Paralelní a sériové připojení solárních panelů: co je lepší?

Rozhodli jste se tedy vybavit svůj domov solárními panely. Víte ale, jak nejlépe propojit panely do jednoho systému pro optimální výrobu energie? Existují dva způsoby připojení panelů: paralelní a sériové. V tomto článku si povíme o výhodách a nevýhodách obou metod, abyste si pro sebe mohli vybrat to nejlepší řešení.

Všeobecné informace

Pokud jde o připojení solárních panelů, klíčové parametry, které je třeba vzít v úvahu, jsou napětí a proud v okruhu. Každý systém solárních panelů bude mít minimální a maximální hodnotu pro tyto metriky. Právě tato data ovlivňují, jak nejlépe propojit panely ve vašem systému.

Různé modely solárních panelů se liší napětím a proudem v okruhu. To znamená, že je musíte propojit tak, aby příkon byl co nejvyšší, ale nepřesáhl maximální výkon nabíjecí stanice.

K jedné nabíjecí stanici je zpravidla připojeno více solárních panelů. To, jak tyto panely spojíte dohromady, stejně jako vyváženost systému, může ovlivnit efektivitu celé instalace, její schopnost zachytit, generovat a ukládat energii.

Solární panely samy o sobě vám energii neposkytnou. Fungují pouze ve spojení s dalšími zařízeními, která přeměňují a ukládají energii přijatou ze slunce. Pokuste se proto pečlivě pochopit podstatu problému, abyste pochopili princip fungování sady energetické nezávislosti.

Jaký je rozdíl mezi paralelním a sériovým připojením

Solární panely můžete zapojit paralelně i sériově. Každý z nich má svá pro a proti, a proto ve větší či menší míře vyhovuje určitým podmínkám. Pojďme zjistit, jaké jsou tyto rozdíly.

Když připojíte panely do systému důsledně (nebo sériově), to znamená, že jsou zapojeny jeden po druhém. V tomto případě je systémové napětí napětím všech panelů celkem. Pokud máte například čtyři panely po 12 V zapojené do série, celkové napětí se vypočítá následovně: 12 V * 4 ks. = 48 V. Při sériovém zapojení zůstává proud v obvodu stejný.

Pokud plánujete řetězení vašeho systému, můžete omezit počet panelů zakoupením vysokonapěťových modelů. Například výběrem 400W solárních panelů EcoFlow má každý panel napětí 37,1 V, což znamená, že s pouhými dvěma panely můžete dosáhnout více než 74 V.

na paralelní spojení, všechny kladné a záporné svorky jsou vzájemně propojeny. Pro připojení k regulátoru a nabíjecí stanici zbývá jeden záporný a jeden kladný spoj. Napětí se tedy nemění, ale síla proudu v obvodu je součtem všech jeho „účastníků“.

Výhody a nevýhody těchto metod pro uživatele se liší podle toho, co od konkrétního typu připojení očekává. Sériové zapojení tedy znamená vyšší výstupní výkon, který vám umožní nabíjet solární panely rychleji. Vzhledem k nízkému celkovému proudu není nutné používat kabel s vysokým výkonem nebo jiné zařízení. Tato možnost je vhodná pro nezastíněné oblasti. Pokud však některý z panelů začne fungovat hůře, ovlivní to zbývající panely v řetězci.

V paralelním zapojení neovlivní porucha žádného panelu účinnost ostatních. Tento způsob připojení je vhodný pro malé nízkonapěťové systémy (například v obytném automobilu). Také toto zapojení funguje lépe v podmínkách kombinovaného osvětlení s periodickým zastíněním. Při paralelním připojení budete potřebovat silné, výkonné kabely a další vybavení, které zvládne vysoký proud.

Vliv stínu na volbu způsobu připojení

Účinnost solárních panelů závisí na tom, jak často jsou vystaveny stínu. A přestože je solární energie obnovitelným zdrojem, v různých oblastech získáváte různé množství slunečního světla. Není v našich silách nějak ovlivnit rozložení slunce na planetě, ale umíme správně umístit solární panely tak, aby byly co nejkratší dobu ve stínu.

Umístěte panely daleko od korun stromů. Pokud jsou však náhle některé panely pravidelně ve stínu, zvolte paralelní připojení. To umožňuje panelům fungovat nezávisle na sobě, takže budete stále sbírat solární energii. Kromě způsobu připojení věnujte pozornost modelům, které efektivně fungují i ​​ve stínu. Například bifaciální solární panely EcoFlow 220W fungují dobře za špatných světelných podmínek, dokonce zachycují odražené světlo (například od hladiny vody).

Kombinované připojení

Pokud jste se nerozhodli, jaký způsob spojování panelů upřednostnit, můžete zvolit kombinované připojení. Poskytne vám výhody paralelního a sériového připojení. Nejprve zapojte solární panely do série a poté přepněte na paralelní zapojení. Takto zvýšíte napětí celého panelového systému nejprve sériovým zapojením a následně paralelním zapojením zvýšíte proud. Ukazuje se, že kombinovaným zapojením řešíte dva problémy najednou: zvyšujete napětí a proud celého systému, čehož nelze dosáhnout jediným způsobem.

Proč potřebujeme tyto ukazatele zvyšovat? Faktem je, že všechny solární akumulátory a přenosné nabíjecí stanice vyžadují určité minimální napětí pro dobíjení.

Pokud máte pochybnosti o tom, jak nejlépe propojit solární panely do jednoho systému, je lepší se poradit s odborníkem.

V každém elektrickém obvodu jsou vodiče považovány za materiál nebo látku, která má schopnost vést elektrický proud a má určitou úroveň odporu. Tento koeficient se vypočítá podle vzorce:

• p – označuje úroveň odporu, Ohm*m,
• R – udává efektivní odpor vodiče, Ohm,
• S je plocha průřezu, m2,
• I je hodnota délky vodiče, m.

Z výše uvedeného vyplývá, že jakýkoli vodič lze považovat za rezistor mající svůj vlastní odpor.

Pokud vodiče jsou zapojeny pomocí sériového obvodu, aktuální koeficient pro každý z nich je stejný. A hodnota celkového napětí ve vytvořeném elektrickém obvodu je součet napětí na koncích každého jednotlivého vodiče.

Jestliže je použit obvod paralelního připojení, napětí mezi dvěma uzly, které spojují prvky v elektrickém obvodu, klesne na stejnou hodnotu. Současně se pro stanovení převrácené hodnoty celkového koeficientu odporu používá metoda sčítání hodnot, které jsou převrácenými hodnotami odporů paralelně zapojených vodivých prvků.

Vlastnosti sériového připojení

Specifika použití této metody zahrnují připojení vodičů pomocí schématu sériového připojení. To znamená, že konce jednoho vodivého prvku jsou spojeny s konci dvou dalších vodičů zahrnutých v obvodu. Hlavním rysem tohoto typu připojení je absence jakýchkoli větví v obvodu; Jinými slovy, každým nově připojeným vodičem může protékat stejné množství elektrického proudu. Celkově se napětí ve vodivých prvcích rovná hodnotám dostupným na koncích každého z nich.

Pokud například zapojíte několik rezistorů do série do jednoho obvodu, aniž byste opustili jedinou větev, množství náboje z jednoho vodiče se bude rovnat množství náboje v ostatních. Ve všech vodivých prvcích obvodu bude mít proudová síla stejnou hodnotu.

Zároveň je u tohoto typu zapojení možné vyměnit všechny použité odpory za jeden ekvivalentní. Množství proudu na něm se zpravidla shoduje s celkovým proudem procházejícím zbývajícími odpory. A hodnota celkového napětí je součtem napětí v každém jednotlivém rezistoru. To nám umožňuje vysvětlit rozdíl potenciálů na příkladu jediného ekvivalentního odporu.

Vezmeme-li v úvahu tato pravidla a Ohmův zákon, které platí pro všechny rezistory, je velmi snadné prokázat rovnost mezi hodnotou odporu ekvivalentního rezistoru a součtem všech odporů.

Kde se tento způsob připojení používá?

Tento způsob připojení se používá u zařízení s cíleným zapínáním a vypínáním. Například elektrický zvonek zazvoní pouze v případě, že je zapojen do série se zdrojem energie a tlačítkem. Na základě výše uvedených pravidel, pokud není elektrický proud na jednom z vodičů, nebude proudit ani na ostatních vodičích. A pokud je elektřina alespoň na jednom z vodivých prvků, bude detekována na ostatních.

Konvenční svítilny fungují na stejném principu. Jejich design zahrnuje tři důležité prvky. Obvod se skládá z malé žárovky, baterie a tlačítka. Aby se jedno takové zařízení rozsvítilo, je potřeba zapojit určené prvky do série pouhým stisknutím tlačítka.

Současně v domě nebo městském bytě, kde je instalováno velké množství zařízení a osvětlovacích zařízení různých typů, nemusí být zapojeny do sériového obvodu. Často totiž není nutné rozsvěcet a zhasínat světla v každé místnosti. Připojení žárovek a lustrů se v tomto případě provádí pomocí paralelního obvodu.

Vlastnosti paralelního připojení

Tento obvod zahrnuje paralelní propojení určitého počtu vodivých zařízení. Takže všechny začátky vodičů jsou nejprve spojeny v jednom bodě a jejich konce v jiném bodě. Na příkladu několika rezistorů uvažujme schéma paralelního zapojení.

Jedná se o rozvětvené zapojení, kdy v každé větvi naznačené ve schématu je jeden rezistor. Jakmile proud dosáhne bodu větvení, dojde k podmíněnému rozdělení elektřiny do každého existujícího odporu. Výsledkem je sestavení celkové hodnoty elektrických proudů platných pro všechny odpory, které jsou aktuálně zapojeny do elektrického obvodu. Současně mají prvky s paralelním připojením stejné hodnoty pro všechna napětí. Tato metoda také umožňuje nahradit všechny obsažené odpory jedním ekvivalentním.

Při sestavování schémat paralelního připojení se berou v úvahu následující zásady:

• Celková hodnota odporu v elektrickém obvodu se zjistí sečtením reciprokých hodnot odporů v obvodu vodičů.
• Hodnota proudu v elektrickém obvodu se rovná součtu proudů v každém z vodičů použitých k vytvoření obvodu.
• Na výstupech elektrického obvodu se napětí rovná hodnotě přítomné na kterémkoli z vodičů tohoto obvodu.

Kde lze použít schéma paralelního zapojení?

Pro domácí podmínky je vhodný příklad s osvětlovacími zařízeními. V tomto schématu jsou osvětlovací zařízení obvykle zapojena paralelně. Pokud použijete sekvenční metodu, ukáže se, že když zapnete jeden lustr nebo lampu, zbytek v domě se rozsvítí. Paralelní připojení umožňuje přidat odpovídající spínač ke každé z použitých větví a zapnout osvětlovací zařízení tam, kde je to potřeba.

Je důležité si uvědomit, že pro připojení všech elektrických spotřebičů v každodenním životě se používá paralelní obvod a síť 220V. Stejně tak jsou k rozvodnici připojeny nezávisle na sobě všechny síťové prvky.

pro provádění elektrických měřicích prací kontaktujte elektrotechnickou laboratoř společnosti TM Electro.