Сонячні панелі

Ключовими елементами сонячної електростанції є сонячні панелі, інвертор та акумулятори. Сонячні панелі генерують електрику від сонячних променів, інвертор використовує цю енергію для заряджання АКБ та живлення побутових електроприладів. Поговоримо, як правильно підібрати сонячні панелі під інвертор.

Інвертор – ключова ланка сонячної електросистеми

Інвертор визначає потужність усієї системи. З одного боку він обмежує сумарну потужність сонячних панелей, з іншого боку - потужність, яка використовується на виході 220В. Його номінальний показник у Вт підбирається за навантаженням, яке регулярно використовується в будинку. Наприклад, у будинку часто використовуються такі електроприлади:

• Бойлер (1 кВт).
• Мікрохвильова піч або електрочайник (1,5 кВт).
• Телевізор та лампи світла (приблизно 0,2 кВт).

Сумарне постійне навантаження становить 1+1,5+0,2 = 2,7 кВт. Для такого навантаження підходить інвертор із номіналом на виході не менше 3 кВт.

Увага! Автономний та гібридний інвертор ставиться врозріз міської електромережі. Якщо мережа розрахована на 5 кВт, а ви інсталюєте інвертор на 3 кВт, то на виході буде 3 кВт. Щоб використовувати всі 5 кВт, необхідно купувати інвертор на 5 кВт або тягнути окрему лінію в обхід інвертора для живлення потужних електроприладів.

Вивчаємо характеристики інвертора

Для того, щоб визначитися з моделлю сонячних панелей та їх кількістю, необхідно розібратися, на що здатний вибраний інвертор. Для підбору сонячних панелей необхідно знайти в характеристиках інвертора такі позиції:

• Максимальна потужність сонячних панелей (PV), що підключаються. Це сумарна потужність усіх панелей. Перевищувати не можна.
• Вхідний струм із боку сонячних панелей. Величина сили струму, яка надходить на MPPT-контролер. Перевищувати не можна.
• Максимальна напруга сонячних панелей. Напруга, яку сонячні панелі можуть видати в морозний сонячний день. При перевищенні цієї величини інвертор іде у захист.
• Робоча напруга MPPT-контролера. Діапазон робочої напруги у звичайний літній день. Для стабільної роботи в похмуру погоду бажано отримати цифру, яка потрапляє від середини проміжку до максимуму.

Вивчаємо характеристики сонячних панелей

Вибрали інвертор – підбираємо сонячні панелі. У параметрах сонячних панелей важливо знайти такі:

• Потужність (Вт). Кількість сонячних панелей впливає на сумарну потужність системи.
• Напруга без навантаження (В). Це вольтаж, який панель здатна видавати за мінусових температур і сонця.
• Робоча напруга (В). Це вольтаж, який панель видає за +25 градусів Цельсія.
• Струм при максимальній потужності (А).

Приклад розрахунку сонячних панелей під інвертор

Візьмемо під наші потреби інвертор потужністю 3 кВт, розрахований працювати з АКБ 48В. Це модель SRNE HF4830S60-145, представлена на нашому сайті. Виписуємо характеристики інвертора:

• Максимальна потужність сонячних панелей, що підключаються, - 3 400 Вт.
• Вхідний струм із сонячних панелей 40 А.
• Максимальна напруга PV – 145 В.
• Робоча напруга MPPT - 60 ... 115 В.

Під нього беремо сонячні панелі потужністю 250 Вт з наступними характеристиками:

• Напруга без навантаження – 37,7 В.
• Робоча напруга – 30,9 В.
• Струм при максимальній потужності - 8,42 А.

Виконуємо розрахунок:

1. Ділимо допустиму потужність підключення до інвертора на потужність однієї панелі: 3400/250 = 13,6. 13 панелей потужністю 250 Вт можна підключити до цього інвертора.
2. Якщо підключити всі 13 панелей послідовно – перевищимо максимальну напругу на вході в інвертор, а якщо з'єднаємо паралельно – то не доберемо напруги за номіналом і перевищимо загальний струм. Будемо використовувати послідовно-паралельне підключення. Максимальна кількість сонячних панелей, які можна послідовно підключити: 145/37,7 = 3,8. 3 панелі можна підключити послідовно.
3. Підключатимемо 3 панелі послідовно, а чотири таких трійки з'єднаємо паралельно. Подивимося, що буде з робочою напругою та максимальним струмом. Разом – 12 панелей. Робоча напруга - 30,9 * 3 = 92,7 В. В діапазон робочої напруги MPPT (60-115В) укладаємося. Максимальний фактичний струм - 8,42 * 4 = 33,7 А, що менше 40 А.
4. Перевіряємо фактичну потужність всього набору сонячних панелей та максимальну напругу, яку він видає. 250 * 12 = 3000 Вт, що менше 3400 Вт у інвертора. Максимальна напруга: 37,7*3 = 113,1, що менше 145 В.

Важливі зауваження

• При паралельному з'єднанні струм складається, а напруга постійно, при послідовному навпаки.
• Для максимальної ефективності формуйте конфігурацію так, щоб номінальна напруга сонячних панелей була наближена до верхньої межі діапазону роботи MPPT інвертора. Інакше в похмуру погоду електрика із сонячних панелей може не надходити.
• При розрахунку беріть до уваги площу даху, де ви готові розмістити сонячні панелі.
• Існує два типи інверторів: з низьковольтним MPPT контролером (до 145 В) та високовольтним (до 500 В). Перші дешевші і підходять під невелику кількість сонячних панелей. Другі краще справляються із навантаженням у похмуру погоду та не вимагають проводів товстого перерізу для підключення сонячних панелей.
• Інвертори розраховані працювати з АКБ 12, 24 і 48В. 12-Вольтові системи малопотужні (до 1,5 кВт) та використовуються в основному на дачах для запитки 12В джерел безпосередньо. 24В підходять для невеликих навантажень приватного будинку (до 3…5 кВт). 48 відносять до професійних систем від 3 ... 5 кВт і вище.