Esquemas e métodos de conexão de painéis solares: como instalar corretamente o painel solar

Uma fonte de energia alternativa baseada em painéis solares é uma excelente opção para organizar um suprimento de energia independente. Proporcionará alta eficiência energética, não apenas em dias quentes, mas também em dias nublados. Seria bom ter esse dispositivo em casa, certo?

Para fazer isso, você só precisa selecionar corretamente os componentes técnicos e instalar. Todos podem fazer isso, conhecendo os esquemas e métodos de conexão dos painéis solares. Diremos a você como construir um sistema de produção que processe “energia verde” em eletricidade, necessária para alimentar o equipamento doméstico.

Além disso, você aprenderá como escolher um local para instalar painéis solares e como combiná-los com uma rede elétrica estacionária. Dicas úteis e recomendações importantes ajudarão efetivamente os donos de casa. Para simplificar a percepção, são fornecidas fotografias temáticas, diagramas e vídeos.

Dispositivo solar

Ao planejar a conexão de painéis solares, você precisa ter uma idéia de quais elementos o sistema consiste.

Os painéis solares consistem em um kit baterias em células fotovoltaicascujo principal objetivo é converter energia solar em energia elétrica. A força atual do sistema depende da intensidade da luz: quanto mais brilhante a radiação, maior a corrente gerada.

Os principais elementos estruturais do sistema são:

• Bateria solar - Converte a luz solar em energia elétrica.
• Bateria - Uma fonte de corrente química que acumula energia elétrica gerada.
• Controlador de carga - monitora a voltagem das baterias.
• Inversor, que converte a tensão elétrica constante da bateria em 220V CA, necessária para o funcionamento do sistema de iluminação e a operação de eletrodomésticos.
• Fusíveisinstalado entre todos os elementos do sistema e protegendo o sistema contra curto-circuito.
• Conjunto de conectores padrão MC4.

Além do objetivo principal do controlador, é monitorar a tensão das baterias, o dispositivo desliga certos elementos conforme necessário. Se o indicador nos terminais da bateria durante o dia atingir uma marca de 14 volts, o que indica que eles estão recarregando, o controlador interromperá o carregamento.

Além do módulo solar, o dispositivo dessa usina inclui conversores fotovoltaicos - um controlador e um inversor, além de baterias conectadas a eles

Durante o período noturno, quando o indicador de voltagem da bateria atinge um nível extremamente baixo de 11 volts, o controlador para a usina.

Onde é melhor instalar os painéis?

A primeira coisa a fazer antes de instalar e conectar a bateria solar é determinar a localização da unidade.

Para a instalação de módulos fotovoltaicos, é conveniente usar estruturas estacionárias feitas de perfis metálicos ou análogos rotativos mais modernos

Os painéis solares podem ser colocados em praticamente qualquer local bem iluminado:

• no telhado de uma casa de campo;
• na varanda do prédio;
• no território adjacente à casa.

O principal é fornecer as condições necessárias para obter a máxima geração de energia. Uma delas é a orientação e o ângulo de inclinação em relação ao horizonte. Portanto, a superfície de absorção de luz da unidade deve ser direcionada para o lado sul.

Idealmente, os raios do sol devem cair sobre ele a 90 °. Para alcançar esse efeito, é necessário selecionar o ângulo de inclinação ideal, dependendo das condições climáticas da região. Para cada região, esse indicador é diferente.

Para garantir o desempenho máximo das células solares, é recomendável alterar o ângulo dos dispositivos 2 a 4 vezes por ano: 18 de abril, 24 de agosto, 7 de outubro e 5 de março

Por exemplo, na região de Moscou, o ângulo de inclinação da superfície dos painéis solares nos meses de verão é de 15 a 20 ° e nos meses de inverno muda para 60 a 70 °.

Ao colocar painéis solares no território adjacente à casa, é melhor levantar os painéis acima da superfície do solo em pelo menos meio metro - em caso de forte nevasca. Esta solução está correta no sentido em que fornece uma distância suficiente para a circulação de ar.

Vale lembrar que mesmo uma pequena sombra afeta negativamente a geração de eletricidade pela unidade. Os painéis devem ser colocados apenas em locais que não estejam sujeitos ao menor sombreamento.

Alguns "artesãos" instalam vidro adicional em cima dos painéis para proteger as baterias, mas mesmo com transparência visível, o intercalar com vidro pode reduzir a eficiência dos painéis em 30%

Existem várias maneiras de consertar os painéis:

• ativando os grampos;
• aparafusando através dos orifícios passantes localizados na parte inferior do quadro.

A estrutura de suporte deve ser feita de materiais resistentes à corrosão. Independentemente do método de instalação, é impossível fazer alterações no design do painel e fazer furos adicionais.

A tarefa do proprietário é manter os painéis limpos. O acúmulo de poeira, neve e excrementos de pássaros na tela em pelo menos 10% reduz a quantidade de eletricidade produzida pelo sistema.

Opções de conexão de célula solar

Os painéis solares consistem em vários painéis separados. Para aumentar os parâmetros de saída do sistema na forma de potência, tensão e corrente, os elementos são conectados entre si, aplicando as leis da física.

A conexão de vários painéis entre si pode ser realizada aplicando um dos três esquemas para a instalação de painéis solares:

• paralelo;
• seqüencial;
• misturado.

Um circuito paralelo envolve conectar os mesmos terminais entre si, nos quais os elementos têm dois nós comuns de convergência de condutores e suas ramificações.

Em um circuito paralelo, as "vantagens" são conectadas com as "vantagens" e as "desvantagens" com as "desvantagens", como resultado do qual a corrente de saída aumenta e a tensão de saída permanece em 12 volts

O valor da corrente de saída máxima possível em um circuito paralelo é diretamente proporcional número de itens conectados. Os princípios para o cálculo da quantidade são apresentados em nosso artigo recomendado.

O circuito serial envolve conectar os pólos opostos: o "mais" do primeiro painel ao "menos" do segundo. O restante “mais” não utilizado do segundo painel e o “menos” da primeira bateria são conectados ao controlador localizado mais abaixo no circuito.

Esse tipo de conexão cria as condições para o fluxo de corrente elétrica, no qual permanece o único caminho para a transferência de energia da fonte para o consumidor.

Com um esquema de conexão serial, a tensão de saída aumenta e atinge uma marca de 24 volts, o suficiente para alimentar equipamentos portáteis, lâmpadas LED e alguns consumidores de energia

Um circuito serial-paralelo ou misto é mais frequentemente usado quando é necessário conectar vários grupos de baterias. Ao aplicar esse circuito à saída, a tensão e a corrente podem ser aumentadas.

Com um esquema de conexão serial-paralela, a tensão de saída chega a um ponto cujas características são mais adequadas para solucionar a maior parte dos problemas domésticos

Esta opção é benéfica no sentido de que, no caso de falha de um dos elementos estruturais do sistema, outros circuitos de conexão continuam funcionando. Isso aumenta significativamente a confiabilidade de todo o sistema.

O princípio de montagem do circuito combinado é baseado no fato de que os dispositivos em cada grupo estão conectados em paralelo. E a conexão de todos os grupos em um circuito é realizada sequencialmente.

Combinando tipos diferentes de conexões, não será difícil montar uma bateria com os parâmetros necessários. O principal é que o número de elementos conectados deve ser tal que a tensão de operação fornecida às baterias, levando em consideração sua queda no circuito de carga, exceda a tensão do pilhasenquanto a corrente de carga da bateria forneceu o valor necessário da corrente de carregamento.

Diagrama de montagem de um sistema elétrico solar

A conexão dos painéis solares é realizada através do uso de fios de conexão embutidos com uma seção transversal de 4 mm². Os fios de cobre de núcleo único são mais adequados para esse fim, sua trança isolante é resistente à radiação ultravioleta.

No caso de uso de um fio cujo isolamento não seja resistente aos raios UV, recomenda-se ondular seu revestimento externo.

A extremidade de cada fio é conectada ao conector MC4 por solda ou crimpagem, o que garante uma conexão firme

Independentemente do esquema selecionado antes conexão de painéis solares sem falhas, é necessário verificar a fiação correta.

Ao conectar os painéis, não é recomendável exceder os requisitos técnicos para a corrente permitida e a tensão máxima de outros dispositivos. É importante que você siga as especificações do fabricante para o controlador de carga e o inversor.

O esquema de montagem padrão da usina de energia solar mais simples é o seguinte.

O diagrama de conexão dos painéis à bateria, inversor e controlador tem um design simples e, portanto, não causa dificuldades especiais na conexão

Para evitar quebras o controlador, ao conectar elementos do sistema, é importante seguir a sequência.

Os trabalhos de instalação são realizados em várias etapas:

1. A bateria está conectada ao controlador, usando os conectores apropriados para isso e não esquecendo de observar a polaridade.
2. Para o controlador através dos conectores, observando a mesma polaridade, uma bateria solar está conectada.
3. Uma carga de 12 V está conectada aos soquetes do controlador.
4. Se for necessário converter a tensão elétrica de 12 para 220 V, um inversor é incluído no circuito. Ele é conectado apenas à bateria e, em nenhum caso, diretamente ao controlador.
5. Para a saída livre do inversor, conecte aparelhos elétricos projetados para uma tensão de 220 V.

Depois de fazer a conexão, você precisa verificar a polaridade e medir a tensão do circuito aberto dos painéis. Se o indicador diferir do valor do passaporte, a conexão está incorreta.

Para conectar o dispositivo ao sistema, não é necessário abrir a caixa de junção - todos os conectores estão localizados na acessibilidade

Na fase final, a bateria solar deve ser aterrada. Para minimizar a probabilidade de um curto-circuito, os fusíveis são instalados na junção entre a bateria, o inversor e o controlador.

A energia das usinas de energia solar será aplicada na alimentação de eletrodomésticos de baixa potência e no carregamento de baterias de equipamentos móveis:

Aqueles que desejam construir uma bateria solar com as próprias mãos ajudarão as informações fornecidas no próximo artigo.

Conexão de elementos multidirecionais

Usando um esquema de instalação seqüencial para painéis solares, para não reduzir a eficiência dos dispositivos, todos os painéis do circuito comum devem ser colocados no mesmo ângulo e no mesmo plano.

Se os painéis estiverem localizados em planos diferentes, isso pode levar ao fato de que o próximo ou mais iluminado funcionará mais poderoso do que aqueles localizados um pouco mais.

Isso significa que o painel próximo irá gerar eletricidade, alguns dos quais desaparecerão para aquecer os painéis distantes. E a razão é que a corrente flui ao longo do caminho de menor resistência. Para minimizar as perdas, é melhor usar um controlador separado para cada painel.

Os principais requisitos ao usar o controlador são a potência dos painéis conectados acima de 1 kW e a distância entre as baterias em uma distância suficientemente grande

Você pode resolver o problema instalando diodos de corte. Eles são colocados dentro entre as placas. Devido a isso, fornecendo o indicador de potência máxima, as placas não superaquecem.

Igualmente importante é a queda de tensão nas conexões, bem como os próprios fios da parte de baixa tensão do sistema.

Tabela de incompatibilidade entre a potência transmitida e a seção transversal do fio, vermelha indicando os parâmetros nos quais há risco de forte aquecimento por incêndio

Um exemplo é o fato de uma seção de um cabo com uma seção transversal de 4 mm² quando a corrente passa pelo indicador 80A (tensão 12 V), os valores caem 3,19%, ou seja, 30,6 watts. Ao usar torções, a queda de tensão pode variar de 0,1 a 0,3 V.

Combinação de energia solar e uma rede estacionária

Ao planejar usar a eletricidade do sol em paralelo com a rede estacionária centralizada equipada, o esquema de conexão é um pouco diferente. E o principal motivo dessa decisão é que o consumidor privado não tem a oportunidade de "descarregar" a energia restante.

E isso pode provocar quedas de tensão com duração de até um segundo.

Ao combinar eletricidade solar com uma rede centralizada estacionária, eles são guiados pela mesma regra: quanto mais fontes são conectadas, mais complicado o circuito se torna

De acordo com o diagrama acima, a tensão da heliópolis é direcionada primeiro para a bateria e, a partir daí, é transmitida para a carga.

Ao projetar essa opção de instalação, dois tipos de carga devem ser levados em consideração:

• não reservado - luz em casa, eletrodomésticos, etc;
• reservado - iluminação de emergência, geladeira, caldeira elétrica.

Considere: quanto maior a capacidade da bateria, mais aparelhos redundantes funcionarão offline.

Ao escolher esse método de geração de energia na rede, esteja preparado para o fato de que você precisará criar uma permissão nas redes locais de energia.

Apesar do fato de que inversores solares Eles geram tensão, cuja qualidade às vezes é superior à de uma rede centralizada, as redes locais de energia não dão luz verde ao medidor para girar na direção oposta.

Por esse motivo, de acordo com o esquema, os inversores solares param de funcionar no momento de uma falha de energia. E a carga redundante começa a ser "alimentada" pela bateria.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Os autores do material de vídeo, que são fornecidos abaixo, compartilham sua experiência pessoal e analisam as nuances da instalação de painéis solares.

Vídeo nº 1. Um exemplo de montagem e instalação de um sistema construído de fábrica:

Vídeo # 2. Como instalar os painéis corretamente:

Não há nada complicado no processo de conexão de vários painéis com outros elementos do sistema. Mas para um mestre iniciante, o processo pode se tornar difícil. Portanto, na ausência de experiência em cálculos e habilidades de instalação, entre em contato com um especialista que possua o conhecimento necessário.

Quer dizer como você construiu sua própria estação de energia solar para uma casa de verão ou uma casa de campo? Talvez você conheça as sutilezas do processo que não estão descritas no artigo? Por favor, escreva comentários no bloco abaixo, faça perguntas, compartilhe opiniões e fotos sobre o tópico do artigo.