Солнечные панели

Ключевыми элементами солнечной электростанции являются солнечные панели, инвертор и аккумуляторы. Солнечные панели генерируют электричество от солнечных лучей, инвертор использует эту энергию для зарядки АКБ и питания бытовых электроприборов. Поговорим о том, как правильно подобрать солнечные панели под инвертор.

Инвертор - ключевое звено солнечной электросистемы

Инвертор определяет мощность всей системы. С одной стороны он ограничивает суммарную мощность применяемых солнечных панелей, с другой стороны - мощность, которая используется на выходе 220В. Его номинальный показатель в Вт подбирается по нагрузке, которая регулярно используется в доме. Например, в доме часто используются следующие электроприборы:

• Бойлер (1 кВт).
• Микроволновка или электрочайник (1,5 кВт).
• Телевизор и лампы света (примерно, 0,2 кВт).

Суммарная постоянная нагрузка составляет 1+1,5+0,2 = 2,7 кВт. Для такой нагрузки подходит инвертор с номиналом на выходе не менее 3 кВт.

Внимание! Автономный и гибридный инвертор ставится вразрез городской электросети. Если сеть рассчитана на 5 кВт, а вы устанавливаете инвертор на 3 кВт, то на выходе будет 3 кВт. Чтобы использовать все 5 кВт, необходимо покупать инвертор на 5 кВт либо тянуть отдельную линию в обход инвертора для питания мощных электроприборов.

Изучаем характеристики инвертора

Для того, чтобы определиться с моделью солнечных панелей и их количеством, необходимо разобраться, на что способен выбранный вами инвертор. Для подбора солнечных панелей необходимо найти в характеристиках инвертора следующие позиции:

• Максимальная мощность подключаемых солнечных панелей (PV). Это суммарная мощность всех панелей. Превышать нельзя.
• Входной ток со стороны солнечных панелей. Величина силы тока, которая приходит на MPPT-контроллер. Превышать нельзя.
• Максимальное напряжение солнечных панелей. Напряжение, которое солнечные панели могут выдать в морозный солнечный день. При превышении этой величины инвертор уходит в защиту.
• Рабочее напряжение MPPT-контроллера. Диапазон рабочего напряжения в обычный летний день. Для стабильной работы в пасмурную погоду желательно получить цифру, попадающую от середины промежутка до максимума.

Изучаем характеристики солнечных панелей

Выбрали инвертор - подбираем солнечные панели. В характеристиках солнечных панелей важно отыскать следующие:

• Мощность (Вт). Количество солнечных панелей влияет на суммарную мощность системы.
• Напряжение без нагрузки (В). Это вольтаж, который панель способна выдавать при минусовых температурах и солнце.
• Рабочее напряжение (В). Это вольтаж, который панель выдает при +25 градусах Цельсия.
• Ток при максимальной мощности (А).

Пример расчета солнечных панелей под инвертор

Возьмем под наши нужды инвертор мощностью 3 кВт, рассчитанный на работу с АКБ 48В. Это модель SRNE HF4830S60-145, представленная на нашем сайте. Выписываем характеристики инвертора:

• Максимальная мощность подключаемых солнечных панелей - 3 400 Вт.
• Входной ток с солнечных панелей 40 А.
• Максимальное напряжение PV - 145 В.
• Рабочее напряжение MPPT - 60…115 В.

Под него берем солнечные панели мощностью 250 Вт со следующими характеристиками:

• Напряжение без нагрузки - 37,7 В.
• Рабочее напряжение - 30,9 В.
• Ток при максимальной мощности - 8,42 А.

Выполняем расчет:

1. Делим допускаемую мощность подключения к инвертору на мощность одной панели: 3 400/250 = 13,6. 13 панелей мощностью 250 Вт можно подключить к данному инвертору.
2. Если подключить все 13 панелей последовательно - превысим максимальное напряжение на входе в инвертор, а если соединим параллельно - то не доберем напряжение по номиналу и превысим общий ток. Будем использовать последовательно-параллельное подключение. Максимальное количество солнечных панелей, которые можно подключить последовательно: 145/37,7 = 3,8. 3 панели можно подключить последовательно.
3. Будем подключать 3 панели последовательно, а четыре таких тройки соединим параллельно. Посмотрим, что будет с рабочим напряжением и максимальным током. Итого - 12 панелей. Рабочее напряжение - 30,9*3 = 92,7 В. В диапазон рабочего напряжения MPPT (60-115В) укладываемся. Максимальный фактический ток - 8,42*4 = 33,7 А, что меньше 40 А.
4. Проверяем фактическую мощность всего набора солнечных панелей и максимальное напряжение, которое он выдает. 250*12 = 3 000 Вт, что меньше 3 400 Вт у инвертора. Максимальное напряжение: 37,7*3 = 113,1 В, что меньше 145 В.

Важные замечания

• При параллельном соединении ток складывается, а напряжение постоянно, при последовательном - наоборот.
• Для наибольшей эффективности формируйте конфигурацию так, чтобы номинальное напряжение солнечных панелей было приближено к верхней границе диапазона работы MPPT инвертора. Иначе в пасмурную погоду электричество из солнечных панелей может не поступать.
• При расчете принимайте во внимание площадь крыши, на которой вы готовы разместить солнечные панели.
• Существует два типа инверторов: с низковольтным MPPT контроллером (до 145 В) и высоковольтным (до 500 В). Первые дешевле и подходят под небольшое количество солнечных панелей. Вторые лучше справляются с нагрузкой в пасмурную погоду и не требуют проводов толстого сечения для подключения солнечных панелей.
• Инверторы рассчитаны на работу с АКБ 12, 24 и 48В. 12-Вольтовые системы маломощные (до 1,5 кВт) и используются в основном на дачах для запитки 12В источников напрямую. 24В подходят для небольших нагрузок для частного дома (до 3…5 кВт). 48 В относят к профессиональным системам от 3…5 кВт и выше.