Параллельное и последовательное соединение солнечных панелей: что лучше?
Итак, вы решили оснастить свой дом солнечными панелями. Но знаете ли вы, как лучше соединять панели в единую систему для оптимальной выработки энергии? Существует два способа подключения панелей: параллельный и последовательный. В этой статье мы поговорим о преимуществах и недостатках обоих способов, чтобы вы могли выбрать оптимальное решение непосредственно для себя.
Общая информация
В вопросе соединения солнечных панелей ключевыми показателями, которые следует учитывать, являются напряжение и сила тока в цепи. Каждая система солнечных панелей будет иметь минимальное и максимальное значение этих показателей. Именно эти данные влияют на то, как лучше соединить вместе панели в вашей системе.
У различных моделей солнечных панелей значения напряжения и силы тока в цепи варьируются. Это значит, что вам необходимо соединить их между собой так, чтобы входная мощность была максимально возможной, но при этом не превосходила максимальное значение мощности зарядной станции.
Как правило, к одной зарядной станции подключают несколько солнечных панелей. То, как вы соединяете эти панели между собой, а также показатель баланса системы могут влиять на эффективность всей установки, ее способность улавливать, генерировать и хранить энергию.
Сами по себе солнечные панели не дадут вам энергию. Они работают только в паре с другим оборудованием, которое преобразует и хранит полученную энергию от солнца. Поэтому постарайтесь внимательно вникнуть в суть вопроса, чтобы понимать принцип работы комплекта энергонезависимости.
В чем разница параллельного и последовательного соединения
Вы можете соединить солнечные панели как параллельным, так и последовательным способом. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы, а поэтому в большей или меньшей степени подходит под определенные условия. Давайте разберемся, в чем же эти отличия.
Когда вы соединяете панели в систему последовательно (или в серию), это значит, что они подключаются друг за другом. В этом случае напряжение системы — это напряжение всех панелей в сумме. Например, если у вас последовательно соединены четыре панели по 12 В каждая, то общее напряжение будет рассчитываться так: 12 В * 4 шт. = 48 В. При последовательном соединении сила тока в цепи остается прежней.
Если вы планируете соединить свою систему последовательным способом, вы можете ограничить число панелей, купив модели с высоким напряжением. Например, выбрав солнечные панели EcoFlow на 400 Вт, у каждой из которых напряжение 37,1 В. Это значит, вы можете добиться напряжения более 74 В за счет всего двух панелей.
При параллельном соединении между собой соединяются все положительные клеммы и все отрицательные клеммы. По одному отрицательному и положительному соединению оставляют для подключения к регулятору и зарядной станции. Таким образом напряжение не изменяется, а вот сила тока в цепи складывается из всех ее “участников”.
Преимущества и недостатки этих способов для пользователя варьируются в зависимости от того, чего он ожидает от того или иного вида соединения. Так, соединение в серии предполагает более высокую мощность на выходе, что позволит вам быстрее зарядить солнечные батареи. Нет необходимости использовать мощный кабель и другое оборудование ввиду низкой общей силы тока. Такой вариант хорош для незатененных участков. Однако если какая-то из панелей начнет работать хуже, это скажется и на остальных панелях последовательного соединения.
В параллельном соединении выход из строя какой-либо панели никак не повлияет на эффективность работы остальных. Именно этот способ соединения хорош для небольших систем с низким напряжением (например, в автодоме). Также это соединение лучше показывает себя в условиях комбинированной освещенности с периодической затененностью. При параллельном подключении вам понадобятся толстые мощные кабели и другое оборудование, способное выдерживать высокую силу тока.
Влияние тени на выбор способа подключения
Эффективность работы солнечных панелей зависит от того, насколько часто они оказываются в тени. И хотя солнечная энергия — ресурс возобновляемый, в разной местности вы получаете разный объем солнечного света. Не в наших силах как-то влиять на распределение солнца по планете, но мы можем грамотно разместить солнечные панели, чтобы они находились в тени минимально возможное количество времени.
Размещайте панели вдали от крон деревьев. Но если вдруг какие-то из панелей все же будут периодически в тени, выбирайте параллельное соединение. Именно оно позволяет панелям работать независимо друг от друга, так что вы все равно будете “собирать” солнечную энергию. Помимо способа соединения, обращайте внимание и на модели, которые эффективно работают даже в условиях затененности. Например, двухсторонние солнечные панели EcoFlow на 220 Вт хорошо работают в условиях недостаточной освещенности, улавливая даже отражаемый свет (например, от поверхности воды).
Комбинированное соединение
Если вы не определились с тем, какой способ соединения панелей предпочесть, вы можете остановиться и на комбинированном соединении. Оно предоставит вам преимущества параллельного и последовательного соединения. Для начала соедините солнечные панели в серию, а затем перейдите на параллельное подключение. Таким образом, вы увеличите напряжение всей системы панелей сначала последовательным соединением, а затем через параллельное подключение вы увеличите силу тока. Получается, что комбинированным соединением вы решаете сразу две задачи: повышаете напряжение и силу тока всей системы, чего нельзя добиться каким-то одним способом.
Для чего же нужно увеличивать эти показатели? Дело в том, что все солнечные батареи-накопители и портативные зарядные станции требуют определенного минимального напряжения для подзарядки.
Если вы сомневаетесь в том, как лучше соединить солнечные панели в единую систему, лучше проконсультируйтесь со специалистом.
Соединение солнечных панелей между собой
То, как несколько солнечных батарей подключены между собой, влияет на характеристики их работы: сила тока и напряжение, получаемые на выходе. Какое соединение солнечных панелей лучше вы определяете, исходя из потребностей домохозяйства и входных показателей инвертора.
Как можно соединить солнечные батареи
Варианта всего 3:
- параллельное подключение;
- последовательное подключение;
- последовательно-параллельное подключение.
Параллельное соединение солнечных панелей
В этом случае вы получите низкое напряжение + большой ток. Напряжение будет равно напряжению одной панели, ток — сумме силе тока всех панелей. Принцип подключения такой:
- Соединить одноимённые клеммы модулей: «плюс» к «плюсу», «минус» к «минусу».
- На аккумулятор или контроллер вывести провода с одного из модулей.
Пример. Есть 2 панели на 12 вольт и 8 ампер. Соединив их параллельно, на выходе вы получите 12 вольт напряжения, но уже 16 ампер силы тока.
Чтобы сохранить полученные характеристики тока, важно подобрать кабель с достаточно большим сечением, а также иметь надёжные соединения.
Последовательное соединение солнечных панелей
Тут наоборот вы получаете высокое напряжение и низкую силу тока. Напряжение будет равно сумме напряжения всех панелей, а сила тока — одной панели. Схема такая:
- К «плюсу» первого модуля присоединить «минус» второго, к «минусу» второго присоединить «плюс» третьего и также последовательно продолжить.
- От двух крайних вывести провода на выход.
Пример. Берём те же 2 панели на 12 вольт и 8 ампер. Соединив их последовательно, на выходе вы получите 24 вольт напряжения и 8 ампер силы тока.
В этом случае можно не брать провода с большим сечением, к тому же можно не беспокоиться о больших потерях тока из-за увеличения длинны проводов (например, если инвертор находится далеко от солнечных батарей). Но есть и недостаток. Соединённые последовательно солнечные панели очень зависят друг от друга: если одна из них выйдет из строя или будет затенена, то это ощутимо отразится на работе всей системы.
Последовательно-параллельное соединение солнечных панелей (комбинированное)
Эта схема посложнее, но считается наиболее эффективной за счёт возможности комбинировать вышеперечисленные соединения. Так можно получить оптимальные выходные характеристики солнечных панелей.
- Панели делятся на несколько групп. Например, в каждой группе по два фотоэлемента.
- В группах панели соединяем параллельно.
- Выходы с каждой группы объединяем в последовательную цепь и пускаем полученные выходы в систему.
Главное преимущество такого решения — нет необходимости ставить мощный инвертор, который должен выдерживать высокие токи или напряжение. Эти характеристики будут сбалансированы.
Провод для соединения солнечных панелей
Рекомендуется использовать кабель с сечением не менее 4 мм². Допустимы и меньшие сечения, но если речь идёт о маломощной солнечной установке. Среди прочих характеристик провода: стойкость к высоким и низким температурам, хорошая изоляция и устойчивость к ультрафиолету.
Так как лучше соединять солнечные панели?
Как уже сказано выше, универсальный вариант — соединить их комбинированно. Но чаще всего используется последовательное соединение, которое хоть и не очень надёжно, но позволяет экономить на проводах и снижает энергопотери на пути к инвертору. Не забывайте и о входных характеристиках самого инвертора — получаемая сила тока и напряжение должны соответствовать его возможностям.
Источник https://ecoflow-russia.com/blog/parallelnoe-i-posledovatelnoe-soedinenie-solnechnyh-panelej-chto-luchshe
Источник https://nova-sun.ru/solnechnye-paneli/ustanovka/soedinenie-solnechnyh-panelej