แผนผังการเชื่อมต่อคอนโทรลเลอร์สำหรับแผงโซลาร์แต่ละแผง ทุกอย่างเกี่ยวกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับบ้าน: การเชื่อมต่อ เอาต์พุตจริง การเชื่อมต่อ คุณสมบัติ
การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ แผนภาพการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์
แผงโซลาร์เซลล์สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ในสภาวะที่ไม่มีการเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลัก
ในบทความนี้เราจะดูวิธีเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์กับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนอย่างเหมาะสม
แผงไหนดีกว่ากัน?
Polycrystal ดีกว่าแน่นอน เนื่องจากทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นในสภาพอากาศที่มีเมฆมากและแสงแดดอ่อนๆ แผงโมโนคริสตัลไลน์มีพื้นที่น้อยกว่าซึ่งมีกำลังเท่ากันกับแผงโพลีคริสตัลไลน์ ดังนั้นในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก แผงโมโนคริสตัลไลน์จึงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพน้อยลง
แผงที่ใช้กันมากที่สุดคือแผง 12 โวลต์ซึ่งสะดวกกว่าในการปรับใช้กับแบตเตอรี่ 12 โวลต์ โดยทั่วไป แผง 12V หมายถึง 17V - 18V ซึ่งจำเป็นเพื่อว่าเมื่อแผงผลิตพลังงานน้อยลงในสภาพอากาศที่มีเมฆมาก ก็สามารถชดเชยแรงดันไฟฟ้าที่ตกได้
เมื่อทำการผลิต แผงโซลาร์เซลล์ได้เชื่อมต่อไดโอด Schottky ไว้แล้ว ซึ่งช่วยปกป้องเซลล์แสงอาทิตย์จากความล้มเหลวในขณะที่แผงหยุดผลิตกระแสไฟฟ้าและกลายเป็นผู้ใช้ไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ เป็นไดโอดที่ป้องกันกระแสไฟฟ้าไหลย้อนกลับ
ตัวควบคุมการชาร์จ
ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่จะควบคุมกระบวนการชาร์จและป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่ชาร์จเกินและการคายประจุ
หลักการทำงานของคอนโทรลเลอร์มีดังนี้ เมื่อแผงควบคุมสร้างกระแสไฟฟ้า แบตเตอรี่จะถูกชาร์จ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ 12 V ถึงค่าขีดจำกัด 14 V ตัวควบคุมจะปิดการชาร์จ
เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ไม่ทำงานในเวลากลางคืน ระบบจะทำงานโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วแบตเตอรี่ถึงขีดจำกัดล่างที่ 11V ตัวควบคุมจะตัดการเชื่อมต่อออกจากระบบ เพื่อป้องกันไม่ให้คายประจุจนหมด คุณสามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์จ่ายไฟ 12V DC เข้ากับคอนโทรลเลอร์ผ่านขั้วต่อที่เหมาะสม (แสดงโดยหลอดไฟ) เช่น ไฟ LED สำหรับไฟส่องสว่างในห้อง
แบตเตอรี่สะสม
ในระบบ แบตเตอรี่จะทำหน้าที่เป็นตัวสะสมไฟฟ้าเพื่อชาร์จแผงโซลาร์เซลล์ ในการเชื่อมต่อกับระบบ คุณสามารถใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรดและแบตเตอรี่เจลก็ได้ ในพื้นที่อยู่อาศัยควรใช้แบตเตอรี่แบบปิดผนึกจะดีกว่า โดยทั่วไปจะใช้แบตเตอรี่รถยนต์ 12V
อินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์ยังเป็นตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกับแบตเตอรี่และรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ที่อินพุตโดยปกติคือ 12V ที่เอาต์พุตจากอินเวอร์เตอร์เราได้รับคลื่นไซน์แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ 50Hz, 220V ซึ่งคุณสามารถเชื่อมต่อครัวเรือนได้ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทำงานบนเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 220 โวลต์
เคเบิล.
เมื่อติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์แบบอยู่กับที่ ผู้ผลิตแนะนำให้ใช้สายเคเบิลพิเศษในการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ซึ่งเพิ่มการป้องกันฉนวนจากรังสีอัลตราไวโอเลต คุณสามารถใช้สายทองแดงธรรมดาที่มีการป้องกันลูกฟูกเพิ่มเติมได้ สิ่งนี้ใช้ได้กับสายเคเบิลที่ต่อจากแผงควบคุมไปยังคอนโทรลเลอร์เท่านั้น ในพื้นที่อื่น ๆ ทั้งหมดจะใช้สายเคเบิลทองแดงทั่วไป
แผนภาพการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์
ส่วนประกอบทั้งหมดจะต้องเชื่อมต่อตามลำดับที่เข้มงวด
ก่อนอื่นคุณต้องเชื่อมต่อแบตเตอรี่เข้ากับคอนโทรลเลอร์ บวก - บวก ลบ - ลบ โดยใช้สายทองแดง มีไอคอนแบตเตอรี่วาดอยู่บนตัวควบคุม
จากนั้นเราเชื่อมต่อแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เข้ากับคอนโทรลเลอร์ บวก - บวก ลบ - ลบ ตัวควบคุมยังมีไอคอนแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ถัดจากหน้าสัมผัสการเชื่อมต่อที่เกี่ยวข้อง หากคุณต้องการติดตั้งแผงหลายแผงให้เชื่อมต่อแบบขนาน
ขั้นตอนต่อไปคือการเชื่อมต่ออินเวอร์เตอร์เข้ากับแบตเตอรี่บวก - บวกลบ - ลบ
หากไม่สังเกตขั้วขณะเชื่อมต่อ คอนโทรลเลอร์อาจเสียหายได้
แผนภาพการทำงานของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์
แผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งในพื้นที่เปิดโล่งที่ไม่มีร่มเงา โดยหันหน้าไปทางทิศใต้ โดยทำมุม 45° ถึงขอบฟ้า คุณสามารถติดตั้งแผงบนโรเตเตอร์อัตโนมัติที่ค่อยๆ หมุนไปทางดวงอาทิตย์ตลอดทั้งวัน
แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อโดนแสงแดดจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับตัวควบคุม ในทางกลับกัน คอนโทรลเลอร์จะชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งเชื่อมต่อกับอินเวอร์เตอร์
อินเวอร์เตอร์ได้รับกระแสตรง เช่น 12V ที่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ที่เราได้รับกระแสสลับ 220V ผู้ใช้ไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ - แล็ปท็อป ทีวี ฯลฯ
แม้แต่โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กก็สามารถจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ในครัวเรือน เช่น แล็ปท็อป ทีวี ที่ชาร์จโทรศัพท์ โคมไฟส่องสว่าง และเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ใช้พลังงานต่ำอื่นๆ
เมื่อติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ คำถามก็เกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้: วิธีเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์และตัวเลือกการเชื่อมต่อแตกต่างกันอย่างไร นี่คือสิ่งที่เราจะพูดถึงในบทความนี้
มี 3 ตัวเลือกในการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์เข้าด้วยกัน:
การเชื่อมต่อแบบอนุกรม
การเชื่อมต่อแบบขนาน
การต่อแผงโซลาร์เซลล์แบบอนุกรม-ขนาน
เพื่อให้เข้าใจว่าแตกต่างกันอย่างไร เรามาดูคุณสมบัติหลักของแผงโซลาร์เซลล์กันดีกว่า:
แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์คือ 12V หรือ 24V แต่มีข้อยกเว้นอยู่
แรงดันไฟฟ้าที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด Vmp - แรงดันไฟฟ้าที่แผงผลิตพลังงานสูงสุด
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc – แรงดันไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด (สำคัญเมื่อเลือกตัวควบคุมการประจุแบตเตอรี่)
แรงดันไฟฟ้าสูงสุดในระบบ Vdc - กำหนดจำนวนแผงสูงสุดที่รวมกัน
Imp ปัจจุบัน - กระแสที่กำลังไฟแผงสูงสุด
Isc ปัจจุบัน - กระแสลัดวงจร, กระแสแผงสูงสุดที่เป็นไปได้
กำลังของแผงโซลาร์เซลล์ถูกกำหนดเป็นผลคูณของแรงดันและกระแสที่จุดที่มีกำลังสูงสุด - Vmp* Imp
ขึ้นอยู่กับรูปแบบการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ที่เลือก คุณลักษณะของระบบแผงโซลาร์เซลล์จะถูกกำหนดและเลือกตัวควบคุมการชาร์จที่เหมาะสม
ตอนนี้เรามาดูแผนภาพการเชื่อมต่อแต่ละแบบให้ละเอียดยิ่งขึ้น:
1) การเชื่อมต่อแบบอนุกรมแผงเซลล์แสงอาทิตย์
ด้วยการเชื่อมต่อนี้ ขั้วลบของแผงแรกจะเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแผงที่สอง ขั้วลบของแผงที่สองเข้ากับเทอร์มินัลของแผงที่สาม และอื่นๆ
เมื่อเชื่อมต่อแผงหลายแผงแบบอนุกรม แรงดันไฟฟ้าของแผงทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น กระแสของระบบจะเท่ากับกระแสแผงโดยมีกระแสขั้นต่ำ ด้วยเหตุนี้จึงไม่แนะนำให้เชื่อมต่อพาเนลแบบอนุกรมที่มีค่ากระแสสูงสุดต่างกันเนื่องจากจะไม่ทำงานเต็มประสิทธิภาพ
ลองดูตัวอย่าง:
เรามีแผงโซลาร์เซลล์โมโนคริสตัลไลน์จำนวน 4 แผง โดยมีลักษณะดังนี้
แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์: 12V
แรงดันไฟฟ้าที่กำลังไฟฟ้าสูงสุด Vmp: 18.46 V
แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด Voc: 22.48V
แรงดันไฟฟ้าสูงสุดในระบบ Vdc: 1000V
กระแสที่จุดพลังงานสูงสุด Imp: 5.42A
กระแสไฟลัดวงจร Isc: 5.65A
เมื่อเชื่อมต่อแผงดังกล่าว 4 แผงแบบอนุกรม เราจะได้แรงดันเอาต์พุตที่กำหนดเป็น 12V*4=48V แรงดันไฟวงจรเปิด = 22.48V*4=89.92V และกระแสที่จุดไฟสูงสุดคือ 5.42A พารามิเตอร์ทั้งสามนี้ให้ข้อจำกัดในการเลือกตัวควบคุมการชาร์จ
2) การเชื่อมต่อแบบขนานแผงเซลล์แสงอาทิตย์
ในกรณีนี้แผงจะเชื่อมต่อโดยใช้แบบพิเศษย - ขั้วต่อ ขั้วต่อเหล่านี้มีอินพุตสองช่องและเอาต์พุตหนึ่งช่อง ขั้วต่อที่มีเครื่องหมายเดียวกันเชื่อมต่อกับอินพุต
ด้วยการเชื่อมต่อนี้ แรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตของแต่ละแผงจะเท่ากันและเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่เอาท์พุตของระบบแผง กระแสจากแผงทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น การเชื่อมต่อนี้ทำให้คุณสามารถเพิ่มกระแสจากแผงได้โดยไม่ต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า
ลองดูตัวอย่างแผง 4 แผงเดียวกัน:
โดยการเชื่อมต่อแผงดังกล่าว 4 แผงแบบขนาน เราจะได้แรงดันเอาต์พุตเล็กน้อยที่ 12V แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะยังคงอยู่ที่ 22.48V แต่กระแสจะอยู่ที่ 5.42A*4=21.68A
3) การเชื่อมต่อแบบขนานของแผงโซลาร์เซลล์
การเชื่อมต่อประเภทสุดท้ายจะรวมสองการเชื่อมต่อก่อนหน้าเข้าด้วยกัน เมื่อใช้รูปแบบการเชื่อมต่อแผงนี้ เราสามารถควบคุมแรงดันและกระแสที่เอาต์พุตของระบบของแผงหลายแผง ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถเลือกโหมดการทำงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมดได้
ในกรณีของการเชื่อมต่อดังกล่าว โซ่ของแผงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมจะรวมกันแบบขนาน
กลับไปที่ตัวอย่างของเราด้วย 4 แผง:
โดยการเชื่อมต่อแผง 2 แผงเข้าด้วยกันแล้วรวมเข้าด้วยกันโดยการเชื่อมต่อโซ่แผงขนานกัน เราจะได้ดังต่อไปนี้ แรงดันไฟขาออกที่กำหนดจะเท่ากับผลรวมของแผงที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมสองแผง 12V*2=24V แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดจะเป็น 22.48V*2=44.96V และกระแสไฟจะเป็น 5.42A*2=10.84A
การเชื่อมต่อดังกล่าวจะช่วยให้คุณประหยัดได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในการซื้อตัวควบคุมการชาร์จเนื่องจากไม่จำเป็นต้องทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงเช่นในกรณีของการเชื่อมต่อแบบอนุกรมหรือกระแสสูงเช่นเดียวกับในกรณีของการเชื่อมต่อแบบขนาน นั่นคือเหตุผลที่เมื่อเชื่อมต่อแผงเข้าด้วยกันจึงจำเป็นต้องพยายามรักษาสมดุลระหว่างกระแสและแรงดันไฟฟ้า
คุณสามารถอ่านเกี่ยวกับวิธีเลือกตัวควบคุมการชาร์จได้ที่นี่ -
และหากคุณต้องการซื้อโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ โทร 8-800-100-82-43 (+7-499-709-75-09) หรือฝากคำขอไว้บนเว็บไซต์แล้วเราจะทำการคำนวณที่จำเป็นทั้งหมดและเลือก แพ็คเกจที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณ!
แผนผังของแผงโซลาร์เซลล์และตัวเลือกสำหรับเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ควบคุมและแปลงไม่ซับซ้อนมาก ความซับซ้อนในทางปฏิบัติของวงจรทั่วไปที่มีค่าเฉพาะของคุณลักษณะขององค์ประกอบทั้งหมดนั้นอยู่ที่การคำนวณโหลดที่ถูกต้องการตั้งค่าตัวควบคุมการชาร์จและตัวควบคุมสำหรับการใช้พลังงานจากแหล่งอื่น
เมื่อใช้ตัวอย่างของรูปภาพเราจะพิจารณาความแตกต่างบางประการที่เกี่ยวข้องกับความเป็นหลายทิศทางของพาเนลซึ่งนำไปสู่การส่องสว่างที่แตกต่างกันของพาเนล นอกจากนี้ เราจะพิจารณาประเภทของตัวควบคุมการชาร์จ ABK ด้วย
การวางแผงหลายแผงในระนาบเดียวกันไม่ทำให้เกิดปัญหาพิเศษในการออกแบบวงจรและการเชื่อมต่อในทางปฏิบัติ แผงที่วางอยู่ในระนาบที่ต่างกัน แม้แต่แผงที่ปิดก็ทำงานต่างกัน แผงที่มีแสงสว่างมากกว่า (ใกล้กับจุดจ่ายไฟสูงสุด) จะผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งส่วนหนึ่งใช้เพื่อให้ความร้อนแก่แผงอีกแผง เนื่องจาก กระแสไหลไปตามเส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุด
และมีสองวิธีในการหลีกเลี่ยงความสูญเสียเหล่านี้:
- ติดตั้งคอนโทรลเลอร์ของคุณเองในแต่ละแผงควบคุม เหมาะสมหากแผงเหล่านี้เป็นแผงที่ทรงพลัง (มากกว่า 1 kW) หรือแผงมีระยะห่างในระยะทางไกล
- ติดตั้งไดโอดคัตออฟ (บล็อค) ผู้ผลิตบางรายติดตั้งไดโอดให้กับแผงและระบุตำแหน่งไว้ในกล่องรวมสัญญาณ อย่างไรก็ตามภายในแผง (วงจรแผง) มีไดโอดระหว่างโมดูล (เพลต) ซึ่งช่วยให้คุณได้รับพลังงานสูงสุดและไม่ "ให้ความร้อน" แผ่นที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่า
สิ่งเล็กน้อยอีกประการหนึ่งที่ให้ความสนใจเพียงเล็กน้อยคือแรงดันตกในสายไฟของส่วนแรงดันต่ำของระบบและการสูญเสียในการเชื่อมต่อ ตัวอย่างเช่น ด้วยสายเคเบิลยาว 1 ม. และหน้าตัด 4 ตร.ม. มม. เมื่อผ่านกระแส 80 A ที่แรงดันไฟฟ้า 12 V แรงดันตกคร่อมจะเป็น 0.383 V (3.19%) หรือ 30.6 W ใน "บิด" การดรอปคือ 0.1-0.3 V.
สีแดงแสดงถึงความไม่ตรงกันของกำลังส่งกับหน้าตัดของสายไฟ ซึ่งทำให้เกิดความร้อนสูงซึ่งก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้
ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่
ตัวควบคุมการชาร์จแบตเตอรี่ได้รับการออกแบบมาเพื่อกระจายไฟฟ้าที่สร้างขึ้นใหม่ สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องรักษาแบตเตอรี่ให้ชาร์จไว้ และเมื่อชาร์จเต็มแล้ว ให้ส่งพลังงานไปยังอินเวอร์เตอร์โดยตรง
มีสองวิธีในการจัดระเบียบการควบคุมการชาร์จ:
- ตัวควบคุม PWM (PWM) เป็นอุปกรณ์ที่สร้างพัลส์การวัดของตัวเองด้วยความถี่ (ประมาณ 1 Hz) เพื่อตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่ในลักษณะที่หลากหลาย (ความกว้างของพัลส์) วงจรที่มีลอจิกรีเลย์อย่างง่าย เช่น เหนือแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ (แบตเตอรี่กรด - 16.2 V) - ปิดการชาร์จด้านล่าง - เปิดใหม่อีกครั้ง
- ตัวควบคุม MPPT พร้อมโปรเซสเซอร์จะตรวจสอบตำแหน่งของจุดพลังงานสูงสุด (MPP) ของแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่องในแง่ของกระแสและแรงดันไฟฟ้า แขนอีกข้างของตัวควบคุมจะตรวจสอบสภาพของแบตเตอรี่ โปรเซสเซอร์จะเปรียบเทียบข้อมูลและกำหนดค่ากระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ส่งไปยังแบตเตอรี่โดยขึ้นอยู่กับระดับการชาร์จ
ตัวควบคุมทั้งสองประเภทให้การใช้งานแบตเตอรี่ที่สะดวกสบายและไม่มีข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าซึ่งกันและกัน ข้อดีของ MPRT คือการมองเห็นกระบวนการทำงานและความสามารถในการรวบรวมข้อมูล
แผนภาพแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์พร้อมแหล่งกระแสไฟฟ้าเพิ่มเติม
ความน่าเชื่อถือของการจ่ายไฟโดยใช้แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์จะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อทำงานร่วมกับแหล่งอื่นหรือเป็นแหล่งเพิ่มเติมให้กับระบบจ่ายไฟแบบรวมศูนย์ ไม่ว่าในกรณีใด รูปแบบทั่วไปจะมีความซับซ้อนเนื่องจากมีอุปกรณ์ตรวจสอบและควบคุมเพิ่มเติมเกิดขึ้น
แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องกำเนิดลม
วงจรที่มีแหล่งพลังงานต่างกันอยู่ติดกันจะต้องเป็นไปตามลักษณะทั่วไป - แรงดันไฟฟ้าเดียวกันของแหล่งกำเนิด เนื่องจาก มิฉะนั้นอาจจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุมการชาร์จที่แตกต่างกันและอาจจำเป็นต้องใช้อินเวอร์เตอร์ (หากการกระจายพลังงานของแหล่งกำเนิดมีขนาดใหญ่) และวงจรของก้อนแบตเตอรี่ช่วยให้สามารถปรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดได้
การเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับด้วยพารามิเตอร์เครือข่ายจะเปลี่ยนแผนภาพการเชื่อมต่อเล็กน้อย รูปนี้แสดงตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดโดยไม่ต้องใช้ชุดชาร์จแบตเตอรี่ (ตัวควบคุมและหม้อแปลงพร้อมวงจรเรียงกระแสซึ่งใช้พลังงานจากแหล่งจ่ายไฟ AC ภายนอก)
แผนภาพการเชื่อมต่อจะซับซ้อนมากขึ้นหากระบบอัตโนมัติเชื่อมต่อกับเครือข่ายแบบรวมศูนย์ ในรัสเซีย สถานการณ์ที่ผู้บริโภคเอกชนสามารถถ่ายโอนพลังงานส่วนเกินไปยังโครงข่ายไฟฟ้าไม่ได้รับการควบคุม นอกจากนี้การสลับไม่ "ราบรื่น" เช่น แรงดันไฟฟ้าตกนาน 0.3-1 วินาที ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของสวิตช์
ความซับซ้อนของแผนภาพการเชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้นตามการเชื่อมต่อของแหล่งอื่น ต่อไปนี้เป็นคำถามบางส่วนที่ต้องพิจารณาในการกำหนดค่าที่ซับซ้อน:
- การประสานคุณลักษณะของแหล่งกำเนิด อุปกรณ์ควบคุม และอุปกรณ์แปลงพลังงาน
- ความน่าเชื่อถือของระบบบวกกับปัญหาการรีไซเคิลพลังงานส่วนเกิน
ผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยได้ในหลายสถานการณ์ ในการดำเนินการนี้ คุณสามารถใช้บริการของเว็บไซต์: ที่ปรึกษาออนไลน์และแบบฟอร์มคำติชม
ฉันตัดสินใจเขียนบทความแยกต่างหากสำหรับผู้เริ่มต้นเกี่ยวกับตัวเลือกในการเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ หลายๆ คนไม่ทราบวิธีเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์เข้ากับวงจรอย่างถูกต้อง ต้องใช้สายไฟอะไร ติดตั้งไดโอดที่ไหน แต่คุณสามารถขยายความให้ยาวกว่านี้ได้หากคุณเขียนตามหัวข้อ
เริ่มจากตัวเลือกการเชื่อมต่อสำหรับ SB 12 โวลต์:
ควรใช้สายไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ 2 kW/mm ถึง 100 วัตต์, 2.5 KW/mm ถึง 150 วัตต์, 3 kW/mm 200 วัตต์ เป็นต้น
สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 4 A *6 = 24 A จำนวน 6 แผง หน้าตัดของสายไฟควรมีขนาดอย่างน้อย 6 ตร.ม./มม. ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือ 12 ตร.ม./มม.
ข้อดีของระบบดังกล่าว: กระแสสูงสุด, การออกแบบที่ถูกกว่าและไม่ใช่สำหรับแรงดันไฟฟ้าอื่น, การบังคับใช้การเชื่อมต่อดังกล่าวอย่างกว้างขวาง, อุปกรณ์จำนวนมากได้รับการออกแบบมาสำหรับแหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์
จุดด้อย: อินเวอร์เตอร์คลื่นไซน์บริสุทธิ์ราคาแพง
การเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ 12 โวลต์เพื่อรับแรงดันเอาต์พุตสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่ 24 โวลต์:
ที่เอาต์พุตเมื่อเชื่อมต่อ 2 ในอนุกรมเราจะได้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสจะเท่ากับจุดอ่อนที่สุดของ SB ทั้งสอง
ควรใช้สายไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ 2 kW/mm ถึง 150 วัตต์, 2.5 KW/mm ถึง 250 วัตต์, 3 kW/mm 350 วัตต์ เป็นต้น
เราเลือกสายไฟที่เราเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ตามความยาวของสายไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดไปยังคอนโทรลเลอร์
สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 4 A *3 = 12 A สามคู่ หน้าตัดของสายไฟควรมีอย่างน้อย 4 ตร.ม./มม. ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือ 8 ตร.ม./มม.
ข้อดี: อินเวอร์เตอร์ราคาถูก สายไฟราคาถูกสำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟและตัวควบคุม หากคุณมี SB และแบตเตอรี่จำนวนเท่ากัน คุณสามารถแปลงระบบ 12 โวลต์เป็น 24 โวลต์ได้อย่างง่ายดาย
ลบ: คุณไม่สามารถเชื่อมต่อแผงที่แตกต่างกันเป็นคู่เพื่อหลีกเลี่ยงการขาดทุนในปัจจุบัน! แผงที่ออกแบบมาเพื่อแรงดันไฟฟ้านี้โดยเฉพาะมีขนาดใหญ่เกินไปสำหรับการชาร์จแบตเตอรี่สองก้อนที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่ 180 -200 A ตามปกติ ความยากลำบากในการเชื่อมต่อที่ถูกต้อง
ลองพิจารณาเชื่อมต่อ SB 48 โวลต์:
ที่เอาต์พุตเมื่อเชื่อมต่อ 4 ในอนุกรมเราจะได้แรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสจะเท่ากับ SB ที่อ่อนแอที่สุด
ควรใช้สายไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ขนาด 3 kW/mm สูงถึง 400 วัตต์
เราเลือกสายไฟที่เราเชื่อมต่อแผงโซลาร์เซลล์ตามความยาวของสายไฟจากแผงโซลาร์เซลล์ทั้งหมดไปยังคอนโทรลเลอร์
สำหรับแผงโซลาร์เซลล์ 4 แผงขนาด 4A *1 = 4A หน้าตัดของสายไฟควรมีอย่างน้อย 3 ตร.ม./มม. ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือ 6 ตร.ม./มม.
ข้อดี: ฉันไม่รู้ว่าระบบพวกนี้มีข้อดีอะไรบ้าง! ยกเว้นความหนาของสายไฟ
จุดด้อย: ตัวควบคุมการชาร์จราคาแพง, SB ราคาแพง, แบตเตอรี่ราคาแพง ความยากลำบากในการติดตั้งหากคุณประกอบระบบเพียงอย่างเดียว จำเป็นต้องมีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเพิ่มเติม การติดตั้งระบบป้องกัน
พลังงานทดแทนมีการเข้าถึงมากขึ้น บทความนี้จะทำให้คุณมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับพลังงานแสงอาทิตย์ในท้องถิ่น ประเภทของเซลล์แสงอาทิตย์และแผงเซลล์แสงอาทิตย์ หลักการสร้างโซลาร์ฟาร์ม และความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ
คุณสมบัติของพลังงานแสงอาทิตย์ในละติจูดกลาง
สำหรับผู้อยู่อาศัยในละติจูดกลาง พลังงานทดแทนเป็นสิ่งที่น่าสนใจมาก แม้แต่ในละติจูดทางเหนือ ปริมาณรังสีเฉลี่ยต่อวันต่อปีอยู่ที่ 2.3-2.6 kWh/m2 ยิ่งใกล้ทิศใต้มากเท่าไรก็ยิ่งสูงเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ในยาคุตสค์ ความเข้มของการแผ่รังสีดวงอาทิตย์คือ 2.96 และในคาบารอฟสค์ - 3.69 kWh/m2 ตัวชี้วัดในเดือนธันวาคมอยู่ในช่วง 7% ถึง 20% ของค่าเฉลี่ยรายปี และเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม
นี่คือตัวอย่างการคำนวณประสิทธิภาพของแผงโซลาร์เซลล์สำหรับ Arkhangelsk ซึ่งเป็นภูมิภาคที่มีความเข้มของการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ต่ำที่สุดแห่งหนึ่ง:
- Q คือปริมาณรังสีดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ยต่อปีในภูมิภาค (2.29 kWh/m2)
- เพื่อปิด - สัมประสิทธิ์การเบี่ยงเบนของพื้นผิวตัวสะสมจากทิศทางทิศใต้ (ค่าเฉลี่ย: 1.05)
- P nom - กำลังไฟของแผงโซลาร์เซลล์
- Kpot - ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียในการติดตั้งระบบไฟฟ้า (0.85-0.98)
- การทดสอบ Q คือความเข้มของรังสีที่แผงทดสอบ (ปกติคือ 1,000 kWh/m2)
พารามิเตอร์สามตัวสุดท้ายระบุไว้ในหนังสือเดินทางของแผงควบคุม ดังนั้นหากแผง KVAZAR ที่มีกำลังไฟพิกัด 0.245 kW ทำงานใน Arkhangelsk และการสูญเสียในการติดตั้งระบบไฟฟ้าไม่เกิน 7% จากนั้นโฟโตเซลล์หนึ่งบล็อกจะให้พลังงานประมาณ 550 Wh ดังนั้นสำหรับวัตถุที่มีการใช้พลังงานเล็กน้อย 10 kWh จะต้องใช้แผงประมาณ 20 แผง
ความเป็นไปได้ทางเศรษฐกิจ
ระยะเวลาคืนทุนสำหรับแผงโซลาร์เซลล์นั้นคำนวณได้ง่าย คูณปริมาณพลังงานที่ผลิตได้ในแต่ละวันด้วยจำนวนวันในหนึ่งปีและอายุการใช้งานของแผงโดยไม่ลดพลังงาน - 30 ปี การติดตั้งระบบไฟฟ้าที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถสร้างพลังงานได้โดยเฉลี่ยตั้งแต่ 52 ถึง 100 kWh ต่อวัน ขึ้นอยู่กับระยะเวลากลางวัน ค่าเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 64 kWh ดังนั้นตามทฤษฎีแล้วในอีก 30 ปีโรงไฟฟ้าควรจะผลิตไฟฟ้าได้ 700,000 กิโลวัตต์ชั่วโมง ด้วยอัตราภาษีอัตราเดียว 3.87 รูเบิล และค่าใช้จ่ายของแผงเดียวคือประมาณ 15,000 รูเบิล ค่าใช้จ่ายจะชำระใน 4-5 ปี แต่ความจริงนั้นธรรมดากว่า
ความจริงก็คือค่ารังสีดวงอาทิตย์ในเดือนธันวาคมมีค่าประมาณลำดับความสำคัญต่ำกว่าค่าเฉลี่ยรายปี ดังนั้นเพื่อให้โรงไฟฟ้าทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบในฤดูหนาวจึงจำเป็นต้องมีแผงมากกว่าในฤดูร้อน 7-8 เท่า สิ่งนี้จะเพิ่มการลงทุนอย่างมาก แต่ลดระยะเวลาคืนทุนลง โอกาสในการแนะนำ "ภาษีสีเขียว" ดูน่าให้กำลังใจมาก แต่แม้กระทั่งทุกวันนี้ก็เป็นไปได้ที่จะสรุปข้อตกลงในการจัดหาไฟฟ้าให้กับเครือข่ายในราคาขายส่งที่ต่ำกว่าอัตราค่าไฟฟ้าขายปลีกถึงสามเท่า และถึงแม้จะเพียงพอที่จะขายได้อย่างมีกำไร 7-8 เท่าของการผลิตไฟฟ้าส่วนเกินในช่วงฤดูร้อน
แผงโซลาร์เซลล์ประเภทหลัก
แผงโซลาร์เซลล์มีสองประเภทหลัก
เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนแข็งถือเป็นเซลล์รุ่นแรกและเป็นเซลล์ที่พบมากที่สุด: ประมาณ 3/4 ของตลาด มีสองประเภท:
- monocrystalline (สีดำ) มีประสิทธิภาพสูง (0.2-0.24) และราคาต่ำ
- โพลีคริสตัลไลน์ (สีน้ำเงินเข้ม) มีราคาถูกกว่าในการผลิต แต่มีประสิทธิภาพน้อยกว่า (0.12-0.18) แม้ว่าประสิทธิภาพจะลดลงน้อยลงเมื่อมีแสงแบบกระจาย
เซลล์แสงอาทิตย์แบบอ่อนเรียกว่าเซลล์ฟิล์มและทำมาจากการสะสมของซิลิคอนหรือจากองค์ประกอบหลายชั้น องค์ประกอบซิลิคอนมีราคาถูกกว่าในการผลิต แต่ประสิทธิภาพต่ำกว่าผลึก 2-3 เท่า อย่างไรก็ตาม ในแสงแบบกระจาย (เวลาพลบค่ำและมีเมฆมาก) จะมีประสิทธิภาพมากกว่าแสงแบบผลึก
ฟิล์มคอมโพสิตบางประเภทมีประสิทธิภาพประมาณ 0.2 และมีราคาสูงกว่าองค์ประกอบที่เป็นของแข็งมาก การใช้งานในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเรื่องที่น่าสงสัยมาก เนื่องจากแผงฟิล์มมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ขอบเขตการใช้งานหลักคือโรงไฟฟ้าเคลื่อนที่ที่ใช้พลังงานต่ำ
นอกเหนือจากบล็อกโฟโตเซลล์แล้ว แผงไฮบริดยังรวมถึงตัวสะสมซึ่งเป็นระบบท่อเส้นเลือดฝอยสำหรับทำน้ำร้อน ข้อได้เปรียบของพวกเขาไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดพื้นที่และความเป็นไปได้ในการจ่ายน้ำร้อนเท่านั้น เนื่องจากการระบายความร้อนด้วยน้ำ ตาแมวจึงสูญเสียประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อถูกความร้อน
โต๊ะ. รีวิวของผู้ผลิต
แบบอย่าง | เอสเอสไอ โซล่า LS-235 | ซอลแบท MCK-150 | พลังงานแสงอาทิตย์ของแคนาดา CS5A-210M | ไชน่าแลนด์ CHN300-72P |
ประเทศ | สวิตเซอร์แลนด์ | รัสเซีย | แคนาดา | จีน |
พิมพ์ | โพลีคริสตัล | โมโนคริสตัล | โมโนคริสตัล | โพลีคริสตัล |
กำลังไฟฟ้าที่ 1,000 kWh/m2, W | 235 | 150 | 210 | 300 |
จำนวนองค์ประกอบ | 60 | 72 | 72 | 72 |
แรงดันไฟฟ้า: ไม่โหลด/โหลด, V | 36,9/29,8 | 18/12 | 45,5/37,9 | 36,7/43,6 |
กระแสไฟ: ที่โหลด/ไฟฟ้าลัดวงจร, A | 7,88/8,4 | 8,33/8,58 | 5,54/5,92 | 8,17/8,71 |
น้ำหนัก (กิโลกรัม | 19 | 12 | 15,3 | 24 |
ขนาด, มม | 1650x1010x42 | 667x1467x38 | 1595x801x40 | 1950x990x45 |
ราคาถู | 13 900 | 10 000 | 14 500 | 18 150 |
อุปกรณ์สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์ที่ซับซ้อน
แบตเตอรี่สร้างกระแสตรงได้สูงถึง 40 V ในระหว่างการใช้งาน หากต้องการใช้ภายในบ้าน จำเป็นต้องแปลงร่างหลายครั้ง อุปกรณ์ต่อไปนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในเรื่องนี้:
- ก้อนแบตเตอรี่ ช่วยให้คุณใช้พลังงานที่สร้างขึ้นในเวลากลางคืนและในช่วงเวลาที่มีความเข้มข้นต่ำ ใช้แบตเตอรี่เจลที่มีแรงดันไฟฟ้า 12, 24 หรือ 48 V
- ตัวควบคุมการชาร์จจะรักษาวงจรของแบตเตอรี่ให้เหมาะสมและถ่ายโอนพลังงานที่ต้องการไปยังผู้ใช้พลังงาน อุปกรณ์ที่จำเป็นจะถูกเลือกตามพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่และตัวสะสม
- อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าแปลงกระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับและมีฟังก์ชันเพิ่มเติมจำนวนหนึ่ง ประการแรก อินเวอร์เตอร์จะจัดลำดับความสำคัญให้กับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า และหากมีพลังงานไม่เพียงพอ อินเวอร์เตอร์ก็จะ "ผสม" พลังงานจากแหล่งอื่น อินเวอร์เตอร์แบบไฮบริดยังช่วยให้คุณสามารถป้อนพลังงานที่สร้างขึ้นส่วนเกินเข้าสู่โครงข่ายของเมืองได้
1 - แผงโซลาร์เซลล์ 12 V; 2 - แผงโซลาร์เซลล์ 24 V; 3 - ตัวควบคุมการชาร์จ; 4 - แบตเตอรี่ 12 โวลต์; 5 - ไฟส่องสว่าง 12 V; 6 - อินเวอร์เตอร์; 7—ระบบบ้านอัจฉริยะอัตโนมัติ; 8 — บล็อกแบตเตอรี่ 24 V; 9 - เครื่องกำเนิดไฟฟ้าฉุกเฉิน; 10 - ผู้บริโภคหลัก 220 V
ของใช้ในครัวเรือน
แผงโซลาร์เซลล์สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ใดก็ได้ ตั้งแต่การชดเชยพลังงานที่ได้รับและการจ่ายไฟให้กับแต่ละสาย ไปจนถึงความเป็นอิสระของระบบพลังงานอย่างสมบูรณ์ รวมถึงการทำความร้อนและการจ่ายน้ำร้อน ในกรณีหลังนี้ การใช้เทคโนโลยีประหยัดพลังงานในวงกว้าง เช่น เครื่องพักฟื้นและปั๊มความร้อน มีบทบาทสำคัญ
สำหรับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน จะใช้อินเวอร์เตอร์ ในกรณีนี้ สามารถส่งกระแสไฟไปยังการทำงานของแต่ละสายหรือระบบ หรือชดเชยการใช้ไฟฟ้าในเมืองบางส่วนได้ ตัวอย่างคลาสสิกของระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพคือปั๊มความร้อนที่ขับเคลื่อนโดยโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดเล็กที่มีแบตเตอรีจำนวนหนึ่ง
1 - เครือข่ายเมือง 220 V; 2 - แผงโซลาร์เซลล์ 12 V; 3 - ไฟส่องสว่าง 12 V; 4 - อินเวอร์เตอร์; 5 - ตัวควบคุมการชาร์จ; 6 - ผู้บริโภคหลัก 220 V; 7 - แบตเตอรี่
ตามเนื้อผ้ามีการติดตั้งแผงบนหลังคาอาคารและในโซลูชันทางสถาปัตยกรรมบางอย่างจะแทนที่การหุ้มหลังคาทั้งหมด ในกรณีนี้ แผงจะต้องวางทิศทางไปทางด้านทิศใต้เพื่อให้อุบัติการณ์ของรังสีบนระนาบตั้งฉาก