Esquemas y métodos para conectar paneles solares: cómo instalar correctamente un panel solar
Una fuente de energía alternativa basada en paneles solares es una excelente opción para organizar un suministro de energía independiente.Proporcionará una alta eficiencia energética no solo en los días calurosos, sino también en tiempo nublado. Sería bueno tener un dispositivo así en casa, ¿no?
Para ello, basta con seleccionar correctamente los componentes técnicos y realizar la instalación. Cualquiera puede hacer esto si conoce los diagramas y métodos para conectar paneles solares. Le diremos cómo construir un sistema productivo que convierta la “energía verde” en electricidad necesaria para alimentar los electrodomésticos.
Además, aprenderás a elegir un lugar para instalar paneles solares y cómo combinarlos con una red eléctrica estacionaria. Consejos útiles y recomendaciones importantes brindarán una asistencia eficaz a los artesanos del hogar. Para facilitar su comprensión se proporcionan fotografías temáticas, esquemas y vídeos.
El contenido del artículo:
Dispositivo de batería solar
Cuando planee conectar usted mismo paneles solares, debe tener una idea de en qué elementos se compone el sistema.
Los paneles solares constan de un kit. baterias fotovoltaicas, cuyo objetivo principal es convertir la energía solar en energía eléctrica. La intensidad actual del sistema depende de la intensidad de la luz: cuanto más brillante es la radiación, mayor es la corriente generada.
Los principales elementos estructurales del sistema son:
- Bateria solar – convierte la luz solar en energía eléctrica.
- Batería – una fuente de corriente química que acumula la electricidad generada.
- Controlador de carga – monitorea el voltaje de la batería.
- Inversor, que convierte la tensión eléctrica continua de la batería en 220V alterno, necesaria para el funcionamiento del sistema de iluminación y el funcionamiento de los electrodomésticos.
- Rompedores de circuito, instalado entre todos los elementos del sistema y protegiendo el sistema de cortocircuitos.
- Juego de conectores estándar MC4.
Además del objetivo principal del controlador: controlar el voltaje de la batería, el dispositivo apaga ciertos elementos según sea necesario. Si el indicador en los terminales de la batería durante el día alcanza los 14 voltios, lo que indica que están sobrecargados, el controlador interrumpe la carga.
Por la noche, cuando el voltaje de la batería alcanza un nivel extremadamente bajo de 11 voltios, el controlador detiene el funcionamiento de la central eléctrica.
¿Cuál es el mejor lugar para instalar los paneles?
Lo primero que debe hacer antes de instalar y conectar una batería solar es decidir la ubicación de la unidad.
Los paneles solares se pueden colocar en casi cualquier punto bien iluminado:
- en el tejado de una casa de campo;
- en el balcón de un edificio de apartamentos;
- en el área adyacente a la casa.
Lo principal es brindar las condiciones necesarias para obtener la máxima generación de electricidad. Uno de ellos es la orientación y el ángulo de inclinación con respecto al horizonte.Por lo tanto, la superficie absorbente de luz de la unidad debe estar orientada hacia el sur.
Lo ideal es que los rayos del sol incidan sobre él a 90°. Para lograr este efecto, es necesario seleccionar el ángulo de pendiente óptimo según las condiciones climáticas de la región. Este indicador es diferente para cada región.
Por ejemplo, en la región de Moscú, el ángulo de inclinación de la superficie de los paneles solares durante los meses de verano es de 15-20°, y en los meses de invierno cambia a 60-70°.
Al colocar paneles solares en el área adyacente a la casa, es mejor elevar los paneles por encima de la superficie del suelo al menos medio metro, en caso de que caiga una gran cantidad de nieve. Esta solución también es correcta en el sentido de que proporciona una distancia suficiente para la circulación del aire.
Vale la pena recordar que incluso una pequeña sombra tiene un efecto perjudicial sobre la generación de electricidad de la unidad. Los paneles deben colocarse únicamente en lugares que no estén sujetos a la más mínima sombra.
Hay varias formas de arreglar los paneles:
- activando las abrazaderas de sujeción;
- atornillando a través de los orificios ubicados en la parte inferior del marco.
La estructura de soporte debe estar fabricada con materiales resistentes a la corrosión. Independientemente del método de instalación, no puede realizar cambios en el diseño del panel usted mismo ni perforar orificios adicionales.
Es trabajo del propietario mantener limpios los paneles. La acumulación de polvo, nieve y excrementos de pájaros en la pantalla reducirá la cantidad de electricidad producida por el sistema en al menos un 10 %.
Opciones de conexión de baterías solares
Los paneles solares se componen de varios paneles individuales. Para aumentar los parámetros de salida del sistema en forma de potencia, voltaje y corriente, los elementos se conectan entre sí utilizando las leyes de la física.
Se pueden conectar varios paneles entre sí utilizando uno de los tres esquemas de instalación de paneles solares:
- paralelo;
- secuencial;
- mezclado.
Un circuito en paralelo implica conectar terminales del mismo nombre entre sí, en los que los elementos tienen dos nodos comunes para la convergencia de conductores y su ramificación.
La máxima corriente de salida posible en un circuito en paralelo es directamente proporcional a número de elementos conectados. Los principios para calcular cantidades se dan en nuestro artículo recomendado.
Un circuito en serie implica conectar polos opuestos: el “más” del primer panel al “menos” del segundo. El "más" restante no utilizado del segundo panel y el "menos" de la primera batería están conectados al controlador ubicado más a lo largo del circuito.
Este tipo de conexión crea condiciones para el flujo de corriente eléctrica, en las que queda el único camino para la transferencia de energía desde la fuente al consumidor.
Un circuito serie-paralelo o mixto se utiliza con mayor frecuencia cuando es necesario conectar varios grupos de baterías. Al utilizar este circuito, se pueden aumentar tanto el voltaje como la corriente en la salida.
Esta opción también es beneficiosa en el sentido de que si uno de los elementos estructurales del sistema falla, los otros circuitos de conexión continúan funcionando. Esto aumenta significativamente la fiabilidad de todo el sistema.
El principio de ensamblar un circuito combinado se basa en el hecho de que los dispositivos dentro de cada grupo están conectados en paralelo. Y todos los grupos están conectados en un circuito en serie.
Combinando diferentes tipos de conexiones, no resulta difícil montar una batería con los parámetros requeridos. Lo principal es que el número de elementos conectados debe ser tal que la tensión de funcionamiento suministrada a las baterías, teniendo en cuenta su caída en el circuito de carga, supere la tensión de las propias baterías. baterias, y la corriente de carga de la batería proporcionó la cantidad requerida de corriente de carga.
Diagrama de montaje del sistema de energía solar.
La conexión de los paneles solares se realiza mediante cables de conexión incorporados con una sección transversal de 4 mm.2. Los más adecuados para este propósito son los cables de cobre unipolares, cuya trenza aislante es resistente a la radiación ultravioleta.
Si utiliza un cable cuyo aislamiento no es resistente a los rayos UV, se recomienda colocarlo externamente en una funda corrugada.
Independientemente del esquema elegido, antes conectando paneles solares Es imperativo comprobar la corrección de la instalación eléctrica.
Al conectar paneles, no se recomienda exceder los requisitos técnicos de corriente permitida y voltaje máximo de otros dispositivos. Es importante cumplir con las especificaciones del controlador de carga y del inversor especificadas por el fabricante.
El diagrama de montaje estándar para la planta de energía solar más simple es el siguiente.
Para evitar roturas controlador, al conectar elementos del sistema, es importante seguir la secuencia.
Los trabajos de instalación se realizan en varias etapas:
- La batería se conecta al controlador mediante los conectores adecuados y recordando respetar la polaridad.
- Una batería solar se conecta al controlador a través de conectores, manteniendo la misma polaridad.
- Se conecta una carga de 12 V a los conectores del controlador.
- Si es necesario convertir el voltaje eléctrico de 12 a 220 V, se incluye un inversor en el circuito.Se conecta únicamente a la batería y en ningún caso directamente al controlador.
- Los aparatos eléctricos diseñados para una tensión de 220 V se conectan a la salida libre del inversor.
Después de realizar la conexión, es necesario verificar la polaridad y medir el voltaje del circuito abierto de los paneles. Si el indicador difiere del valor del pasaporte, la conexión no se realiza correctamente.
En la etapa final, la batería solar debe estar conectada a tierra. Para minimizar la probabilidad de un cortocircuito, se instalan fusibles en los puntos de conexión entre la batería, el inversor y el controlador.
La energía de las centrales solares se utilizará para alimentar electrodomésticos de bajo consumo y para cargar baterías de equipos móviles:
La información proporcionada ayudará a aquellos que deseen construir una batería solar con sus propias manos. en el próximo artículo.
Conexión de elementos multidireccionales.
Cuando se utiliza un esquema de instalación secuencial de paneles solares, para no reducir la eficiencia de los dispositivos, todos los paneles del circuito común deben colocarse en el mismo ángulo y en el mismo plano.
Si los paneles están ubicados en diferentes planos, esto puede llevar a que el más cercano o más iluminado funcione con más potencia que los ubicados un poco más lejos.
Esto significa que el panel cercano generará electricidad, parte de la cual se liberará para calentar los paneles distantes. Y la razón radica en el hecho de que la corriente fluye por el camino de menor resistencia. Para minimizar las pérdidas, es mejor utilizar un controlador independiente para cada panel.
El problema también se puede resolver instalando diodos de corte. Se colocan en el interior entre las placas. Gracias a esto, mientras entregan la máxima potencia, las placas no se sobrecalientan.
También es importante la caída de tensión en las conexiones, así como en los propios cables, de la parte de baja tensión del sistema.
Un ejemplo es el hecho de que para un metro de cable con una sección transversal de 4 mm2 cuando pasa una corriente de 80A (voltaje 12 V), los valores bajan un 3,19%, que son 30,6 W. Cuando se activa la torsión, la caída de voltaje puede variar de 0,1 a 0,3 V.
Combinación de energía solar y red estacionaria
Cuando se planea utilizar electricidad del sol en paralelo con una red estacionaria centralizada equipada, el diagrama de conexión se hace ligeramente diferente. Y la razón principal de esta decisión es que el consumidor privado no tiene la oportunidad de "deshacerse" de la energía restante.
Y esto puede provocar sobretensiones que duran hasta un segundo.
Según el diagrama anterior, el voltaje del heliocampo se dirige primero hacia la batería y desde allí se transmite a la carga.
A la hora de diseñar esta opción de instalación conviene tener en cuenta dos tipos de carga:
- no reservable – luz en la casa, electrodomésticos, etc.;
- reservado – iluminación de emergencia, frigorífico, termo eléctrico.
Tenga en cuenta: cuanto mayor sea la capacidad de la batería, más tiempo funcionarán los aparatos eléctricos de respaldo en modo autónomo.
Al elegir este método para generar energía en la red, prepárese para el hecho de que tendrá que solicitar permiso a las redes eléctricas locales.
A pesar de inversores para paneles solares producen voltaje, cuya calidad es a veces superior a la de la red centralizada; las redes eléctricas locales no dan el visto bueno para que el medidor eléctrico gire en la dirección opuesta.
Por este motivo, según el esquema, los inversores solares dejan de funcionar cuando se pierde tensión en la red. Y la carga redundante comienza a "alimentarse" de la batería.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
Los autores del material de video, que se proporciona a continuación, comparten su experiencia personal y analizan los matices de la instalación de paneles solares.
Vídeo #1. Un ejemplo de montaje e instalación de un sistema estándar de fábrica:
Vídeo #2. Cómo instalar paneles correctamente:
No hay nada complicado en el proceso de conectar varios paneles con otros elementos del sistema. Pero para un maestro novato, el proceso puede resultar difícil. Por lo tanto, si no tiene experiencia en cálculos y habilidades de instalación, debe contactar a un especialista que tenga los conocimientos necesarios.
¿Le gustaría contarnos cómo montó su propia planta de energía solar para su casa de campo o de campo? ¿Quizás conozca las sutilezas del proceso que no se describen en el artículo? Escriba comentarios en el bloque a continuación, haga preguntas, comparta su opinión y fotografías sobre el tema del artículo.
Estoy a punto de convertir mi casa de eléctrica a paneles solares. Ya instalé luces solares en toda el área. Por supuesto, confiaré la instalación de paneles solares únicamente a un profesional, ya que objetivamente, sin experiencia, no podré hacerlo todo con precisión. Díganme, si planeo convertir solo una parte de mis electrodomésticos a energía solar y dejar algunos con electricidad, ¿es posible?
Oleg, tu pregunta está respondida en la sección "Combinación de energía solar y una red estacionaria". Es esta combinación la que permite aprovechar al máximo la energía de los paneles solares y utilizar aparatos eléctricos en cualquier momento, independientemente de las condiciones climáticas.
Simplemente no se olvide de desventajas como:
— Si una sombra cae sobre un monobloque, bloquea el trabajo de los demás conectados a él;
— Duración de la batería hasta 10 años;
— En los días soleados no sólo se produce el máximo rendimiento energético, sino también el calentamiento de los propios paneles (especialmente cuando no hay viento).Y cada grado de aumento en la temperatura del panel reduce la eficiencia en un promedio de 0,5%;
— El polvo en la superficie reduce la eficiencia del panel;
— Con el tiempo, la eficiencia del panel disminuye al 0,8% anual (activamente en los primeros 2 años, hasta el 2%).
Teniendo hoy paneles con una eficiencia de hasta el 20% (máximo para los nuevos), la perspectiva de su uso es en la mayoría de los casos discutible; incluso en ausencia de redes eléctricas, un simple generador diesel será una compra más útil.
Dígame cómo conectar paneles solares y un controlador MMR de 12-24 V, 20 A. El voltaje en los paneles es de 32-40 V, 280 W. ¿Cómo debo conectar dos paneles, en serie o en paralelo?
En su caso, es mejor utilizar un circuito de conexión en serie-paralelo, esto se comenta en el artículo, lea con más atención. Es este esquema de conexión el que le permite obtener el voltaje de salida al que es posible el funcionamiento normal de los electrodomésticos.
Como ejemplo, puedo dar un diagrama de conexión con un controlador de 80 A, pero para tu caso también será relevante.
Al instalar todos los elementos, tenga cuidado y, en particular, siga todas las instrucciones. Por ejemplo, el inversor se conecta sólo a la batería y no directamente al controlador, para evitar daños al inversor. Después de ensamblar el circuito, verifique la polaridad y mida el voltaje del circuito abierto, que debe coincidir con el voltaje de la placa de identificación. Si es diferente, entonces el circuito está ensamblado incorrectamente.
Entonces, una conexión en serie da la suma del voltaje. Y en paralelo está la sumatoria del amperaje.
Vaya: el costo del panel es de 200 mil rublos.¿Qué pasa si se rompe? Sí, 200 mil me bastarán para pagar la electricidad normal hasta el final de mis días.
Sí, el precio es bastante alto, pero no tienes que preocuparte de que se rompa el panel solar. Durante mucho tiempo no explicaré cómo y por qué los paneles solares ahora no temen las influencias mecánicas (impacto, caída, flexión). Solo diré que en su producción se utilizan tecnologías especiales y procesos químicos.
Si no me cree, debería hacerse una prueba de choque "en ruso", como dicen https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Se puede ver que no hay edición de video: cualquiera puede probar la resistencia del panel solar.
En cuanto al precio, cuantos más días de sol al año haya en las latitudes donde está prevista la instalación de paneles solares, más corto será su periodo de amortización. Está claro que comprar dichos paneles para los residentes de las regiones del norte definitivamente no es económicamente viable.
No entiendo, ¿qué otro “permiso” se necesita expedir? Monté mi receptor, monté el panel y lo encendí. ¿Qué le importa a la red eléctrica de la ciudad mis pertenencias personales, pasatiempos y electrodomésticos? Les pagamos por la energía de la red. No lo usamos, no hay nada que pagar ni nada que negociar. Parece que están conectados de forma voluntaria, ¿o no soy consciente de algo?
¡Hola! ¡Quiero construir una planta de energía solar con una potencia de 1 mW! ¿Cómo conectar esta estación a una red centralizada? ¿Qué tipo de inversor necesito y cuántos mW? ¿Cómo se conectarán los paneles en paralelo o en serie? ¡Gracias de antemano!