Jak podłączyć panele fotowoltaiczne do falownika

Wstęp

Wykorzystanie paneli fotowoltaicznych (PV), które zamieniają światło słoneczne na energię, w ostatnich latach odnotowało wykładniczy wzrost. Falownik jest kluczowym elementem każdego systemu zasilania energią słoneczną, ponieważ przekształca energię słoneczną w użyteczną energię elektryczną. Przyjrzyjmy się zatem zawiłościom łączenia paneli PV z falownikiem. Po przeczytaniu tego artykułu będziesz w stanie zacząć wykorzystywać energię słoneczną do swoich potrzeb.

Zrozumienie paneli fotowoltaicznych i falowników

Zrozumienie funkcji paneli fotowoltaicznych i inwerterów jest niezbędne przed instalacją. Do zamiany światła słonecznego na prąd stały (DC) stosuje się urządzenia znane jako panele słoneczne lub panele PV. Inwertery są niezbędne, ponieważ zamieniają prąd stały wytwarzany przez panele PV na prąd przemienny (AC). Domy i firmy wykorzystują energię elektryczną w postaci prądu przemiennego.

Rodzaje falowników

Istnieje kilka odmian falowników, każda z odrębnymi zaletami i czynnikami. Trzy główne kategorie obejmują falowniki szeregowe, mikroinwertery i optymalizatory mocy.

1. Falowniki łańcuchowe

Są one najbardziej rozpowszechnione. Polegają na łączeniu wielu paneli fotowoltaicznych w celu zasilania jednego falownika. Są tanie i dobrze sprawdzają się w warunkach stałego światła słonecznego.

2. Mikroinwertery

W tym układzie do każdego panelu słonecznego przymocowane są indywidualne mikroinwertery. W przypadkach, gdy zacienienie lub orientacja panelu są zmienne, ten układ sprawdza się dobrze.

3. Optymalizatory mocy

Optymalizatory mocy z tyłu każdego panelu pomagają zmaksymalizować produkcję energii przez poszczególne panele fotowoltaiczne. Są one odpowiednią opcją dla miejsc częściowo zacienionych i działają w tandemie z centralnym inwerterem.

Wybór falownika

Rozważając wybór falownika do systemu paneli fotowoltaicznych, należy wziąć pod uwagę kilka kwestii:

1. Rozmiar systemu

Wymiary układu paneli fotowoltaicznych mają wpływ na wydajność falownika.

2. Budżet

Koszty falowników mogą się znacznie różnić. Dlatego zaleca się wybór falownika mieszczącego się w Twoim budżecie.

3. Wydajność

Aby zoptymalizować przetwarzanie energii, warto stosować inwertery o wysokiej sprawności.

4. Monitorowanie

Możesz mieć kontrolę nad wydajnością swojego systemu dzięki wbudowanym funkcjom monitorowania falownika.

5. Zgodność

Upewnij się, że zakupiony falownik jest odpowiedni do Twoich paneli słonecznych.

Zbieranie sprzętu i narzędzi

Ważne jest, aby mieć pod ręką wszystkie wymagane narzędzia i sprzęt przed rozpoczęciem procedury instalacji. Narzędzia, panele fotowoltaiczne, falownik, sprzęt montażowy, kable i połączenia są częścią tego pakietu. Ponadto, podczas pracy z elementami elektrycznymi, bezpieczeństwo musi być najważniejsze. Stosuj odpowiednie zabezpieczenia i przestrzegaj wszystkich protokołów bezpieczeństwa, aby to zagwarantować.

Sprzęt i narzędzia	Zamiar
Panele fotowoltaiczne	Przechwytywanie światła słonecznego i generowanie prądu stałego
Falownik	Konwersja prądu stałego z paneli na prąd przemienny
Sprzęt montażowy	Pomoc w bezpiecznym zamocowaniu paneli fotowoltaicznych do konstrukcji montażowej
Kable i złącza	Przesyłanie energii elektrycznej pomiędzy panelami i falownikiem
Skrzynki przyłączeniowe	Zabezpieczenie i podłączenie kabli
Narzędzia (śrubokręty itp.)	Pomoc w zabezpieczaniu paneli i wykonywaniu połączeń
Sprzęt bezpieczeństwa	Środki ochrony osobistej zapewniające bezpieczną instalację
Drabina	Panele dostępowe i obszar montażowy
Multimetr	Przetestuj połączenia elektryczne i poziomy napięcia

Proces instalacji krok po kroku

Jeżeli zastosujesz się do tych wskazówek, podłączenie paneli fotowoltaicznych do inwertera nie powinno sprawić większych trudności.

1. Montaż panelu fotowoltaicznego

• Lokalizacja i orientacja

Weź pod uwagę takie elementy jak ekspozycja na słońce i cień, aby wybrać najlepsze miejsce dla paneli PV. Umieść je na czymś solidnym i stabilnym. Upewnij się, że panele są prawidłowo zorientowane, aby uzyskać jak najwięcej światła słonecznego.

• Konstrukcja montażowa

Użyj odpowiedniego sprzętu, aby przymocować panele PV do ramy montażowej. Aby zagwarantować prawidłowe odstępy i wyrównanie, postępuj zgodnie z instrukcjami producenta.

2. Podłączenie paneli fotowoltaicznych

Rozważając kwestię okablowania paneli słonecznych, dostępne są trzy podstawowe opcje połączeń:

• Szereg
• Równoległy
• szeregowo-równoległy

Każde połączenie posiada swój własny zestaw zalet i wad. Dlatego też, kluczowe jest, aby je dokładnie zrozumieć przed wyborem najbardziej odpowiedniej opcji.

• Połączenie szeregowe

Dodatni zacisk jednego panelu słonecznego jest połączony z ujemnym zaciskiem drugiego, tworząc połączenie szeregowe. Zwiększa to napięcie, ale nie ma wpływu na przepływ prądu. Łączenie paneli słonecznych szeregowo to skuteczny sposób na zwiększenie mocy wyjściowej systemu, gdy wymagają tego warunki. Dzieje się tak, gdy panele i falownik znajdują się daleko od siebie.

• Połączenie równoległe

Połącz dodatnie zaciski paneli fotowoltaicznych ze sobą, a ujemne ze sobą. Ta metoda zwiększa prąd bez zmiany napięcia. Gdy część paneli słonecznych jest zacieniona, możesz zwiększyć prąd swojego systemu.

• Połączenie szeregowo-równoległe

Jest to konfiguracja, która obejmuje zarówno połączenia szeregowe, jak i równoległe. Aby zwiększyć napięcie, zacisk dodatni jednego panelu jest podłączony do zacisku ujemnego innego panelu.  Następnie te połączone ze sobą ciągi są łączone równolegle. Ta funkcja umożliwia użytkownikowi zwiększenie zarówno napięcia, jak i prądu wyjściowego.

Podczas instalowania okablowania paneli słonecznych, kluczowe jest uwzględnienie specyfikacji napięcia. Napięcie paneli i falownika jest ważnym parametrem. Zawsze używaj okablowania, które jest dostosowane do napięcia i natężenia systemu, aby zapewnić bezpieczeństwo wszystkim. Używaj odpowiednich złączy i postępuj zgodnie z instrukcjami producenta z najwyższą starannością. Upewnij się, że używasz przewodów i wtyczek przeznaczonych do użytku na zewnątrz. Powinieneś odpowiednio przymocować i zabezpieczyć przewody przed żywiołami i szkodnikami.

3. Podłączanie do falownika

• Pozycjonowanie falownika

Umieść falownik w chłodnym i nienasłonecznionym miejscu, najlepiej w pobliżu paneli słonecznych. Upewnij się, że można do niego szybko i łatwo dotrzeć w celu konserwacji w przyszłości.

• Połączenie DC

Nawiąż połączenie między wyjściem DC paneli PV a wejściem DC falownika. Aby uniknąć przypadkowego wykonania przeciwnego połączenia, sprawdź biegunowość.

4. Podłączenie prądu zmiennego

• Nawiązywanie połączenia z głównym panelem elektrycznym

Aby to zrobić, należy zainstalować dedykowany wyłącznik obwodu. Należy również przestrzegać wszystkich obowiązujących wymagań elektrycznych.

• Podłączenie do sieci (jeśli konieczne)

Do sprzedaży nadmiaru energii elektrycznej do sieci wymagany jest falownik podłączony do sieci, zsynchronizowany z siecią energetyczną.

5. Testowanie i uruchomienie

• Inspekcja systemu

Dokonaj kompleksowej oceny wszystkich połączeń, aby zweryfikować ich prawidłową instalację i izolację. Upewnij się, że nie ma widocznych odsłoniętych przewodów ani złączy.

• Aktywacja falownika

Przejdź do aktywacji falownika i uważnie monitoruj jego stan operacyjny. Większość falowników jest wyposażona w zintegrowane wskaźniki lub wyświetlacze. Takie wskaźniki i wyświetlacze oferują cenne informacje na temat wydajności systemu.

6. Konserwacja i rozwiązywanie problemów

Rutynowa konserwacja obejmuje ciągłe kontrole uszkodzeń lub zużycia. Usuń wszelkie zanieczyszczenia lub zanieczyszczenia, które mogą utrudniać działanie paneli fotowoltaicznych. Jeśli masz niską moc wyjściową lub występują usterki, zapoznaj się z dokumentacją producenta lub poszukaj profesjonalnej pomocy.

7. Zagadnienia bezpieczeństwa

Zawsze stawiaj bezpieczeństwo na pierwszym miejscu podczas pracy ze sprzętem elektrycznym. Nie oszczędzaj na bezpieczeństwie, nie zakładając odpowiedniego sprzętu.

Najlepsza konfiguracja paneli słonecznych

Plan konfiguracji paneli słonecznych pozwoli Ci efektywnie zoptymalizować napięcie i natężenie prądu wyjściowego Twojego systemu.

1. Maksymalne napięcie wejściowe DC

Istnieje szereg przekonujących powodów, aby ograniczyć napięcie DC do pewnego poziomu. Należą do nich względy bezpieczeństwa i zgodność z przepisami NEC. Obejmuje to również dostosowanie do specyfikacji technicznych falownika szeregowego. Zgodnie z National Electrical Code (NEC), maksymalny limit napięcia dla systemów fotowoltaicznych w domach wynosi 600 V. Jednak w zależności od wykorzystywanego pojedynczego falownika centralnego limit ten może się zmieniać.

2. Minimalne napięcie wejściowe dla prądu stałego

Obecność minimalnego napięcia wejściowego DC jest kluczowa dla pomyślnego zainicjowania falownika szeregowego. To sprawia, że jest to istotny czynnik w planowaniu i konfiguracji systemów PV. Wartość liczbowa tej metryki wykazuje znaczną zmienność. Jest ona zależna od wybranego modelu i producenta.

3. Maksymalny prąd wejściowy DC

Maksymalny prąd wejściowy DC falownika ograniczony jest jego wymaganiami technicznymi. Krzywa prąd-napięcie (IV-Curve) dla ogniwa słonecznego posłużyła jako model projektowy dla tej wartości. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę ten konkretny aspekt podczas podłączania paneli słonecznych. Należy upewnić się, że wyjście DC systemu nie przekracza maksymalnego prądu wejściowego określonego dla falownika.

4. Śledzenie punktu maksymalnej mocy (MPPT)

Trackery MPPT są zaprojektowane tak, aby optymalizować moc wyjściową systemów PV, biorąc pod uwagę charakterystykę IV-Curve. Centralne falowniki z wieloma trackerami MPPT zwiększają produkcję energii przez szereg paneli słonecznych. Umożliwia to bardziej złożony układ paneli słonecznych, maksymalizując produkcję energii poprzez podłączenie ich do centralnego falownika. Jeśli falownik jest wyposażony w dwa lub więcej wejść MPPT, ważne jest, aby wykorzystać je efektywnie. Należy to rozważyć w szczególności w przypadku wielu orientacji lub problemów z zacienieniem.

Wniosek

Udało Ci się pomyślnie ukończyć kroki, aby połączyć panele fotowoltaiczne z falownikiem! Poczyniłeś duże postępy w zasilaniu swojego życia zrównoważonymi, przyjaznymi dla środowiska metodami. Posiadasz teraz wiedzę, aby wykorzystać energię słoneczną, rozumiejąc podstawy paneli fotowoltaicznych i falowników. Wystarczy wybrać odpowiedni sprzęt i zainstalować go krok po kroku.