sol en paralelo con la red estacionaria centralizada equipada, el esquema de conexión es ligeramente diferente. Y la razón principal de esta decisión es que el consumidor privado no tiene la oportunidad de "descargar" la energía restante.
Y esto puede provocar caídas de voltaje que duran hasta un segundo.
Según el diagrama anterior, el voltaje de la heliópolis se dirige primero hacia la batería, y desde allí se transmite a la carga.
Al diseñar una opción de instalación de este tipo, se deben tener en cuenta dos tipos de carga:
- no reservado - luz en la casa, electrodomésticos, etc.
- reservado - Alumbrado de emergencia, refrigerador, caldera eléctrica.
Considere: cuanto mayor sea la capacidad de la batería, más aparatos eléctricos redundantes funcionarán sin conexión.
Al elegir este método de generación de energía en la red, prepárese para el hecho de que tendrá que elaborar un permiso en las redes locales de energía.
A pesar de que inversores solares Generan voltaje, cuya calidad es a veces mayor que la de una red centralizada, las redes de energía locales no le dan luz verde al medidor para que gire en la dirección opuesta.
Por esta razón, de acuerdo con el esquema, los inversores solares dejan de funcionar en el momento de una falla de energía. Y la carga redundante comienza a "alimentarse" desde la batería.
Conclusiones y video útil sobre el tema.
Los autores del material de video, que se proporciona a continuación, comparten su experiencia personal y analizan los matices de la instalación de paneles solares.
Video # 1. Un ejemplo de montaje e instalación de un sistema construido en fábrica:
Video # 2. Cómo instalar los paneles correctamente:
No hay nada complicado en el proceso de conectar varios paneles con otros elementos del sistema. Pero para un maestro novato, el proceso puede volverse difícil. Por lo tanto, en ausencia de experiencia en cálculos y habilidades de instalación, debe comunicarse con un especialista que tenga los conocimientos necesarios.
¿Quiere contar cómo construyó su propia estación de energía solar para una casa de verano o una casa de campo? ¿Quizás conoces las sutilezas del proceso que no se describen en el artículo? Escriba comentarios en el bloque a continuación, haga preguntas, comparta opiniones y fotos sobre el tema del artículo.
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Voy a transferir mi casa de la electricidad a los paneles solares. Ya en todo el territorio puso luces en la energía solar. Por supuesto, confío en la instalación de paneles solares solo a un profesional, porque objetivamente sin experiencia no puedo hacer todo con seguridad. Dígame, si planeo convertir solo parte de los electrodomésticos en energía solar, y dejar algunos de ellos encendidos, ¿es posible?
Oleg, hay una respuesta a su pregunta en la sección "Combinando energía solar y una red estacionaria". Esa combinación le permite maximizar el uso de energía solar y usar electrodomésticos en cualquier momento, independientemente de las condiciones climáticas.
Simplemente no te olvides de contras como:
- Golpear una sombra en una barra de chocolate bloquea el trabajo de los demás asociados con ella;
- Duración de la batería hasta 10 años;
- En días soleados, no solo es la máxima eficiencia energética, sino también el calentamiento de los paneles (especialmente en climas tranquilos). Y aumentar la temperatura del panel en cada grado reduce la eficiencia en un promedio de 0.5%;
- El polvo de la superficie reduce la eficiencia del panel;
- Con el tiempo, la eficiencia del panel disminuye a 0.8% por año (activamente en los primeros 2 años - hasta 2%).
Con paneles de hoy con una eficiencia de hasta el 20% (máximo para los nuevos), la posibilidad de su uso es discutible en la mayoría de los casos, incluso en ausencia de redes eléctricas, un simple generador diesel se convertirá en una compra más útil.
Dígame cómo conectar los paneles solares y el controlador MRT 12-24 V, 20 A. Los paneles tienen un voltaje de 32-40 V, 280 W. ¿Cómo conectar dos paneles, en serie o en paralelo?
En su caso, es mejor usar un esquema de conexión serie-paralelo, como se afirma en el artículo, lea más detenidamente. Es un esquema de conexión que le permite obtener tal voltaje en la salida que el funcionamiento normal de los electrodomésticos es posible.
Como ejemplo, puedo dar un diagrama de conexión con un controlador de 80 A, pero para su caso también será relevante.
Cuando monte todos los elementos, tenga cuidado, en particular, siga todas las instrucciones. Por ejemplo, el inversor está conectado solo a la batería, y no directamente al controlador, para evitar daños al inversor. Después de ensamblar el circuito, verifique la polaridad y mida el voltaje del circuito abierto, que debe coincidir con el pasaporte. Si es diferente, entonces el circuito no está ensamblado correctamente.
Entonces la conexión en serie da la suma del voltaje. Un paralelo: la suma del amperaje.
Wow: el costo del panel es de 200 mil rublos. ¿Y si se rompe? Sí, 200 mil son suficientes para mí hasta el final de los días para pagar la electricidad ordinaria.
Sí, el precio es bastante alto, pero no puede preocuparse por el hecho de que el panel solar se romperá. Durante mucho tiempo no explicaré cómo y por qué ahora los paneles solares no temen las influencias mecánicas (golpes, caídas, flexiones). Solo puedo decir que en su fabricación se utilizan tecnologías especiales y procesos químicos.
Si no me crees, entonces pruebas de choque "en ruso", como dicen https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Se puede ver que no hay edición de video: todos pueden verificar la resistencia del panel solar.
En cuanto al precio, cuantos más días soleados al año en las latitudes donde se planifica la instalación de paneles solares, más corto es el período de recuperación. Está claro que adquirir tales paneles para residentes de las regiones del norte claramente no es económicamente factible.