Kako spojiti solarne panele u seriju u odnosu na paralelni spoj

Kao vlasniku kuće koji tek uči o mogućnostima solarne energije, lako se zbuniti sa svim tehničkim izrazima koje možete pročitati ili čuti. Možda ste naišli na različite načine povezivanja solarnih panela. I vaša prva pomisao bi mogla biti: je li ovo stvarno važno? Uostalom, vi samo želite da ploče proizvode električnu energiju!

Kako su vaši solarni paneli spojeni zapravo je bitno. To utječe na performanse vašeg sustava, kao i na pretvarač koji ćete moći koristiti. Želite da su vaši paneli ožičeni tako da vam daju najbolje moguće uštede i bolji povrat ulaganja. 

Evo odgovora na nekoliko uobičajenih pitanja koja vlasnici kuća postavljaju o ožičenju solarnih panela koji vam mogu pomoći da bolje razumijete trebaju li vaši paneli biti spojeni serijski ili paralelno.

Što znači spojiti solarne panele u seriju?

Baš kao i baterija, solarni paneli imaju dva terminala: jedan pozitivan i jedan negativan. 

Kada spojite pozitivni terminal jedne ploče na negativni terminal druge ploče, stvarate serijski spoj. Kada spojite dva ili više solarnih panela na ovaj način, to postaje fotonaponski izvorni krug.

Kada su solarni paneli spojeni u seriju, napon panela se zbraja, ali amperaža ostaje ista. Dakle, ako spojite dvije solarne ploče s nazivnim naponom od 40 volti i nazivnom amperažom od 5 ampera u seriju, napon serije bi bio 80 volti, dok bi amperaža ostala na 5 ampera. 

Stavljanje panela u niz povećava napon niza. Ovo je važno jer solarni energetski sustav mora raditi na određenom naponu kako bi pretvarač ispravno radio. 

Dakle, spajate svoje solarne panele u seriju kako biste zadovoljili zahtjeve prozora radnog napona vašeg pretvarača.

Što znači paralelno ožičenje solarnih panela?

Kada su solarni paneli spojeni paralelno, pozitivni terminal jednog panela spojen je na pozitivni terminal drugog panela, a negativni terminali dvaju panela spojeni su zajedno. 

Pozitivne žice spojene su na pozitivni konektor unutar kombinirane kutije, a negativne žice spojene su na negativni konektor. Kada je više ploča spojeno paralelno, to se naziva PV izlazni krug. 

Paralelno ožičenje solarnih panela uzrokuje povećanje amperaže, ali napon ostaje isti. Dakle, ako ste iste ploče od prije spojili paralelno, napon sustava bi ostao na 40 volti, ali bi se jačina struje povećala na 10 ampera. 

Paralelno ožičenje omogućuje vam da imate više solarnih ploča koje proizvode energiju bez prekoračenja ograničenja radnog napona vašeg pretvarača. Inverteri također imaju ograničenja amperaže, koja možete zadovoljiti paralelnim ožičenjem solarnih panela. 

Kakvi su solarni paneli spojeni u seriju u usporedbi sa solarnim panelima spojenim paralelno?

Regulator punjenja je odlučujući faktor kada se radi o ožičenju solarnih panela. Kontroleri punjenja s praćenjem maksimalne snage (MPPT) služe za serijsko ožičenje solarnih panela, gdje se regulatori punjenja s modulacijom širine impulsa (PWM) koriste za paralelno ožičenje solarnih panela.

Da bismo razumjeli kako funkcionira serijsko ožičenje u usporedbi s načinom na koji funkcionira paralelno ožičenje, razmislimo na trenutak o tome kako su božićne lampice nekad radile. 

Ako bi žarulja pregorjela, olabavila se iz grla ili se razbila, cijeli niz ne bi svijetlio. To je bilo zato što su svjetla bila spojena u nizu. Morali biste locirati problematičnu žarulju i zamijeniti je ili ponovno postaviti kako bi niz svjetala ponovno radio. 

Danas većina božićnih lampica ima oblik paralelnog ožičenja koji omogućuje da nizovi lampica ostanu upaljeni čak i kada postoji jedan izazivač problema u nizu.

Krugovi spojeni u seriju rade na isti način za solarne ploče. Ako postoji problem s povezivanjem jedne ploče u nizu, cijeli krug kvari. U međuvremenu, jedna neispravna ploča ili labava žica u paralelnom krugu neće utjecati na proizvodnju ostalih solarnih ploča. 

U praksi, način povezivanja solarnih panela danas ovisi o vrsti pretvarača koji se koristi.

Ožičenje solarnih panela kada se koristi string inverter

String pretvarači imaju okvir nazivnog napona koji im je potreban od solarnih panela kako bi radili. Također ima nazivnu struju koja je pretvaraču potrebna za pravilan rad. 

String inverteri u sebi imaju uređaje za praćenje maksimalne snage (MMPT) koji mogu mijenjati struju i napon kako bi proizveli najveću moguću količinu energije. 

U većini kristalnih solarnih panela, napon otvorenog kruga je oko 40 volti. Većina string pretvarača ima prozor radnog napona između 300 i 500 volti. To bi značilo da prilikom projektiranja sustava možete imati između 8 i 12 panela u seriji. 

Sve više od toga bi premašilo maksimalni napon koji pretvarač može podnijeti. 

Stvar je u tome što je većina sustava solarnih panela veća od 12 panela. Dakle, kako biste imali više panela u sustavu, mogli biste ožičiti još jednu seriju panela, i povezati te serije paralelno. To vam omogućuje da imate pravi broj panela za zadovoljenje energetskih potreba vašeg doma, bez prekoračenja ograničenja vašeg pretvarača. 

Koje ožičenje radi bolje – serijsko ili paralelno?

U teoriji, paralelno ožičenje je bolja opcija za mnoge električne primjene jer omogućuje kontinuirani rad ploča, čak i ako je jedna od ploča neispravna. No, to nije uvijek najbolji izbor za sve primjene. Možda ćete također morati zadovoljiti određene zahtjeve napona kako bi vaš pretvarač radio. 

Potrebno je postići kritičnu ravnotežu napona i jakosti struje kako bi vaša solarna ploča radila najbolje. Dakle, u većini slučajeva, instalater solarne energije dizajnirat će vaš solarni niz s hibridom serijskih i paralelnih veza. 

Možete li svom postojećem sustavu dodati više solarnih panela?

Pri postavljanju stambenog solarnog sustava uvijek je najbolje krenuti s potpunom instalacijom od samog početka. Korištenje solarnog kalkulatora pomaže u procjeni troškova vašeg solarnog sustava i potrebe za električnom energijom kako biste točno odredili koliko panela trebate imati u svom sustavu. 

Međutim, ako ste bili ograničeni proračunom ili ste podcijenili svoje buduće potrebe za električnom energijom kada ste instalirali fotonaponske panele, mogli biste razmisliti o dodavanju više panela u svoj postojeći sustav.

Ako razmišljate o proširenju svog solarnog PV sustava u budućnosti, trebali biste dizajnirati svoj sustav imajući to na umu. Kako biste u budućnosti mogli primiti više panela, trebali biste imati odgovarajući inverter. 

Mijenja li uporaba mikroinvertera ili optimizatora način na koji su solarni paneli ožičeni?

Korištenje mikroinvertera ili optimizatora u dizajnu vašeg solarnog sustava može pomoći u izbjegavanju ograničenja veličine pretvarača koja imaju string inverteri. Ako je svaki panel spojen na vlastiti mikroinverter, vaš sustav se može proširivati ​​jedan po jedan panel.  

To se može učiniti s postojećim strujnim inverterima koji su maksimalni, pod uvjetom da su dodatne ploče ožičene na AC strani string invertera. 

Kako spojiti solarne ploče na mrežu?

Još jedno razmatranje između serijskog i paralelnog ožičenja je količina žica koje se koriste za povezivanje solarnog sustava u mrežu. Serijski žičani krug koristit će jednu žicu za povezivanje. U međuvremenu, paralelni žičani sustav imat će više žica za povezivanje u mrežu.

Serija naspram paralele – zašto ne imati oboje?

Glavna stvar koju treba zapamtiti je da će spajanje u seriju povećati vaš napon, dok će povezivanje u paraleli povećati vašu amperažu. Prilikom projektiranja vašeg sustava potrebno je uzeti u obzir i napon i jakost struje, posebno kada je u pitanju pronalaženje pretvarača koji će vam najbolje odgovarati. 

Većinu vremena, solarni instalater odlučit će dizajnirati sustav sa serijskim i paralelnim spojevima. To omogućuje sustavu da radi na višem naponu i amperaži, bez prenaprezanja pretvarača, tako da vaši solarni paneli mogu raditi najbolje. 

Ključni podaci:

• Način na koji su solarni paneli ožičeni određuje kako sustav radi i s kojim pretvaračem se sustav može upariti.
• Kada su solarni paneli spojeni u seriju, pozitivni terminal jednog solarnog modula spojen je na negativni terminal drugog, što povećava napon solarnog sustava.
• Solarni paneli su spojeni u seriju za povećanje napona kako bi se zadovoljili minimalni radni zahtjevi pretvarača.
• Ako su solarni moduli spojeni paralelno, plus terminal jednog modula je spojen na plus terminal drugog modula, što povećava amperažu sustava.
• Paralelno ožičenje solarnih panela omogućuje vam da imate više solarnih panela bez prekoračenja ograničenja napona pretvarača.