Часто домашнюю солнечную электростанцию устанавливают для решения небольшой задачи с задатками на дальнейшее расширение. Когда приходит время добавить новую панель, закономерно появляется необходимость правильной и “бесшовной” интеграции. Разработка и внедрение новых технологий происходит достаточно быстро, поэтому новые модули могут отличаться по КПД, напряжению и мощности. Прежде чем интегрировать новый модуль, нужно разобраться, как сделать это наиболее эффективно.
Помимо разности характеристик нужно учитывать еще и цель, ради которой устанавливаются солнечные панели. Так, для получения большего выходного напряжения панели подключаются последовательно. Для увеличения силы тока – параллельно. Схемы можно также комбинировать для увеличения и напряжения, и силы тока.
Из предыдущего утверждения вытекает важная закономерность.
Солнечные панели с одинаковым рабочим током соединяются последовательно. Суммируется напряжение. Ток остается неизменным.
Панели с одинаковым рабочим напряжением соединяются параллельно. Суммируется ток. Напряжение остается неизменным.
Ну а теперь давайте рассмотрим каждый тип подключения более подробно.
Последовательное подключение
Для закрепления еще раз проговорим, что последовательное соединение применяется для увеличения напряжения. Обычно оно используется, если к вашей системе подключен инвертор или контроллер заряда на 24 вольта или мощнее.
При последовательном соединении подойдет кабель с меньшим сечением, потому что ему нужно пропускать достаточно низкий ток. Модули, подключенные последовательно, лучше работают “сообща”. Однако, если одна панель все же выйдет из строя, то это существенно снизит общую эффективность солнечной электростанции. Чтобы подключить панели последовательно, нужно подключить положительную клемму первой панели к отрицательной клемме второй панели, затем положительную клемму второй панели к отрицательной клемме третьей панели и так далее. Обратите внимание: отрицательная клемма первой панели и положительная клемма последней панели должны остаться свободными.
В результате получаем увеличенное напряжение. Пока все кажется элементарным. Однако, если одна из характеристик отличается, из-за неподходящего типа подключения мощность солнечной электростанции может снизиться. Давайте разбираться.
Последовательное подключение солнечных панелей с одинаковыми характеристиками
Самый простой и безопасный вариант. Все модули имеют идентичные характеристики и параметры: тип, номинальная мощность, выходное напряжение. Подключаем панели – готово.
Общее выходное напряжение будет равно сумме выходных напряжений каждой панели. 112 Вт (28 вольт * 4Ам)
Примечание: расчеты в статье оперируют малыми числами для удобства вычислений. Для точных показаний используйте характеристики конкретных моделей.
Последовательное подключение солнечных панелей с разными напряжениями, но одинаковым током
Модули имеют разные напряжения и номинальную мощность. В этом случае напряжение будет равно сумме всех напряжений, а сила тока останется неизменным.
Такая батарея будет выдавать 120 Вт (30 вольт * 4 Ам).
Последовательное подключение солнечных панелей с разными напряжениями и токами
Как и в предыдущих вариациях напряжение суммируется, а вот сила тока зависит от значения самой слабой панели.
При таких значениях эффективность солнечной станции значительно упадет. На выходе будет всего 60 ватт из 120 возможных. Такой тип подключения следует использовать лишь в случае крайней необходимости или как временную меру.
Параллельное подключение солнечных панелей
Этот вид подключения используется для увеличения силы тока в системе. При параллельном подключении нужно соединить все положительные клеммы панелей и все отрицательные. Обратите внимание: отрицательные клеммы первой панели и положительные клеммы последней панели должны остаться свободными.
Параллельное подключение требует большей толщины кабеля, так как системе придется пропускать высокий уровень тока. Толстый кабель поможет избежать энергетических потерь. Зато, если один модуль окажется в тени или перестанет работать, это не критично отразится на общей эффективности.
Для параллельного подключения важно, чтобы напряжение было одинаковым. Сила тока при этом может отличаться.
Параллельное подключение солнечных панелей с одинаковыми характеристиками
И снова имеем одинаковый тип панелей с равной номинальной мощностью и выходным напряжением.
Здесь расчеты уже немного другие. Напряжение у нас остается неизменным, меняется общая сила тока. Она будет равна 12 Ам (4+4+4+4). Тогда общая мощность батареи составит 84 Вт (7 вольт * 12 Ам).
Комбинированное подключение солнечных панелей
Этот тип подключения сочетает в себе все преимущества и недостатки последовательного и параллельного подключения. Он подойдет, если вам нужно увеличить и напряжение, и силу тока. Часто такой тип соединения применяется при подключении нескольких групп панелей.
Допустим, что у вас установлены батареи на крыше дома, на крыше гаража и на грунте в саду. Тогда вы можете объединить их в единую систему. Для этого внутри каждой системы подключить панели нужно параллельно, а все группы панелей – последовательно.
При таких характеристиках получаем напряжение в 14 вольт (7*2) и силу тока – 8 Ам (4*2). Итого общая мощность панели: 112 Вт. Если таких групп несколько, тогда просто складываем их общую мощность.
Важно помнить, что очень многое зависит от мощности инвертора. Вы все равно не сможете подключить больше панелей, чем может пропустить ваш инвертор. Поэтому при расширении вашей солнечной электростанции, не забывайте учитывать и это.
Остались вопросы?