Güneş Panellerinin Seri Bağlantısı Nasıl Yapılır: Güvenli Adımlar, Diyagramlar ve Hesaplamalar

Güneş panellerini seri olarak bağladığınızda, pozitif ( ) bir panelin negatif (-) bir sonrakinin. Bir dizi dizisinde, voltaj ekleme süre akım (kabaca) aynı kalır Tek panel olarak. Bu, kablo kayıplarını azaltmak veya bir MPPT şarj kontrol cihazının veya şebekeye bağlı invertörün giriş gereksinimlerini karşılamak için daha yüksek voltaja ihtiyaç duyduğunuzda en yaygın yöntemdir.

Aşağıdakileri yapmak istediğinizde seri kablolama genellikle doğru seçimdir:

• Sistemin kullanabilmesi için dizi voltajını artırın daha küçük çaplı tel Daha az kayıpla daha uzun mesafelerde.
• Aşağıdaki gibi bir kontrolör/invertör gereksinimini karşılayın minimum MPPT voltajı (özellikle soğuk havalarda).
• Daha yüksek bir DC girişi bekleyen bir invertör için dizeler oluşturun (genellikle yüzlerce volt DC ızgaraya bağlı tasarımlarda).

Temel ödünleşim: Bir dizi dizide, gölgeleme veya zayıf bir panel, tüm dizinin çıktısını azaltabilir. Baypas diyotları yardımcı olur, ancak iyi bir yerleşim düzeni ve kısmi gölgelemenin önlenmesi hala önemini korumaktadır.

Seri kablolama kuralları: önce kontrol etmeniz gereken voltaj matematiği

Herhangi bir şey bağlamadan önce, aşırı sıcaklıklara karşı dizi voltajının ekipmanınızın güvenli sınırları dahilinde kalacağından emin olun. İki temel panel spesifikasyonu şunlardır: Kelime (açık devre voltajı) ve Vmp (maksimum güçte voltaj). Dizenin olduğundan emin olmalısınız soğuk hava Voc kontrolörün/invertörün maksimum giriş voltajını aşmaz.

Seri diziler için hızlı hesaplama

Seri kablolama için: Dize Voc ≈ her panelin Voc toplamı ve Dize Vmp'si ≈ her panelin Vmp'sinin toplamı . Akım bir panelin akımına (Imp/Isc) yakın kalır, dolayısıyla seri voltajı amperden çok daha fazla etkiler.

Gerçek sayılarla örnek

Her panel etiketinin şunu gösterdiğini varsayalım: Kelime = 38.0V ve Vmp = 31,5V . ile Seri halinde 3 panel : Dize Voc ≈ 114,0V ve Dizi Vmp ≈ 94,5V .

MPPT denetleyicinizin maksimum girişi ise 150V , 114V oda sıcaklığında güvenli görünür ancak soğuk, Voc'yi yükseltebilir. Pek çok panel veri sayfası bir Voc sıcaklık katsayısı içerir (genellikle −0,28% ila −0,35%/°C ). Elinizde katsayı yoksa, soğuk havadaki Voc'u potansiyel olarak değerlendirin %10–20 daha yüksek etiket değerinden daha fazla değere sahip olun ve dize uzunluğunuzu tamamlamadan önce veri sayfasıyla onaylayın.

Anahtar çıkarım: kontrolörden/çeviriciden geriye doğru seri dizileri tasarlayın. Maksimum giriş voltajı kesin bir sınırdır ; bunun aşılması ekipmana kalıcı hasar verebilir.

Temiz, güvenilir bir seri bağlantı için ihtiyacınız olan araçlar ve bileşenler

Doğru bir seri yapı çoğunlukla doğru konektörlerin ve korumanın kullanılmasıyla ilgilidir. Evdeki kablo parçalarıyla doğaçlama yapmaktan kaçının; PV dizileri tehlikeli DC voltajı taşıyabilir ve DC kullanımına uygun bileşenler gerektirir.

Temel öğeler

• PV dereceli konektörler (genellikle MC4 tipi) panel kablolarınızı eşleştirin ve are from compatible families.
• Akımınıza ve mesafenize göre boyutlandırılmış PV kablosu (genellikle 10 AWG veya 12 AWG, güneş ışığı/UV dereceli).
• Probları iyi durumda olan DC dereceli bir multimetre.
• Güvenli servis için bir DC bağlantı kesme veya kesici (genellikle kontrol ünitesinin/invertörün yanında).

Koruma ve birleştirme (gerektiğinde)

• Varsa dizi sigortaları veya kesiciler paralel olarak iki veya daha fazla dizi (yalnızca seri tek dizi genellikle dizi sigortalarına ihtiyaç duymaz, ancak yerel yasa ve ekipman talimatlarına uyun).
• Birden fazla dize birleştiriliyorsa birleştirici kutusu.
• Gerektiğinde veya önerildiğinde, özellikle açıkta kalan diziler için aşırı gerilim koruması (SPD).

Uyumluluk notu: "MC4" genellikle genel bir terim olarak kullanıldığından birçok kurulumcu konnektör markalarını karıştırmaktan kaçınır. En iyi güvenilirlik ve güvenlik için şunu kullanın: eşleşen konnektör türleri veya üreticinin onayladığı eşdeğerleri.

Adım adım: Güneş panellerinin seri olarak bağlanması (pratik prosedür)

Bu prosedürde aynı panellerin ve tipik PV konektörlerinin olduğu varsayılmaktadır. Yöntemli bir şekilde çalışın ve ışığa maruz kaldığında diziye canlıymış gibi davranın. DC gücüyle çalışma konusunda rahat değilseniz kalifiye bir kurulumcu kiralayın.

1) Her panelin olumlu ve olumsuz potansiyel müşterilerini tanımlayın

Panel etiketindeki ve kablo işaretlerindeki polariteyi doğrulayın. Net olmayan bir şey varsa, gün ışığında bir multimetre ile doğrulayın. Doğru tanımlama, korumayı tetikleyebilecek veya ekipmana zarar verebilecek ters polariteyi önler.

2) Panel 1'i ( ) Panel 2'ye (−) bağlayın

Konektörleri yerine oturana/kilitlenene kadar sıkıca takın. Bu, ilk seri bağlantınızı oluşturur. Aynı deseni çizgi boyunca devam ettirin.

3) Dize tamamlanana kadar tekrarlayın

Üç panel için: Panel 1'den ( ) Panel 2'ye (−), ardından Panel 2'den ( ) Panel 3'e (−). Kalan serbest uçlar dize çıktılarınız olur: Negatif dize Panel 1 (-) ve Dize pozitif Panel 3'tür ( ).

4) Elektroniğe bağlamadan önce dizi voltajını ölçün

Dizin kontrolörden/invertörden bağlantısı kesildiğinde, son pozitif ve negatif uçlar arasındaki voltajı ölçün. Hesaplanana yakın bir okuma bekleyin String Voc parlak güneşte. Ölçülen değer çok farklıysa, durdurun ve her bağlantıyı ve polariteyi yeniden kontrol edin.

5) Diziyi bir DC bağlantı kesme noktasına, ardından kontrol ünitesine/invertöre bağlayın

Diziyi izole edebilmek için DC dereceli bir bağlantı kesme/kesici kullanın. Üreticinin kablolama sırasını takip edin; Birçok şarj kontrol cihazı, PV girişi uygulanmadan önce kontrol cihazının güvenli bir şekilde çalıştırılabilmesi ve yapılandırılabilmesi için önce pilin bağlanmasını belirtir. Temel sonuç aynıdır: beklenmedik şekilde çalışırken takmayın —bir bağlantı kesme kullanın ve kılavuzu izleyin.

• Seri dizi kablolarını düzgün, güvenli ve keskin kenarlardan uzak tutun.
• Diziden PV ve PV− terminallerine kadar doğru polariteyi koruyun.
• Gelecekteki bakım için dizi voltajını etiketleyin ve bağlantı kesme konumunu belirtin.

Seri ve paralel: elektriksel olarak ne değişir ve neden önemlidir?

Çoğu sistem seri diziler kullanır çünkü daha yüksek voltaj aynı güç için akımı azaltır. Bu genellikle kablo kayıplarını azaltır ve iletken boyutunu ve maliyetini (kod kısıtlamaları dahilinde) azaltabilir.

Pratik bir güç kaybı örneği

İletmek istediğinizi varsayalım 600W bir diziden denetleyiciye. Şu tarihte: 60V , akım yaklaşık 10A (600W ÷ 60V). Şu tarihte: 120V , akım yaklaşık 5A . Çünkü dirençli tel kaybı şu şekilde ölçeklenir: I²R Akımı kabaca yarıya indirmek, uzun çalışmalarda voltaj düşüşünü ve ısınmayı önemli ölçüde azaltabilir.

Uygulamada birçok dizi kullanılır serisi dizeleri hedef voltaja ulaşmak için birden fazla diziyi bağlayın paralel Toplam akımı ve gücü artırmak için. Tasarımın amacı, gölgeleme riskini, kablolama maliyetini ve güvenliği dengelerken ekipmanın voltaj penceresi dahilinde olmaktır.

Seri diziler için güvenlik ve koda bitişik temeller

Seri kablolama, hızlı bir şekilde tehlikeli DC voltajı üretebilir. Nispeten küçük diziler bile aşılabilir 100VDC bu da şok riskini ve ark potansiyelini artırır. PV DC hizmeti için derecelendirilmiş donanım kullanın ve yerel elektrik kurallarına ve üretici talimatlarına uyun.

Asgari güvenlik uygulamaları

• Mümkün olduğunda enerjiyi kesin: modülleri örtün veya şafakta/akşam karanlığında çalışın ve bir DC bağlantısını kes .
• Yük altındayken asla konnektörleri çıkarmayın. DC yayları kalıcıdır; önce bağlantı kesmeyi açın.
• İletkenleri PV / PV− terminallerine yerleştirmeden önce polariteyi bir ölçüm cihazıyla doğrulayın.
• Yalıtım hasarını ve su girişini önlemek için PV dereceli kablo yönetimi, gerilim azaltma ve hava koşullarına dayanıklılık kullanın.

Aşırı akım koruması: sigortalar önemli olduğunda

Bir denetleyici girişini besleyen tek seri dizide, her modülün akımı dizi akımıyla sınırlanır, dolayısıyla dizi kaynaştırması gerekmeyebilir. Ancak, sahip olduğunuzda paralel olarak birden fazla dize , bir dizi arıza akımını diğerine geri besleyebilir, bu nedenle dizi sigortaları/kesicileri yaygın olarak kullanılmaktadır. Her zaman denetleyici/invertör kılavuzuna ve bulunduğunuz yargı bölgesi için geçerli elektrik kurallarına uyun.

Sorun giderme: yaygın seri kablolama hataları ve hızlı kontroller

Sistem, güneş panellerini seri olarak bağladıktan sonra düşük performans gösteriyorsa bunun nedeni genellikle basit bir bağlantı, kutupsallık veya beklenti uyumsuzluğudur. Sorunları hızla tespit etmek için bu kontrolleri kullanın.

Belirti bazlı kontrol listesi

• Ölçülen dizi voltajı sıfıra yakın: muhtemelen iptal eden bir döngü oluşturan ters bir bağlantı, tam olarak oturmamış bir konnektör veya kırık bir kablo.
• Voltaj doğru ancak güç düşük: kısmi gölgelemeyi, kirlenmeyi veya arızalı bypass diyotlu bir paneli kontrol edin; tüm panellerin aynı model/özellik olduğunu doğrulayın.
• Kontrol cihazı PV aşırı gerilimini gösteriyor: dizede sıcaklık koşulları için seri halinde çok fazla panel var; seri sayısını azaltın veya daha yüksek giriş derecesine sahip ekipman kullanın.
• Aralıklı hatalar: modül bağlantı kutularında gevşek konnektör, su girişi veya kablo gerginliğinden şüphelenin.

Basit bir doğrulama rutini

1. Her panelin Voc'unu benzer güneş ışığında ayrı ayrı ölçün; Önemli ölçüde kapalı olan herhangi bir paneli not edin.
2. Seri dizisini bağlayın ve toplam Voc'yi ölçün; makul bir marj dahilinde beklenen toplamla eşleştiğini doğrulayın.
3. Varsa, çalışma voltajının hesaplanana yakın olduğunu onaylamak için kontrol cihazı ekranını/uygulamasını kullanın. String Vmp iyi güneş sırasında.

Okumalarınız temel seri matematiğine uymuyorsa, pahalı elektronik cihazlara bağlamadan önce kablolamayı durdurun ve düzeltin. Çoğu arıza, bağlantı öncesi voltaj kontrolleri ile önlenebilir.

Seri dizilerle daha iyi performans için pratik tasarım ipuçları

İyi seri dizi performansı, kablolamayla olduğu kadar yerleşimle de ilgilidir. Bu pratik adımlar kayıpları azaltır ve önlenebilir azalmaları önler.

Modülleri aynı güneş koşullarında tutun

Bir dizi dizisinde, gölgeli bir panel diziyi aşağı sürükleyebilir. Panelleri aynı düzleme yerleştirin ve aynı seri zincirinde farklı gölge desenlerine (bacalar, ağaçlar, çatı pencereleri) maruz kalan modülleri karıştırmaktan kaçının.

Ev koşusunda voltaj düşüşünü en aza indirin

Daha yüksek seri voltajı yardımcı olur, ancak yine de düşük voltaj düşüşünü hedeflemelisiniz. Genel bir kural olarak birçok tasarımcı, ≤ %3 voltaj düşüşü dizi kablolaması için. Bunu başarmak, ekipman sınırları dahilinde daha kısa mesafeler, daha büyük kablo veya daha yüksek voltajlı bir dizi gerektirebilir.

Her dizede eşleşen panelleri kullanın

Tahmin edilebilir sonuçlar için her seri dizisini aynı modelden ve benzer yaştan oluşturun. Farklı akım değerlerine sahip panellerin karıştırılması, tüm diziyi en zayıf panelin kapasitesine daha yakın çalışmaya zorlayabilir.

Özetle: Daha az sürpriz istiyorsanız öncelik verin doğru voltaj tasarımı , dizi başına tutarlı ışınım ve doğrulama ölçümleri denetleyiciye veya invertöre enerji vermeden önce.