Schemat podłączenia paneli słonecznych: do kontrolera, do akumulatora i obsługiwanych systemów

Autonomiczne systemy zasilania obiektów podmiejskich pozwalają na komfortowe życie nawet z dala od scentralizowanej infrastruktury. Często obok tradycyjnych rozwiązań stosuje się alternatywne, oparte na wykorzystaniu energii słonecznej.

Aby system solarny działał prawidłowo, niezbędny jest właściwie sporządzony schemat podłączenia paneli słonecznych. Konieczny będzie zestaw wysokiej jakości urządzeń, zdolnych sprostać postawionym zadaniom.

Opowiemy, jak prawidłowo zaplanować rozmieszczenie elementów minielektrowni. Dowiedzą się Państwo, jak wybrać urządzenia techniczne do montażu systemu i jak je właściwie podłączyć. Stosując się do naszych wskazówek, będą Państwo w stanie zbudować efektywnie działającą instalację.

Schemat budowy elektrowni słonecznej

Przyjrzyjmy się, jak zbudowany jest i jak działa system solarny dla domu podmiejskiego. Jego głównym zadaniem jest przekształcanie energii słonecznej w prąd o napięciu 220 V, który stanowi podstawowe źródło zasilania domowych urządzeń elektrycznych.

Główne elementy, z których składa się elektrownia słoneczna:

1. Panele słoneczne, przekształcające promieniowanie słoneczne w prąd stały.
2. Kontroler, regulujący ładowanie akumulatorów.
3. Zestaw akumulatorów.
4. Inwerter, przekształcający napięcie akumulatorów na 220 V.

Konstrukcja paneli słonecznych zaprojektowana jest tak, aby umożliwić działanie urządzenia w różnych warunkach atmosferycznych, w temperaturach od -35°C do +80°C.

Okazuje się, że prawidłowo zamontowane panele słoneczne będą działać z taką samą wydajnością zarówno zimą, jak i latem, ale pod jednym warunkiem – przy bezchmurnej pogodzie, gdy słońce oddaje maksymalną ilość ciepła. Przy zachmurzeniu wydajność gwałtownie spada.

Wydajność elektrowni słonecznej w średnich szerokościach geograficznych jest duża, ale nie aż tak, by w pełni zasilać duże domy. System solarny jest najczęściej traktowany jako dodatkowe lub rezerwowe źródło energii elektrycznej.

Waga jednego panelu o mocy 300 W wynosi 20 kg. Najczęściej panele montuje się na dachu, elewacji lub na specjalnych stelażach ustawionych obok domu. Niezbędne warunki: skierowanie płaszczyzny w stronę słońca oraz optymalne nachylenie (średnio 45° względem powierzchni ziemi), zapewniające prostopadłe padanie promieni słonecznych.

Jeśli to możliwe, instaluje się tracker śledzący ruch słońca i regulujący położenie paneli.

Górna powierzchnia baterii jest chroniona hartowanym szkłem odpornym na uderzenia, które łatwo wytrzymuje uderzenia gradu lub ciężkie nawisy śniegu. Należy jednak dbać o integralność pokrycia, w przeciwnym razie uszkodzone płytki krzemowe (ogniwa fotowoltaiczne) przestaną działać.

Kontroler pełni kilka funkcji. Oprócz podstawowej – automatycznej regulacji ładowania akumulatora, kontroler reguluje dopływ energii z baterii słonecznych, chroniąc tym samym akumulator przed całkowitym rozładowaniem.

Przy pełnym naładowaniu kontroler automatycznie odłącza akumulator od systemu. Nowoczesne urządzenia są wyposażone w panel sterowania z wyświetlaczem pokazującym napięcie baterii.

Dla domowych systemów solarnych najlepszym wyborem są akumulatory żelowe, charakteryzujące się okresem bezawaryjnego działania 10-12 lat. Po 10 latach pracy ich pojemność zmniejsza się o około 15-25%. Są to urządzenia bezobsługowe i całkowicie bezpieczne, nie emitujące szkodliwych substancji.

Zimą lub przy pochmurnej pogodzie panele również nadal pracują (jeśli są regularnie czyszczone ze śniegu), ale produkcja energii spada 5-10 razy.

Zadaniem inwerterów jest przekształcanie napięcia stałego z akumulatora na napięcie zmienne 220 V. Różnią się one takimi parametrami technicznymi jak moc i jakość uzyskiwanego napięcia. Sprzęt sinusoidalny jest w stanie obsługiwać urządzenia najbardziej „wymagające” co do jakości prądu – kompresory, elektronikę domową.

Przegląd domowej instalacji fotowoltaicznej:

Warto wiedzieć, że domowe elektrownie są w stanie zasilać stale pracującą lodówkę, okresowo uruchamianą pompę głębinową, telewizor oraz system oświetlenia. Aby zapewnić energię do działania kotła czy nawet kuchenki mikrofalowej, potrzebny będzie mocniejszy i bardzo drogi sprzęt.

Najprostszy schemat elektrowni słonecznej, obejmujący główne elementy składowe. Każdy z nich pełni swoją funkcję, bez której praca elektrowni słonecznej nie jest możliwa.

Istnieją również inne, bardziej złożone schematy montażu elektrowni słonecznych, jednak to rozwiązanie jest uniwersalne i najczęściej stosowane w gospodarstwach domowych.

Etapy podłączania paneli słonecznych do urządzeń elektrowni słonecznej

Podłączanie odbywa się etapowo, zazwyczaj w następującej kolejności: najpierw łączy się kontroler z akumulatorem, następnie kontroler z panelami słonecznymi, potem akumulator z inwerterem, a na samym końcu wykonuje się rozprowadzenie do odbiorników.

Etap 1: podłączenie do akumulatora

Akumulatory zajmują w sieci ściśle określone miejsce. Są podłączone do paneli słonecznych nie bezpośrednio, lecz przez kontroler, który reguluje ich ładowanie/rozładowanie. Z drugiej strony blok akumulatorów łączy się z inwerterem przekształcającym prąd.

Zatem schemat podłączenia baterii słonecznych do akumulatora wygląda następująco:

• wykonujemy połączenie akumulator/kontroler (następnie kontroler/baterie słoneczne);
• łączymy akumulator z inwerterem.

Możliwe są także inne warianty podłączenia, ale ten jest optymalny, ponieważ akumulator przechowuje niewykorzystaną energię, a w razie potrzeby oddaje ją odbiornikom.

Istnieją dwa sposoby nabycia akumulatorów: w ramach w pełni gotowego do montażu zestawu elektrowni słonecznej lub osobno, według zadanych parametrów. Niedrogi chiński zestaw kosztuje nie więcej niż 80 zł.

Jeśli jeden akumulator nie wystarcza, nabywa się kilka baterii o identycznych parametrach. Umieszcza się je w jednym miejscu i łączy szeregowo.

Dla wygody użytkowania i serwisowania bloki montuje się na metalowym regale z powłoką polimerową.

Doskonale sprawdza się produkty chińskiej marki Delta. Na zdjęciu – żelowy akumulator o napięciu 12 V i pojemności 55 Ah. Wszystkie urządzenia marki Delta są zaprojektowane na 10-letni okres eksploatacji.

Rozpatrzmy, w jaki sposób akumulator jest podłączany do kontrolera i inwertera.

Następny krok – podłączenie sterownika do paneli słonecznych, a bloku akumulatora – do inwertera.

Etap 2: podłączenie do kontrolera

Rozważmy wariant, który często stosują w praktyce właściciele domów podmiejskich. Zamawiają niedrogi sprzęt produkcji ChRL na jednej z platform internetowych.

Budżetowy sterownik z minimalną ilością ustawień, wyposażony w trzy pary zacisków, zdolny obsłużyć blok baterii słonecznych o mocy 150 W. Koszt – 52 zł

Podłączenie odbywa się w następującej kolejności:

• Najpierw do sterownika podłącza się blok akumulatorów. Robi się to celowo, aby sprawdzić, jak urządzenie rozpozna napięcie nominalne sieci (standardowe wartości – 12 V, 24 V). Przy połączeniu z akumulatorem używa się pierwszej pary zacisków.
• Następnie podłącza się bezpośrednio panele słoneczne, używając dołączonych do nich przewodów, a u sterownika – drugiej pary zacisków.
• W ostatniej kolejności instaluje się sprzęt do oświetlenia nocnego – właśnie do tego przeznaczona jest trzecia para zacisków. Oprócz oświetlenia niskonapięciowego, które działa wyłącznie po zapadnięciu zmroku i jest zasilane z akumulatora, nie można używać innego sprzętu.

Przy każdym rodzaju podłączenia należy zwracać uwagę na polaryzację.

Nieprzestrzeganie polaryzacji powoduje natychmiastowe uszkodzenie sterownika, a także awarię elementów paneli słonecznych.

Schemat podłączenia sterownika z trzema parami zacisków. Oświetlenie nocne (12 V) – opcjonalna funkcja, dlatego niektórzy po prostu z niej nie korzystają. Włączanie żarówek można ustawić czasowo: do pracy w godzinach wieczornych lub porannych (+).

Sterownik i akumulator stale ze sobą współdziałają. Na przykład podczas szczytowych obciążeń akumulator stanowi bufor, który chroni sterownik przed awarią.

Tych dwóch urządzeń, podobnie jak pozostałych elementów systemu, nie można rozpatrywać oddzielnie. Przy montażu elektrowni słonecznej należy brać pod uwagę każde urządzenie, nawet jeśli konkretne podłączenie go nie dotyczy.

Instrukcja krok po kroku podłączania paneli słonecznych do kontrolera

Po podłączeniu kontrolera do akumulatora i paneli podłączamy falownik oraz, w razie potrzeby, niskonapięciowe urządzenia oświetleniowe.

Etap 3: podłączenie do inwertera

Falownik należy włączyć do systemu, jeśli urządzenia w domu działają na 220 V. Zdarzają się jednak wyjątki, gdy panele słoneczne są instalowane dla systemu 12 V – w takim przypadku falownik nie jest potrzebny.

Miejsce instalacji falownika w systemie elektrowni słonecznej znajduje się między blokiem akumulatorów a odbiornikami energii, czyli domowymi urządzeniami, sprzętem oświetleniowym itp. (+)

Urządzenie nabywa się tak samo jak pozostałe części systemu solarnego: w zestawie elektrowni słonecznej lub osobno.

Kolejność czynności przy podłączaniu falownika do akumulatora:

Jeśli wcześniej nie zajmowali się Państwo instalacją elektrowni słonecznych, zalecamy zakup kompletu systemu, a nie pojedynczych urządzeń.

Zaletą gotowego do montażu systemu jest zgodność parametrów sprzętu (odpowiednio dobrane pod względem mocy akumulatory, wymagana liczba paneli słonecznych, zestaw przewodów do szybkiego podłączenia).

Logiczne jest, że urządzenia kompatybilne pod względem pojemności, napięcia i mocy będą znacznie efektywniej przekształcać energię słoneczną i zasilać dom prądem. Praktycznie darmową “zieloną energię” można wykorzystać w systemach ogrzewania, zasilaniu urządzeń domowych.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Właściciele domów podmiejskich już dawno docenili zalety energii alternatywnej i aktywnie wykorzystują elektrownie słoneczne jako stałe lub awaryjne źródło. Przydatne porady od użytkowników elektrowni słonecznych pomogą Państwu przy montażu własnego systemu.

Wideo #1. Instruktaż krok po kroku dotyczący montażu i podłączenia:

Wideo #2. Omówienie często występujących błędów przy wyborze i instalacji sprzętu:

Wideo #3. Przegląd jednej z opcji instalacji domowej:

Wykorzystanie energii alternatywnej na potrzeby ludzkości to naprawdę duży skok technologiczny. Dziś każdy właściciel domu może samodzielnie złożyć i podłączyć elektrownię słoneczną, która zasila dom prądem. Biorąc pod uwagę zwrot inwestycji i czystość ekologiczną, jest to praktyczne i skuteczne rozwiązanie.

Czy chce Pan opowiedzieć, jak samodzielnie złożył Pan małą elektrownię słoneczną? Czy ma Pan interesujące fakty i przydatne informacje na temat artykułu? Proszę napisać komentarz w bloku poniżej, podzielić się wrażeniami, opinią i tematycznymi zdjęciami.