Instalacje fotowoltaiczne składają się z wielu pojedynczych paneli słonecznych, które trzeba ze sobą połączyć, aby uzyskać oczekiwaną moc. Jednym z podstawowych sposobów łączenia modułów PV jest szeregowe połączenie. W jaki sposób prawidłowo połączyć panele fotowoltaiczne szeregowo, aby instalacja działała optymalnie i zapewniała maksymalną wydajność? W tym artykule wyjaśnimy zasady szeregowego montażu paneli PV.
Jak połączyć panele fotowoltaiczne szeregowo?
Szeregowe połączenie paneli fotowoltaicznych polega na takim ich połączeniu, aby dodawać do siebie napięcia poszczególnych modułów. Oznacza to, że plus jednego panela łączymy z minusem drugiego panela. W efekcie otrzymujemy większe napięcie przy zachowaniu tego samego natężenia prądu. Im więcej modułów połączymy szeregowo, tym wyższe uzyskamy napięcie całego łańcucha.
Aby prawidłowo połączyć moduły PV szeregowo, należy:
- Sprawdzić parametry elektryczne paneli (napięcie, natężenie)
- Połączyć kolejne panele zachowując biegunowość - plus do minusa
- Użyć odpowiednich złączy MC4
- Zadbać o właściwy dobór przekroju przewodów
- Zamontować złącza przepustowe w puszkach przy panelach
- Sprawdzić ciągłość obwodu i polaryzację
Stosując się do tych zasad z pewnością prawidłowo połączymy szeregowo dowolną ilość paneli PV, a nasza instalacja będzie działać poprawnie.
Ile paneli PV można połączyć szeregowo bez strat mocy?
Liczba paneli fotowoltaicznych, jaką można połączyć szeregowo w jednym łańcuchu, zależy od napięcia systemu. Standardowo w instalacjach on-grid pracujemy z napięciem ok. 400V DC po stronie prądu stałego. Biorąc popularne obecnie moduły o mocy ok. 400 Wp i napięciu ok. 40V, możemy szeregowo połączyć ok. 10 paneli. Przy większej liczbie modułów napięcie stringu przekroczy napięcie systemu, co skutkuje stratami mocy.
Dokładna liczba paneli, jaką możemy połączyć, zależy od typów i parametrów poszczególnych modułów. Ważne, aby sumaryczne napięcie stringu nie przekraczało zakresu MPPT falownika. Przy szeregowym łączeniu należy też uwzględnić spadki napięcia na przewodach prądu stałego. Bezpiecznie jest zostawić 10-20% zapasu.
Jakie korzyści daje szeregowe połączenie modułów fotowoltaicznych?
Główne zalety szeregowego łączenia paneli PV to:
- Możliwość uzyskania większego napięcia przy zachowaniu natężenia prądu
- Prostszy system okablowania - mniejsza liczba stringów
- Niższe koszty inwertera - można zastosować mniejszą jednostkę
- Zmniejszone straty mocy na przewodach prądu stałego
- Łatwiejszy montaż paneli w szeregach na dachu lub gruncie
Dzięki szeregowemu połączeniu modułów fotowoltaicznych możemy uprościć i ograniczyć koszty instalacji PV przy zachowaniu wysokiej wydajności. Jest to najpopularniejszy sposób łączenia paneli słonecznych.
Jakie wady ma szeregowe łączenie paneli słonecznych?
Szeregowe łączenie paneli PV ma też pewne wady, które należy wziąć pod uwagę:
- W szeregu pracują moduły o najsłabszych parametrach - obniża to wydajność
- Uszkodzenie 1 panela powoduje wyłączenie całego ciągu
- Konieczność stosowania paneli o zbliżonych parametrach
- Ograniczona elastyczność - trudniej rozbudować instalację
- Ryzyko przegrzania paneli przy częściowym zacienieniu
Dlatego szeregowe łączenie modułów PV ma sens przy większych instalacjach z dużą liczbą jednakowych paneli. Przy mniejszych systemach lepsze może być połączenie szeregowo-równoległe.
Jak sprawdzić napięcie paneli przed szeregowym połączeniem?
Przed szeregowym połączeniem paneli warto sprawdzić napięcie każdego modułu. Pozwoli to wybrać panele o zbliżonych parametrach i uniknąć problemów. Do pomiaru napięcia służy miernik uniwersalny.
Sprawdzenie napięcia paneli PV przed montażem wykonujemy w następujący sposób:
- Ustawiamy panel tak, aby był oświetlony słońcem
- Podłączamy miernik napięcia DC do kabli panela (czerwony do plusa, czarny do minusa)
- Sprawdzamy wartość napięcia na mierniku - powinna wynosić ok. 30-40 V
- Wykonujemy pomiar dla każdego modułu
- Porównujemy wyniki i wybieramy panele o zbliżonych parametrach
Dzięki temu unikniemy problemów ze zbyt dużą różnicą napięć w szeregu i związanych z tym strat mocy. Dobrane moduły będą ze sobą lepiej współpracować.
Jakie złącza i przewody potrzebne do szeregowego montażu PV?
Do szeregowego połączenia paneli fotowoltaicznych potrzebne są odpowiednie materiały instalacyjne:
- Złącza MC4 - służą do łączenia przewodów pomiędzy panelami, muszą być odporne na warunki zewnętrzne i promieniowanie UV
- Przewody solarne - w izolacji i o przekrojach dostosowanych do prądów i napięć w instalacji
- Złącza przepustowe - montowane w puszkach pod przyłączami paneli
- Puszki przyłączeniowe - szczelne obudowy chroniące miejsca połączeń
- Zaciski i wago - potrzebne przy okablowaniu w puszkach
Stosując dobrej jakości i atestowane komponenty zapewnimy bezpieczeństwo i niezawodność połączeń paneli fotowoltaicznych na długie lata.
Jak połączyć 4 panele fotowoltaiczne szeregowo krok po kroku?
Oto szczegółowy schemat szeregowego połączenia 4 paneli PV:
- Sprawdzamy parametry elektryczne każdego panela (napięcie, moc)
- Dobieramy moduły o zbliżonych wartościach napięcia
- Przygotowujemy przewody solarne odpowiedniej długości
- Podłączamy kabel do pierwszego panela - czerwony do plusa, czarny do minusa
- Drugi koniec tego kabla służy do połączenia z kolejnym panelem
- Łączymy tak kolejne moduły zachowując biegunowość
- Ostatni wolny koniec kabla podłączamy do złącza
- Sprawdzamy ciągłość obwodu i polaryzację miernikiem
Prawidłowo połączone 4 panele szeregowo zapewnią nam ok. 120-160 V napięcia przy tym samym natężeniu prądu. Takie napięcie stringu będzie optymalne dla typowej instalacji fotowoltaicznej.
Jak uzyskać maksymalną moc z szeregowo połączonych modułów PV?
Aby maksymalizować moc z szeregowo połączonych paneli fotowoltaicznych, należy:
- Dobrać moduły o jak najzbliższych parametrach prądowo-napięciowych
- Ustawiać panele pod takim samym kątem i unikać częściowego zacienienia
- Stosować przewody o odpowiednim przekroju minimalizujące straty
- Sprawdzać stan techniczny i czystość modułów
- Utrzymywać temperaturę pracy paneli w optymalnym zakresie
- Monitorować pracę instalacji i reagować na nieprawidłowości
Przestrzegając tych zasad zapewnimy szeregowo połączonym panelom PV jak najlepsze warunki pracy i wykorzystanie ich pełnego potencjału wytwórczego.
Podsumowanie
Szeregowe łączenie paneli fotowoltaicznych jest optymalnym i najczęściej stosowanym sposobem montażu modułów PV w instalacjach. Pozwala ono uzyskać większe napięcie przy zachowaniu natężenia prądu z pojedynczych paneli. Kluczowe jest dobranie modułów o zbliżonych parametrach i zachowanie prawidłowej biegunowości przy montażu. Odpowiednie materiały instalacyjne i dbałość o szczegóły pozwolą uniknąć problemów i strat mocy. Przestrzegając przedstawionych zasad można w prosty sposób połączyć szeregowo dowolną liczbę paneli PV aby uzyskać oczekiwane parametry instalacji fotowoltaicznej.
