Łączenie paneli fotowoltaicznych
Panele fotowoltaiczne wymagają odpowiedniego zespolenia ze sobą modułów. Musi być to zrealizowane w profesjonalny sposób, bowiem rzutuje to na fakt, jak dobrze i efektywnie działa fotowoltaika. Panele fotowoltaiczne różnią się od siebie możliwością zespalania ze sobą podzespołów. Ogniwa fotowoltaiczne można łączyć ze na dwa sposoby: równoległy i szeregowy.
Wybór sposobu łączenia paneli fotowoltaicznych zależy od kilku czynników. Należą do nich m.in.:
- zalecenia producenta paneli,
- rodzaj instalacji fotowoltaicznej,
- typ wybranego falownika,
- chęć ewentualnej dalszej rozbudowy instalacji,
- warunki, w jakich fotowoltaika ma pracować.
Każda instalacja fotowoltaiczna składa się z jednego lub kilku szeregów modułów, które spięte są ze sobą w łańcuchy, nazywane są stringami. Sposób ich połączenia w znacznym stopniu determinuje, jakie napięcie i natężenie prądu będzie docierać do falownika lub mikrofalownika.
Zarówno łączenie równoległe, jak i szeregowe paneli fotowoltaicznych ma swoje zalety i wady, Zalecamy pozostawienie decyzji dotyczącą sposobu łączenia modułów profesjonalnej firmie montażowej.
Na czym polega połączenie równoległe paneli fotowoltaicznych?
Łączenie równoległe paneli fotowoltaicznych polega na zestawieniu ze sobą wszystkich ich przewodów na zasadzie plusy z plusami i minusy z minusami. Napięcie w całym obwodzie jest takie samo jak to, które deklarowane jest pojedynczemu modułowi ogniwa, jednak natężenie zostaje zsumowane. Łączenie równoległe paneli fotowoltaicznych stosuje się przede wszystkim w instalacjach niskonapięciowych, w których każdy moduł wyposażony jest w osobny falownik.
Łączenie równoległe polega więc inaczej mówiąc na połączeniu paneli przez zestawienie ze sobą wszystkich dodatnich biegunów, a następnie wszystkich ujemnych biegunów. Metoda ta jest przydatna, gdy system wymaga większej ilości prądu lub gdy panele są instalowane w różnych warunkach nasłonecznienia.
Jakie są zalety podłączenia równoległego paneli fotowoltaicznych?
Są to przede wszystkim:
- Większa odporność na zacienienie poszczególnych paneli.
- Możliwość rozbudowy systemu przez dodanie kolejnych paneli bez zmiany napięcia systemu.
- Łatwiejsza konfiguracja przy różnorodnych warunkach instalacji;
- Mniejsze ryzyko powstania łuku elektrycznego w instalacji – w instalacjach łączonych równolegle przepływa prąd o niższym napięciu. Dzięki temu ryzyko wystąpienia łuku elektrycznego, prowadzącego do zapłony całej instalacji PV, jest znacznie mniejsze.
Jednak łączenie równoległe może wymagać zastosowania dodatkowych urządzeń zabezpieczających, takich jak bezpieczniki lub ograniczniki prądu, aby zapobiec przeciążeniu w przypadku awarii jednego z paneli.
Wady łączenia równoległego:
- zwiększone ryzyko strat energetycznych –istnieje większe ryzyko strat energetycznych podczas przesyłu prądu. Aby uniknąć takiej sytuacji, podczas montażu warto użyć grubszych i dłuższych przewodów;
- łączenie równoległe może wymagać zastosowania dodatkowych urządzeń zabezpieczających, takich jak bezpieczniki lub ograniczniki prądu, aby zapobiec przeciążeniu w przypadku awarii jednego z paneli.
Na czym polega szeregowe łączenie paneli fotowoltaicznych?
Łączenie szeregowe paneli fotowoltaicznych polega na zespoleniu ich przewodów na zasadzie plusy z minusami. Napięcie w każdym obwodzie rośnie, natomiast natężenie w pojedynczym stringu pozostaje takie samo, jak w jednym module.
Jest to najpopularniejsza w Polsce metoda łączenia paneli. Wykorzystuje się zarówno w domowych instalacjach, jak i przedsiębiorstwach. Najważniejszym elementem układu w łączeniu szeregowym jest falownik szeregowy, który zarządza pracą wszystkich modułów.
Napięcie wyjściowe docierające do takiego falownika jest równe sumie napięć z wszystkich paneli PV połączonych szeregowo, natomiast natężenie prądu ma stałą wartość, taką jak w przypadku pojedynczego panelu.
Kiedy połączenie szeregowe sprawdza się najbardziej? Jest ono korzystne, gdy:
- Panele są instalowane w miejscach o podobnym nasłonecznieniu.
- System wymaga wyższego napięcia.
- Chcemy zminimalizować straty związane z długimi przewodami.
Jego zalety to:
- duża wydajność systemu – w łączeniu szeregowym napięcie w każdym obwodzie jest zwiększone, co wpływa na większą wydajność całego systemu;
- zmniejszone straty energii – w łączeniu szeregowym straty związane z przesyłem energii są mniejsze, ponieważ stosuje się w nich mniejsze przekroje przewodów;
- obniżony koszt przetwornic – w tego typu łączeniach wykorzystywany jest jeden falownik, do którego przyłącza się kilka modułów, nie ma konieczności stosowania mikrofalowników, które są rozwiązaniem droższym.
Są jednak także wady tego rozwiązania, th m.in.:
- obniżona wydajność w razie zacienienia – w łączeniu szeregowym praca jednego modułu wpływa na wydajność całej instalacji, dlatego w przypadku częściowego zacienienia, zabrudzenia lub uszkodzenia, produktywność jest obniżona;
- większe ryzyko powstania łuku elektrycznego w instalacji
Łączenie paneli PV – metoda hybrydowa, czyli połączenie metody równoległej i szeregowej
W praktyce, aby zaspokoić specyficzne wymagania instalacji, można też zastosować kombinację obu metod, tworząc tzw. systemy szeregowo-równoległe. Pozwala on na zwiększenie zarówno napięcia, jak i prądu systemu, a także na większą elastyczność w projektowaniu, umożliwiając optymalne dopasowanie do wymagań inwertera oraz maksymalizację wydajności przy różnych warunkach nasłonecznienia.
W połączeniu szeregowo-równoległym grupy paneli są najpierw łączone szeregowo, tworząc kilka łańcuchów o zwiększonym napięciu. Następnie te łańcuchy są połączone ze sobą równolegle, co zwiększa całkowity prąd systemu. W ten sposób można dostosować parametry systemu fotowoltaicznego do wymagań inwertera i optymalizować wydajność całego systemu.
Jakie jest największe zagrożenie nieprawidłowego podłączenia paneli fotowoltaicznych? Czym jest pętla indukcyjna w fotowoltaice?
Jednym z zagrożeń, związanym z nieprawidłowym zainstalowaniem modułów słonecznych jest pętla indukcyjna. Nieprawidłowości w przepływie prądu, związane ze złym montażem i podłączeniem modułów może prowadzić do szkodliwych sytuacji, w których wystąpi różnica potencjału pomiędzy dwoma przewodami (np. w przypadku wyładowania atmosferycznego, znajdującego się w pobliskiej okolicy). Może to skutkować przepływem ładunków elektrycznych pomiędzy przewodami. Pętla indukcyjna w fotowoltaice to zazwyczaj efekt błędów montażowych, niełączenia paneli pv zgodnie ze schematem.
Taka sytuacja stwarza realne zagrożenie zarówno w przypadku funkcjonowania instalacji PV, jak i urządzeń znajdujących się w budynku. Profesjonalny montażysta instalacji fotowoltaicznej nie dopuści do tego, aby w naszej instalacji fotowoltaicznej powstała pętla indukcyjna.
W celu uniknięcia powstania pętli indukcyjnej należy zadbać o prawidłowe ułożenie okablowania, łączącego moduły fotowoltaiczne. Ważny jest schemat łączenia paneli fotowoltaicznych – kable stosunkowo blisko siebie, poprowadzone wzdłuż modułu, uniemożliwiając tworzenie pętli indukcyjnej.
Ponadto niezbędna jest instalacja odgromowa. Pozwoli ona odprowadzić nadmiar energii, która powstaje podczas wyładowania, do gruntu. Kolejnym zabezpieczeniem jest ogranicznik przepięć, który wyłącza obwód i pozwala uniknąć uszkodzeń.
Przeczytaj również inne wpisy blogowe oraz sprawdź nasze usługi:
Uważasz, że nasz artykuł był interesujący? Podziel się na swoich mediach społecznościowych!
