Zapojenie fotovoltaických panelov

Ak chcete zapájať fotovoltaiku svojpomocne, musíte brať na ohľad to, že ak nedodržíte bezpečnostné zásady, môžete prísť k úrazu. Je dôležité pochopiť, ako rôzne parametre a konfigurácie ovplyvňujú napätie, prúd a výkon celého solárneho systému. Vďaka tomu sa budete môcť rozhodnúť pre správny menič, ktorý bude efektívne fungovať. Ak napätie prekročí stanovené maximum meniča, bude produkcia elektriny obmedzená a skráti sa jeho životnosť. Ak bude napätie príliš nízke na váš menič, fungovať nebude vôbec, pretože sa nedosiahne jeho štartovacie napätie.

Ďalším z mnohých faktorov je umiestnenie fotovoltaických panelov na streche. Ak ich umiestnite na miesto, kde im bude niečo tieniť alebo tam väčšinu dňa nebude svietiť slnko, produkcia bude výrazne obmedzená. Je však oveľa viac fyzikálnych a logických pravidiel, ktorým musíte porozumieť ak chcete mať panely zapojené správne.

Základné pojmy

Elektrické napätie

Elektrické napätie vyjadruje rozdiel medzi dvoma bodmi v elektrickom obvode. Čím viac slnečného žiarenia dopadá na panel, tým väčšie je napätie. Napätie ovplyvňuje aj teplota. Počas chladného slnečného dňa môže byť napätie oveľa vyššie ako počas horúceho dňa, kedy môže byť výrazne nižšie. Napätie sa označuje U a základná jednotka je volt (V).

Elektrický prúd

Elektrický prúd sa dá definovať ako množstvo elektrického náboja, ktorý prejde prierezom vodiča za jednotku času. Označuje sa I a základná jednotka je ampér (A).

Typy zapojenia solárnych panelov

K vytvoreniu elektrického obvodu musíme panely navzájom prepojiť. Tento postup sa nazýva stringovanie a každá prepojená séria panelov sa nazýva string. Okrem toho musíme panely pripojiť do meniča, ktorý mení jednosmerný prúd na striedavý. Striedavý prúd je ten, ktorý využívame v domácnosti. Existuje viacero spôsobov ako zapájať panely. Vieme ich zapojiť sériovo, paralelne a sériovo-paralelne. Podľa toho, ako panely zapojíme, bude ovplyvnené výsledné napätie a prúd. Z panelov sa energia vedie cez dva vodiče, jeden kladný a jeden záporný. Vodiče sú zakončené konektormi MC4, ktoré sú vhodné do vonkajšieho prostredia a uľahčujú celý proces montáže.

Zapojenie panelov do série

Sériové zapojenie panelov spočíva v tom, že kladný vodič jedného panelu spojíte so záporným vodičom druhého panelu. Ak takto zapojíte všetky panely, zostane vám jeden kladný a jeden záporný konektor.

Sériovým zapojením panelov sa celkové napätie sčíta ale prúd ostane rovnaký. Ak teda zapojíme 3 panely s napätím 6V a prúdom 3A, bude celkové napätie 18V (6V+6A+6A) a prúd 3A.

Ak ale zapojíme do série 2 panely s napätím 6V a prúdom 3A a jeden s napätím 4V a prúdom 2A, celkové napätie bude 16V (6V+6V+4V) a prúd 2A. Zakaždým bude mať teda prúd takú hodnotu, akú má najslabší panel.

Výhodou sériového zapojenia je, že sa pri vyššom napätí sa elektrická energia prenáša ľahko na veľké vzdialenosti. Veľkou nevýhodou tohto systému zapojenia je, že ak nejaký objekt tieni na jeden panel, celkový výkon má nízku hodnotu, takže produkcia celého stringu je nízka.

Zapojenie panelov paralelne

Zapojenie panelov paralelne znamená, že kladný vodič jedného panelu je spojený s kladným vodičom druhého panelu a takisto záporný vodič jedného panelu je spojený so záporným vodičom druhého panelu. Ak takto zapojíte všetky panely, zostane nám podobne ako pri sériovom zapojení jeden kladný a jeden záporný konektor.

Rozdiel je pri výsledných hodnotách. Pri paralelnom zapojení sa sčíta celkový prúd a napätie zostane rovnaké. Ak teda zapojíme paralelne 3 panely s napätím 6V a prúdom 3A, bude celkové napätie 6V a celkový prúd 9A (3A+3A+3A).

Problém nastáva, keď chcete zapojiť panely s rozdielnymi prúdovými parametrami, pretože je to pre vašu solárnu elektráreň neefektívne. Paralelné zapojenie je teda vhodné iba pre panely s rovnakým prúdom.

Zapojenie panelov sériovo-paralelné

Sériovo-paralelné zapojenie sa používa najčastejšie pri veľkých inštaláciách. Hoci je tento spôsob zapojenia zložitejší, vyprodukuje najviac energie spomedzi spomenutých spôsobov zapojenia. Spočíva v tom, že zapojíte panely najprv do série a potom zapojíte dve rady sériovo zapojených panelov paralelne.

Zhrnutie

Fotovoltaika sa za posledné roky dostáva do popredia čoraz viac a s ňou prichádzajú aj otázky ako správe a čo najefektívnejšie zapojiť panely do stringov. V tomto článku sme sa vám snažili pribižiť výhody a nevýhody jednotlivých zapojení panelov.