Схема за свързване на слънчеви панели: към контролера, към акумулатора и обслужваните системи

Автономните системи за електрозахранване на извънградски обекти позволяват да се живее в комфорт дори далеч от централизирани комуникации. Не рядко наред с традиционните схеми се използват алтернативни, основани на използването на слънчева енергия.

За да функцонира хелиосистемата правилно, е необходима грамотно съставена схема за свързване на слънчевите батерии. Ще е неободим комлект качествено оборуване, способно да се справя с възложените задължения.

Ще разкажем как грамотно да планирате разположението на компонентите на мини-електростанцията. Вие ще научите как да изберете технически устройства за сглобяване на системата и как да ги свържете правилно. Като вземете предвид нашите съвети, ще можете да изградите ефективно действаща инсталация.

Схема на устройството на слънчева електроцентрала

Нека разгледаме как е устроена и работи хелиосистемата за извънградска къща. Основното ѝ предназначение е да преобразува слънчевата енергия в електричество 220 V, което е основният източник на захранване за домакински електроуреди.

Основните части, от които се състои СЕЦ:

1. Батерии (панели), преобразуващи слънчевото излъчване в ток с постоянно напрежение.
2. Контролер, регулиращ зареждането на АКБ.
3. Блок акумулаторни батерии.
4. Инвертор, преобразуващ напрежението на АКБ в 220 V.

Конструкцията на батерията е проектирана така, че позволява на оборудването да функционира при различни метеорологични условия, при температура от -35°C до +80°C.

Оказва се, че правилно инсталираните слънчеви батерии ще работят с еднаква производителност и зима, и лято, но при едно условие – при ясно време, когато слънцето отдава максимално количество топлина. При облачно време ефективността на работа резко намалява.

Ефективността на СЕЦ в средните широти е голяма, но не толкова, че да осигурява изцяло с електричество големи къщи. По-често хелиосистемата се разглежда като допълнителен или резервен източник на електроенергия.

Теглото на една батерия от 300 W е 20 kg. Най-често панелите се монтират на покрива, фасадата или специални стойки, инсталирани до къщата. Необходимите условия: завъртане на равнината към слънцето и оптимален наклон (средно 45° спрямо земната повърхност), осигуряващ перпендикулярно падане на слънчевите лъчи.

При възможност се инсталира трекер, който проследява движението на слънцето и регулира положението на панелите.

Горната равнина на батериите е защитена с калено противоударно стъкло, което лесно издържа удари от градушка или тежки снежни натрупвания. Въпреки това е необходимо да се следи за целостта на покритието, иначе повредените силициеви пластини (фотоелементи) ще престанат да работят.

Контролерът изпълнява няколко функции. Освен основната – автоматично регулиране на заряда на АКБ, контролерът регулира подаването на енергия от слънчевите батерии, като по този начин предпазва акумулатора от пълно разреждане.

При пълен заряд контролерът автоматично изключва АКБ от системата. Съвременните устройства са оборудвани с панел за управление с дисплей, който показва напрежението на батериите.

За домашно направени хелиосистеми най-добрият избор са гел акумулаторите, които се отличават с период на непрекъсната работа от 10-12 години. След 10-годишна работа техният капацитет намалява с около 15-25 %. Това са необслужваеми и абсолютно безопасни устройства, които не отделят вредни вещества.

През зимата или в облачно време панелите също продължават да работят (ако редовно се почистват от снега), но производството на енергия намалява 5-10 пъти.

Задачата на инверторите е да преобразуват постоянното напрежение от АКБ в променливо напрежение 220 V. Те се отличават с такива технически характеристики като мощност и качество на полученото напрежение. Синусоидалното оборудване е способно да обслужва най-„капризните“ към качеството на тока устройства – компресори, битова електроника.

Обзор на битова СЕС:

Струва си да знаете, че битовите електроцентрали могат да обслужват постоянно работещ хладилник, периодично стартирана потопяема помпа, телевизор, осветителна система. За да се осигури енергия за функционирането на котела или дори на микровълнова печка, ще е необходимо по-мощно и много скъпо оборудване.

Най-простата схема на слънчева електроцентрала, включваща основните съставни елементи. Всеки от тях изпълнява своя функция, без която работата на слънчевата електроцентрала (СЕЦ) е невъзможна

Съществуват и други, по-сложни схеми за сглобяване на слънчеви електроцентрали, но това решение е универсално и най-търсено в бита.

Стъпки за свързване на батериите към оборудването на СЕЦ

Свързването става поетапно, обикновено в следния ред: първо се свързва контролерът с акумулатора, след това контролерът със слънчевите панели, после акумулаторът с инвертора, и накрая се прави разпределението към консуматорите.

Етап #1: свързване към акумулатора

Акумулаторите заемат точно определено място в мрежата. Те са свързани към слънчевите панели не директно, а чрез контролер, който регулира тяхното зареждане/разреждане. От другата страна акумулаторният блок се свързва към инвертора, който преобразува тока.

По този начин схемата за свързване на слънчевите батерии към акумулатора изглежда така:

• правим свързване на акумулатор/контролер (след това контролер/слънчеви батерии);
• свързваме акумулатора и инвертора.

Възможни са и други варианти на свързване, но този е оптимален, тъй като акумулаторът съхранява неизразходваната енергия и при необходимост я подава на консуматорите.

Съществуват два варианта за закупуване на акумулатори: в състава на напълно готова за монтаж слънчева електроцентрала или отделно, по зададени параметри. Евтиният китайски комплект струва не повече от 20 €.

Ако един акумулатор не е достатъчен, се придобиват няколко батерии с еднакви характеристики. Те се инсталират на едно място и се свързват последователно.

За удобство при употреба и обслужване блоковете се монтират на метален стелаж с полимерно покритие.

Отлично се е доказала продукцията на китайската марка Дельта. На снимката – гелов акумулатор с напрежение 12 V и капацитет 55 Ah. Всички устройства на марката Дельта са проектирани за 10-годишен срок на експлоатация.

Нека разгледаме как акумулаторът се свързва към контролера и инвертора.

Следващата стъпка – свързване на контролера към слънчевите панели, а на акумулаторния блок – към инвертора.

Етап #2: свързване към контролера

Нека разгледаме вариант, който често използват на практика собствениците на крайградски къщи. Те поръчват евтино оборудване, произведено в КНР, на една от интернет платформите.

Бюджетен контролер с минимален брой настройки, оборудван с три двойки клеми, способен да обслужва блок от слънчеви батерии с мощност 150 W. Цена – 13 €

Свързването става в следния ред:

• Първо към контролера се свързва блокът акумулаторни батерии. Това се прави нарочно, за да се провери как уредът ще определи номиналното напрежение на мрежата (стандартни стойности – 12 V, 24 V). При свързване с АКБ се използва първата двойка клеми.
• След това се присъединяват директно слънчевите панели, като се използват приложените към тях проводници, а на контролера – втората двойка клеми.
• На последно място се монтира оборудването за нощно осветление – именно за това е предназначена третата двойка клеми. Освен нисковолтово осветление, което работи единствено след настъпване на тъмнина и се захранва от АКБ, друго оборудване не може да се използва.

При всеки вид свързване трябва да се следи за полярността.

Неспазването на полярността води до незабавна повреда на контролера, както и до излизане от строя на детайлите на слънчевите панели.

Схема на свързване на контролера с три двойки клеми. Нощното осветление (12 V) – незадължителна функция, затова някои просто не я използват. Включването на крушките може да се настрои по време: за работа във вечерните или сутрешните часове (+).

Контролерът и АКБ постоянно взаимодействат. Например, по време на пикови натоварвания АКБ представлява буфер, който осъществява защита на контролера от излизане от строя.

Тези два уреда, както и останалите елементи на системата, не могат да се разглеждат поотделно. При сглобяване на слънчевата електроцентрала трябва да се има предвид всяко устройство, дори и конкретното свързване да не го засяга.

Поетапна инструкция за свързване на слънчеви панели към контролера

След свързването на контролера към акумулатора и панелите присъединяваме инвертора и, при необходимост, нисковолтови осветителни уреди.

Етап #3: свързване към инвертора

Инверторът трябва да се включи в системата, ако уредите в къщата работят на 220 В. Но има изключения, когато слънчевите батерии се инсталират за система 12 В, в този случай инвертор не е необходим.

Мястото на инсталиране на инвертора в системата на слънчевата електроцентрала е между акумулаторния блок и консуматорите на енергия, т.е. домакинските уреди, осветителните тела и др. (+)

Уредът се придобива по същия начин, както и останалите части на хелиосистемата: в състава на комплекта на СЕЦ или отделно.

Ред на действия при свързване на инвертора към акумулатора:

Ако не сте се занимавали преди с инсталиране на слънчеви електрически централи, препоръчваме да закупите не отделни уреди, а система в комплект.

Предимството на готова за монтаж система е в съответствието на параметрите на оборудването (правилно подбрани по мощност акумулатори, необходимото количество слънчеви панели, комплект проводници за бързо свързване).

Логично е, че съвместимите по капацитет, напрежение и мощност уреди ще преобразуват много по-ефективно слънчевата енергия и ще осигуряват дома с електричество. Всъщност почти безплатната “зелена енергия” може да се използва в отоплителни системи, за електрозахранване на битови устройства.

Изводи и полезно видео по темата

Собствениците на крайградски жилища отдавна са оценили предимствата на алтернативната енергия и активно използват СЕЦ като постоянен или резервен източник. Полезни препоръки от потребители на слънчеви електрически централи ще ви помогнат с монтажа на собствена система.

Видео #1. Поетапен инструктаж за сглобяване и свързване:

Видео #2. Разбор на често срещани грешки при избора и инсталирането на оборудване:

Видео #3. Преглед на един от вариантите за домашна инсталация:

Използването на алтернативна енергия за нуждите на човечеството е наистина голям технологичен скок. Днес всеки собственик на жилище може самостоятелно да сглоби и свърже слънчева електрическа централа, която захранва дома с електричество. Предвид изплащането и екологичната чистота, това е практично и резултатно решение.

Искате ли да разкажете как сте сглобили малка слънчева електрическа централа със собствени ръце? Имате ли интересни факти и полезни сведения по темата на статията? Пишете, моля, коментари в разположения по-долу блок, споделете впечатления, мнение и тематични снимки.