Aquí descubrirás:
- ¿Qué es un panel solar doméstico?
- Dispositivo de celda solar
- Tipos de fotocélulas
- Opciones de conexión
- Cómo conectar los paneles solares al máximo utilizando las capacidades de todos los elementos
- Etapas de conexión de paneles a equipos SES
- Viabilidad económica
Diagramas para conectar paneles solares Al instalar plantas de energía solar, surge inevitablemente la pregunta: cómo conectar los paneles solares y en qué orden conectarlos al sistema de suministro de energía de la casa. Ahora analizaremos todo en detalle.
¿Qué es un panel solar doméstico?
La energía solar es un verdadero hallazgo para obtener electricidad barata. Sin embargo, incluso una batería solar es bastante cara y, para organizar un sistema eficaz, se necesita un número considerable de ellas. Por lo tanto, muchos deciden montar un panel solar con sus propias manos. Para hacer esto, debe poder soldar un poco, ya que todos los elementos del sistema se ensamblan en pistas y luego se unen a la base.
Para comprender si una estación solar es adecuada para sus necesidades, debe comprender qué es una batería solar doméstica. El dispositivo en sí consta de:
- paneles solares
- controlador
- batería
- inversor
Si el dispositivo está destinado a la calefacción doméstica, el kit también incluirá:
- tanque
- bomba
- kit de automatización
Los paneles solares son rectángulos de 1x2 mo 1.8x1.9 m. Para proporcionar electricidad a una casa particular con 4 residentes, se necesitan 8 paneles (1x2 m) o 5 paneles (1.8x1.9 m). Instale los módulos en el techo desde el lado soleado. El ángulo del techo es de 45 ° con el horizonte. Hay módulos solares giratorios. El principio de funcionamiento de una batería solar con mecanismo giratorio es similar a una estacionaria, pero los paneles giran tras el sol gracias a sensores fotosensibles. Su costo es mayor, pero la eficiencia alcanza el 40%.
La construcción de células solares estándar es la siguiente. El convertidor fotovoltaico consta de 2 capas de tipo ny p. La capa n está hecha a base de silicio y fósforo, lo que conduce a un exceso de electrones. La capa p está hecha de silicio y boro, lo que da como resultado un exceso de cargas positivas ("huecos"). Las capas se colocan entre los electrodos en este orden:
- revestimiento antideslumbrante
- cátodo (electrodo con carga negativa)
- n-capa
- capa de separación delgada que evita el paso libre de partículas cargadas entre capas
- jugador
- ánodo (electrodo con carga positiva)
Los módulos fotovoltaicos se producen con estructuras policristalinas y monocristalinas. Los primeros se distinguen por su alta eficiencia y alto costo. Estos últimos son más baratos, pero menos efectivos. La capacidad del policristalino es suficiente para iluminar / calentar la casa. Los monocristalinos se utilizan para generar pequeñas porciones de electricidad (como fuente de energía de respaldo). Existen células solares flexibles basadas en silicio amorfo. La tecnología está en proceso de modernización, como La eficiencia de una batería amorfa no supera el 5%.
Dispositivo de celda solar
Cuando planee conectar paneles solares con sus propias manos, debe tener una idea de en qué elementos consta el sistema.
Los paneles solares consisten en un conjunto de baterías fotovoltaicas, cuyo principal objetivo es convertir la energía solar en energía eléctrica. La intensidad de la corriente del sistema depende de la intensidad de la luz: cuanto más brillante es la radiación, más corriente se genera.
Además del módulo solar, el dispositivo de dicha planta de energía incluye convertidores fotovoltaicos: un controlador y un inversor, así como baterías conectadas a ellos.
Los principales elementos estructurales del sistema son:
- Célula solar: convierte la luz solar en energía eléctrica.
- Una batería es una fuente de corriente química que almacena la electricidad generada.
- Controlador de carga: monitorea el voltaje de la batería.
- Un inversor que convierte la tensión eléctrica constante de la batería en una tensión alterna de 220V, necesaria para el funcionamiento del sistema de iluminación y el funcionamiento de los electrodomésticos.
- Fusibles instalados entre todos los elementos del sistema y protegiendo el sistema de cortocircuitos.
- Un conjunto de conectores del estándar MC4.
Además del propósito principal del controlador: monitorear el voltaje de las baterías, el dispositivo apaga ciertos elementos según sea necesario. Si la lectura en los terminales de la batería durante el día alcanza los 14 voltios, lo que indica su sobrecarga, 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 planta de energía.
¿Cómo funcionan las células solares?
Básicamente, una batería solar es algo así como un almacenamiento de energía básico. Le permite ahorrar energía solar durante el día y permite utilizarla por la noche cuando toda la familia se reúne en casa. La batería es necesaria para fuentes de energía alternativas, porque los propios paneles generan corriente continua que no se puede utilizar para operar electrodomésticos. La batería ayuda a convertirlo, formando los 220 V y 50 Hz necesarios.
¡Importante! Las baterías solares deben poder cargarse y descargarse completamente con electricidad. Si es necesario, le permiten utilizar la electricidad acumulada hasta el final sin dañar su trabajo.
La elección de baterías para paneles solares es bastante grande.
Las baterías de plomo-ácido ordinarias, familiares para la mayoría, pueden actuar como almacenamiento para una batería solar, pero su vida útil se reducirá significativamente y el funcionamiento causará inconvenientes importantes. Elija la batería adecuada para un sistema de generación de energía ecológica de manera responsable.
Tipos de fotocélulas
La tarea principal y bastante difícil es encontrar y comprar convertidores fotovoltaicos. Son obleas de silicio que convierten la energía solar en electricidad. Las células fotovoltaicas se dividen en dos tipos: monocristalinas y policristalinas. Los primeros son más eficientes y tienen una alta eficiencia: 20-25%, y los segundos son solo hasta el 20%. Las células solares policristalinas son de color azul brillante y menos costosas. Y mono se puede distinguir por su forma: no es cuadrado, sino octogonal, y el precio es más alto.
Si la soldadura no funciona muy bien, se recomienda comprar fotocélulas prefabricadas con conductores para conectar la batería solar con sus propias manos. Si está seguro de que podrá soldar los elementos usted mismo sin dañar el convertidor, puede comprar un juego en el que los conductores se unan por separado.
Cultivar cristales para células solares por su cuenta es un trabajo bastante específico y es casi imposible hacerlo en casa. Por lo tanto, es mejor comprar células solares listas para usar.
La filosofía de elegir un sistema de energía solar.
Al igual que con la elección de un estabilizador, debe preguntarse honestamente: "¿Por qué instalar paneles solares y baterías con un inversor?" La integridad del sistema y el precio dependerán en gran medida de la respuesta correcta.Por el precio, puede ahorrar decenas de miles de rublos y todo funcionará bien.
Por lo tanto, debe decidir para qué se utilizará el sistema.
Reserva de emergencia
En caso de un corte de energía a corto plazo en la red de la ciudad, es necesario garantizar el funcionamiento de los dispositivos vitales en la casa: calefacción, comunicaciones, iluminación, refrigerador. Si es posible, no utilice todos los demás dispositivos. Se supone que el accidente es raro y de corta duración.
En este caso, la configuración del sistema con inversor solar y baterías será mínima.
2. Ahorros
Si planea usar energía solar para ahorrar, entonces necesita aumentar la capacidad del sistema. Y para elegir tal modo de funcionamiento del inversor, cuando la energía del sol se "mezcla" con la energía que pagamos según el contador. O, algunas líneas se alimentan constantemente solo con paneles solares.
Esto ahorra la electricidad que recibimos de la ciudad, mientras que el consumo de toda la casa se mantiene sin cambios. Y en este caso, podemos hablar sobre la recuperación de la inversión de un sistema de energía solar de este tipo.
Por supuesto, esta opción también incluye una fuente de alimentación de emergencia, es decir primer caso.
Reemplazo completo
Esta opción es un rechazo total de la red eléctrica de la ciudad. La red eléctrica de la ciudad solo será necesaria para respaldo de emergencia del sistema de energía solar en caso de que falle repentinamente. Esta configuración del sistema maximizará la potencia y el costo.
En este caso, también es deseable tener un generador, que será necesario en caso de que la energía solar sea insuficiente. Esto puede suceder, por ejemplo, en invierno cuando la actividad solar es mínima. El generador servirá para cargar las baterías y suministrar una carga importante.
Opciones de conexión
No hay preguntas al conectar un panel: menos y más están conectados a los conectores correspondientes del controlador. Si hay muchos paneles, se pueden conectar:
- en paralelo, es decir conectamos los terminales del mismo nombre y, habiendo recibido un voltaje de 12V en la salida;
- secuencialmente, es decir conecte el más del primero con el menos del segundo, y el menos restante del primero y el más del segundo, al controlador. La salida será de 24 V.
- serie-paralelo, es decir utilice una conexión mixta. Implica tal esquema que varios grupos de baterías están interconectados. Dentro de cada uno de ellos, los paneles están conectados en paralelo y los grupos están conectados en serie. Este circuito de salida proporciona el rendimiento más óptimo.
Para comprender con más detalle la conexión de fuentes alternativas en la casa, el video ayudará:
Tales plantas de energía con la ayuda de baterías recargables acumulan la carga del Sol para la casa y la almacenan, reservándola en bancos de baterías. En Estados Unidos, Japón, países europeos, se utiliza a menudo una fuente de alimentación híbrida.
Es decir, funcionan dos circuitos, uno de los cuales sirve a equipos de baja tensión alimentados por 12 V, el otro circuito es responsable del suministro ininterrumpido de energía a los equipos de alta tensión que operan desde 230 V.
Diagrama de conexión de los paneles solares.
Todos los componentes deben conectarse en estricta secuencia.
Primero, necesita usar un cable de cobre para conectar la batería al controlador más - más, menos - menos. El controlador tiene un icono de batería dibujado.
Luego conectamos la batería solar al controlador más - más, menos - menos. El controlador también tiene un icono de batería solar dibujado junto a los pines de conexión correspondientes. Si necesita instalar varios paneles, entonces están conectados en paralelo.
El siguiente paso es conectar el inversor a la batería más - más, menos - menos.
Si no se observa la polaridad al realizar la conexión, el controlador puede resultar dañado.
Cómo conectar los paneles solares al máximo utilizando las capacidades de todos los elementos
Esquema de conexión de respaldo mixto. Dependerán de las dimensiones de los propios paneles y de su número.
Ahora queda poco por hacer.
Con las mismas características, el siguiente tipo de paneles, la película delgada, requerirá un área más grande para la instalación en la casa. Por supuesto, bajo su propio riesgo y riesgo, puede conectar el panel directamente y la batería se cargará, pero dicho sistema debe ser supervisado.
Si la casa está a la sombra de otros edificios, entonces es aconsejable la instalación de paneles solares a menos que solo sean policristalinos, y luego se reducirá la eficiencia. En todos los casos, no debería haber oscurecimiento. El soplado natural de la batería ayudará a resolver este problema. Todos estos factores deben tenerse en cuenta al elegir un sitio de instalación e instalar paneles de acuerdo con la opción más conveniente.
Por supuesto, bajo su propio riesgo y riesgo, puede conectar el panel directamente y la batería se cargará, pero dicho sistema debe ser supervisado. Esto es interesante: muchos de los componentes de radio estándar también pueden generar electricidad cuando se exponen a luz brillante.
En esta etapa, es importante no confundir la parte posterior del panel con la parte frontal. Este es el punto más importante, ya que su productividad, y por tanto la cantidad de electricidad generada, dependerá de si los paneles están a la sombra de otros edificios o árboles.
Cuando varios paneles están conectados en serie, el voltaje de todos los paneles se sumará. El marco se ensambla mediante pernos con un diámetro de 6 y 8 mm. En este caso, no habrá cambio de voltaje.
A menudo se utiliza un esquema de conexión mixto. Resulta que los paneles solares correctamente instalados funcionarán con el mismo rendimiento tanto en invierno como en verano, pero con una condición: en un clima despejado, cuando el sol emite la máxima cantidad de calor. Se recomienda montar las fotocélulas en el lado largo para evitar daños, eligiendo el método individualmente: los tornillos se sujetan a través de los orificios del marco, clips, etc. Se puede fijar con una fina capa de sellador de silicona, pero es mejor no utilizar resina epoxi para estos fines, ya que será extremadamente difícil quitar el vidrio en caso de trabajos de reparación y no dañar los paneles.
Paneles solares. Cómo hacer una planta de energía solar barata y eficiente.
Cómo conectar paneles solares (diagramas de conexión)
Posibles opciones para conectar paneles solares.
Al instalar plantas de energía solar, surge inevitablemente la pregunta: cómo conectar los paneles solares y en qué se diferencian las opciones de conexión. De esto es de lo que hablaremos en este artículo.
Hay 3 opciones para conectar paneles solares entre sí:
- Conexión serial
-Coneccion paralela
- Conexión serie-paralelo de paneles solares
Para entender en qué se diferencian, pasemos a las principales características de los paneles solares:
• El voltaje nominal de la batería solar es generalmente de 12V o 24V, pero hay excepciones • Voltaje a la potencia pico Vmp - el voltaje al que el panel entrega la máxima potencia • Voltaje de circuito abierto Voc - voltaje sin carga (importante al elegir una batería controlador de carga) • Voltaje máximo en el sistema Vdc - determina el número máximo de paneles combinados • Corriente Imp - corriente a la potencia máxima del panel • Corriente Isc - corriente de cortocircuito, corriente máxima posible del panel
La energía del panel solar se define como el producto del voltaje y la corriente en el punto de máxima potencia - Vmp * Imp
Dependiendo del esquema de conexión del panel solar que se elija, se determinarán las características del sistema del panel solar y se seleccionará el controlador de carga apropiado.
Ahora echemos un vistazo más de cerca a cada esquema de conexión:
1) Conexión en serie de paneles solares
Con esta conexión, el terminal negativo del primer panel se conecta al terminal positivo del segundo, el terminal negativo del segundo al terminal del tercero, y así sucesivamente.
Cuando varios paneles están conectados en serie, el voltaje de todos los paneles se sumará. La corriente del sistema será igual a la corriente del panel con la corriente mínima. Por esta razón, no se recomienda conectar en serie paneles con diferentes valores máximos de corriente, ya que no funcionarán a plena potencia.
Tomemos un ejemplo:
Disponemos de 4 paneles solares monocristalinos con las siguientes características:
• Voltaje nominal de la batería solar: 12V • Voltaje a potencia pico Vmp: 18.46 V • Voltaje sin carga Voc: 22.48V • Voltaje máximo en el sistema Vdc: 1000V • Corriente en el punto de máxima potencia Imp: 5.42A • Corriente de cortocircuito Isc: 5.65A
Al conectar 4 de estos paneles en serie, obtenemos un voltaje nominal de 12V * 4 = 48V en la salida. Voltaje de circuito abierto = 22,48 V * 4 = 89,92 V y corriente en el punto de máxima potencia igual a 5,42 A. Estos tres parámetros nos marcan limitaciones a la hora de elegir un controlador de carga.
2) Conexión en paralelo de paneles solares
En este caso, los paneles se conectan mediante conectores en Y especiales. Estos conectores tienen dos entradas y una salida. Los terminales del mismo signo están conectados a las entradas.
Con esta conexión, el voltaje en la salida de cada panel será igual entre sí e igual al voltaje en la salida del sistema del panel. La corriente de todos los paneles se sumará. Esta conexión permite, sin subir la tensión, aumentar la corriente de los paneles.
Echemos un vistazo a los mismos 4 paneles como ejemplo:
Al conectar 4 de estos paneles en paralelo, obtenemos el voltaje de salida nominal igual a 12V, el voltaje de circuito abierto seguirá siendo 22.48V, pero la corriente será 5.42A * 4 = 21.68A.
3) Conexión serie-paralelo de paneles solares
El último tipo de conexión combina los dos anteriores. Con este esquema de conexión de paneles, podemos regular el voltaje y la corriente en la salida del sistema de varios paneles, lo que nos permitirá seleccionar el modo de funcionamiento más óptimo para toda la planta de energía solar.
En el caso de tal conexión, las cadenas de paneles conectados en serie se combinan en paralelo.
Volvamos a nuestro ejemplo con 4 paneles:
Al conectar 2 paneles en serie y luego combinarlos conectando las cadenas de paneles en paralelo, obtenemos lo siguiente. El voltaje de salida nominal será igual a la suma de dos paneles conectados en serie 12V * 2 = 24V, el voltaje de circuito abierto será 22.48V * 2 = 44.96V y la corriente será 5.42A * 2 = 10.84A.
Dicha conexión le permitirá ahorrar lo máximo posible en la compra de un controlador de carga, ya que no necesita soportar altos voltajes como en el caso de una conexión en serie o altas corrientes como en el caso de una conexión en paralelo. Es por eso que, al conectar paneles entre sí, es necesario esforzarse por lograr un equilibrio entre corrientes y voltajes.
Puede leer sobre cómo elegir un controlador de carga aquí:
Y si desea comprar una planta de energía solar, llame al 8-800-100-82-43 (+ 7-499-709-75-09) o deje una solicitud en el sitio web y haremos todos los cálculos necesarios y seleccionaremos la configuración óptima para usted!
Etapas de conexión de paneles a equipos SES
La conexión de paneles solares es un proceso paso a paso que se puede realizar en diferentes órdenes. Por lo general, los módulos se conectan entre sí, luego se ensambla un conjunto de equipos y baterías, después de lo cual los paneles se conectan a los dispositivos. Esta es una opción conveniente y segura que le permite verificar la correcta conexión de todos los elementos antes de energizar. Echemos un vistazo más de cerca a estas etapas:
A la batería
Averigüemos cómo conectar una batería solar a una batería.
¡Atención! En primer lugar, es necesario aclarar: no utilizan la conexión directa de los paneles a la batería.La generación de energía incontrolada es peligrosa para las baterías y puede provocar tanto un consumo excesivo como una carga excesiva. Ambas situaciones son fatales, ya que pueden desactivar permanentemente la batería.
Por lo tanto, entre las células fotovoltaicas y las baterías, debe instalarse un controlador, que proporcione un modo regular de carga y salida de energía. Además, se suele instalar un inversor a la salida del controlador para poder convertir la energía almacenada en una tensión estándar de 220 V 50 Hz. Este es el esquema más exitoso y eficiente, que permite que las baterías den o reciban una carga en el modo óptimo y no excedan sus capacidades.
Antes de conectar el panel solar a la batería, es necesario verificar los parámetros de todos los componentes del sistema y asegurarse de que coincidan. No hacerlo podría resultar en la pérdida de uno o más instrumentos.
A veces se utiliza un esquema simplificado para conectar módulos sin controlador. Esta opción se utiliza en condiciones en las que la corriente de los paneles ciertamente no podrá crear una sobrecarga de las baterías. Por lo general, se utiliza este método:
- en regiones con pocas horas de luz
- posición baja del sol sobre el horizonte
- Paneles solares de baja potencia que no pueden proporcionar un exceso de carga de batería.
Al usar este método, es necesario asegurar el complejo instalando un diodo protector. Se coloca lo más cerca posible de las baterías y las protege de cortocircuitos. No da miedo a los paneles, pero a la batería es muy peligroso. Además, si los cables se derriten, puede comenzar un incendio, lo que representa un peligro para toda la casa y las personas. Por lo tanto, proporcionar una protección confiable es la tarea principal del propietario, cuya solución debe completarse antes de que el kit se ponga en funcionamiento.
Al controlador
El segundo método lo utilizan a menudo los propietarios de casas de campo o privadas para crear una red de iluminación de bajo voltaje. Compran un controlador económico y le conectan paneles solares. El dispositivo es compacto, comparable en tamaño a un libro de tamaño mediano. Está equipado con tres pares de pines en el panel frontal. Los módulos solares están conectados al primer par de contactos, una batería está conectada al otro y la iluminación u otros dispositivos de bajo consumo de bajo voltaje están conectados al tercer par.
Primero, el primer par de terminales se alimenta con un voltaje de 12 o 24 V de las baterías. Este es un paso de prueba, es necesario para determinar la operabilidad del controlador. Si el dispositivo ha determinado correctamente la cantidad de carga de la batería, proceda a la conexión.
¡Importante! Los módulos solares están conectados al segundo par de contactos (central). Es importante no invertir la polaridad, de lo contrario el sistema no funcionará.
Las lámparas de bajo voltaje u otros dispositivos de consumo alimentados por 12 (24) V CC se conectan al tercer par de contactos. No puede conectar un kit de este tipo con nada más. Si es necesario proporcionar energía a los electrodomésticos, es necesario ensamblar un conjunto de equipos completamente funcional: un SES privado.
Al inversor
Echemos un vistazo a cómo conectar un panel solar a un inversor.
Solo se utiliza para alimentar consumidores estándar que requieren 220 VCA. La especificidad del uso del dispositivo es tal que debe conectarse en el último turno, entre la batería y los consumidores finales de energía.
El proceso en sí no constituye ninguna complejidad. El inversor viene con dos cables, generalmente negro y rojo ("-" y "+"). Hay un enchufe especial en un extremo de cada cable y en el otro extremo hay un clip de cocodrilo para conectar a los terminales de la batería. Los cables se conectan al inversor de acuerdo con la indicación de color y luego se conectan a la batería.
Viabilidad económica
El período de amortización de los paneles solares es fácil de calcular.Multiplique la cantidad diaria de energía producida por día por el número de días por año y por la vida útil de los paneles sin reducción de potencia: 30 años. La instalación eléctrica considerada anteriormente es capaz de generar un promedio de 52 a 100 kWh por día, dependiendo de la duración de las horas de luz. El valor medio es de unos 64 kWh. Así, en 30 años, la central, en teoría, debería generar 700 mil kWh. Con una tasa de una parte de 3,87 rublos. y el costo de un panel es de aproximadamente 15,000 rublos, los costos se amortizarán en 4-5 años. Pero la realidad es más prosaica.
El hecho es que los valores de diciembre de la radiación solar son menores que el promedio anual en aproximadamente un orden de magnitud. Por lo tanto, el funcionamiento totalmente autónomo de la central eléctrica en invierno requiere de 7 a 8 veces más paneles que en verano. Esto aumenta significativamente la inversión, pero reduce el período de recuperación. La perspectiva de introducir una “tarifa verde” parece bastante alentadora, pero aún hoy es posible concluir un acuerdo para el suministro de electricidad a la red a un precio mayorista tres veces menor que la tarifa minorista. E incluso esto es suficiente para vender de forma rentable 7-8 veces el excedente de electricidad generada en el verano.
