Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Солнечные батареи

В процессе организации электроснабжения при помощи электростанций, работающих на энергии солнца, как правило, возникает вопрос электрического соединения панелей между собой. В этой статье мы выясним, как правильно подключить солнечные панели друг к другу для получения необходимого выходного тока и напряжения, разберемся с вопросом соединения батарей с контроллером заряда.

Схема устройства солнечной электростанции

Любая электростанция, использующаяся энергию солнца, имеет как минимум следующие узлы:

Панели (модули). Именно они преобразуют свет в электрическую энергию.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Контроллер. В обязанности этого узла входит стабилизация напряжения, вырабатываемого модулями, и поддержание его на нужном уровне при изменении степени освещенности. Этот же узел следит за тем, чтобы буферные (накопительные) аккумуляторы заряжались правильно, и не допускает их перезарядки.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Буферные накопители. Это те самые аккумуляторы, которыми заведует контроллер. Их задача – накопить энергию в светлое время суток и отдать ее в темное, когда солнечные панели практически не работают.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Преобразователь. Обычно его называют инвертором. В его задачу входит преобразование постоянного тока, вырабатываемого солнечными модулями и отдаваемого буферными аккумуляторами, в переменный или постоянный той величины, которая необходима потребителям.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

В связке все эти узлы выглядят примерно так:

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру
Солнечная электростанция в минимальной конфигурации

На рисунке цифрами обозначены:

  • 1 – модули преобразования световой энергии в электрическую;
  • 2 – контроллер;
  • 3 – буферные аккумуляторы;
  • 4 – инвертор;
  • 5 – потребитель.

Чаще всего в частном секторе используются повышающие DC/AC инверторы с 12 на 220 вольт или с 24 на 220 вольт (зависит от выходного напряжения контроллера станции). В промышленных установках обычно используются трехфазные DC/AC преобразователи на 380 В.

Общая схема солнечной электростанции

Выше мы разобрали необходимый минимум узлов для электростанции, использующей солнечный свет. Обычно такой набор применяется для электроснабжения небольших неэлектрифицированных объектов (дача, частный дом, кемпинг и т. п.). Но существуют и более продвинутые системы.

На схеме, представленной ниже, потребитель может питаться от солнца и при необходимости от линии централизованного электроснабжения. Кроме того, при такой схеме излишки электричества, полученные при помощи солнца, можно возвращать во внешнюю линию электропередачи. Иными словами – продавать.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Обратите внимание: в этой схеме отсутствуют буферные аккумуляторы. Это означает, что мы можем пользоваться «зеленой» энергией и продавать ее только в светлое время суток. Ночью нам придется питаться от линии централизованного электроснабжения.

Приведенная схема – не единственный вариант. Существует множество проектов электростанций, «заточенных» под конкретные требования и функции.

Схемы подключения

Как правило, любая, даже самая маломощная электростанция подразумевает соединение модулей определенным образом. Далее уже собранные блоки подключаются к контроллеру. Обусловлено это тем, что обычно один модуль не в состоянии обеспечить на выходе необходимые напряжение и ток, а значит, и мощность.

Подключение панелей друг к другу для получения нужного напряжения, тока и мощности

Для увеличения выходного напряжения применяется последовательное соединение панелей (модулей). При этом напряжения, вырабатывающиеся каждым модулем, складываются. Схема соединения выглядит примерно так:

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру
Схема последовательного подключения двух световых модулей

При последовательном включении модулей увеличивается лишь напряжение. Ток же, который способен развить такой блок, будет равняться току, выдаваемому самым маломощным модулем. Таким образом, последовательно соединять нужно элементы, выдающие одинаковый ток.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру
Такое соединение абсолютно нерентабельно

Для того чтобы увеличить отдаваемый системой ток, используют параллельное соединение панелей. При этом выходной ток будет равняться сумме токов всех элементов, а напряжение не изменится. Параллельно соединять можно только панели, имеющие одинаковое выходное напряжение. В противном случае самая «низковольтная» панель перегрузит остальные.

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру
Пример параллельного соединения ячеек

Для того чтобы увеличить и напряжение, и ток, используется смешанное соединение. Сначала нужное количество ячеек соединяют последовательно для достижения необходимого напряжения, а потом полученные модули соединяют параллельно для обеспечения необходимого тока. Это позволяет существенно увеличить выходную мощность станции (измеряется в Вт*ч или кВт*ч), которую рассчитывают по формуле:

P = U * I

где:

  • P – мощность в Вт*ч;
  • U – выходное напряжение, В;
  • I – выходной ток, A.
Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру
Пример смешанного соединения солнечных панелей

Описанные выше типы соединения упрощены. На самом деле элементы подключаются друг к другу через развязывающие (параллельное включение) и обходные (последовательное включение) диоды. Более подробно об этих диодах и соединении панелей можно прочесть в статье «Из чего состоит и как работает солнечная батарея».

Подключение к аккумулятору с контроллером

Итак, солнечный модуль нужной мощности мы собрали. Теперь поговорим о подключении солнечных панелей к контроллеру. Это несложно, но необходимо соблюсти следующие условия:

  • Контроллер должен быть рассчитан на входное напряжение, соответствующее напряжению, вырабатываемому солнечной панелью.
  • Контроллер должен обеспечивать выходные ток и мощность не менее тех, которые способна выдать панель.

Теперь по буферным аккумуляторам. Для их подключения к контроллеру необходимо соблюдать условия:

  • Номинальное напряжение аккумуляторной батареи или сборки из них соответствует выходному напряжению контроллера.
  • Тип батареи – тот, на который рассчитан контроллер.
  • Емкость АКБ или сборки из них лежит в тех пределах, которые допускает производитель контроллера. Иначе процесс зарядки АКБ будет некорректным.

Что касается схемы подключения, то она проста. Для примера возьмем схему 12-вольтовой электростанции с потребителями переменного тока напряжением 220 В и постоянного 12 В:

Как подключить солнечную батарею к аккумулятору и контроллеру

Напоследок заметим, что аккумуляторы, как и панели, для увеличения рабочего напряжения и емкости соединяют последовательно, параллельно и смешано. Более подробно о том, как подобрать АКБ для солнечной электростанции и соединить их в батарею, можно прочесть в статье «Какой выбрать аккумулятор для солнечных панелей».

Вот и все о соединении панелей между собой и их работе в составе электростанции. Если вы прочли эту статью не для общего развития, а решили самостоятельно построить солнечную электростанцию, то рекомендуем вам еще одну статью – «Выбрать и установить солнечные панели у себя дома или в квартире».


Сейчас читают:
Акумы.ру
Добавить комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 МБ. Вы можете загрузить: изображение, аудио, видео, документ, таблица, интерактив, текст, архив, код, другое. Ссылки на YouTube, Facebook, Twitter и другие сервисы, вставленные в текст комментария, будут автоматически встроены. Перетащите файл сюда

Ваш вопрос отправлен

И ожидает ответ от эксперта.

Adblock
detector