Schemata und Methoden zum Anschluss von Solarmodulen: So installieren Sie ein Solarpanel richtig
Eine alternative Energiequelle auf Basis von Sonnenkollektoren ist eine hervorragende Möglichkeit, eine unabhängige Stromversorgung zu organisieren.Es sorgt nicht nur an heißen Tagen, sondern auch bei bewölktem Wetter für eine hohe Energieeffizienz. Es wäre schön, ein solches Gerät zu Hause zu haben, oder?
Dazu müssen Sie lediglich die technischen Komponenten richtig auswählen und die Installation durchführen. Jeder kann dies tun, wenn er die Diagramme und Methoden zum Anschluss von Solarmodulen kennt. Wir erklären Ihnen, wie Sie ein produktives System aufbauen, das „grüne Energie“ in Strom umwandelt, der für den Betrieb von Haushaltsgeräten benötigt wird.
Darüber hinaus erfahren Sie, wie Sie einen Standort für die Installation von Solarmodulen auswählen und diese mit einem stationären Stromnetz kombinieren. Nützliche Tipps und wichtige Empfehlungen unterstützen den Heimwerker wirkungsvoll. Um das Verständnis zu erleichtern, werden thematische Fotos, Diagramme und Videos bereitgestellt.
Der Inhalt des Artikels:
Solarbatteriegerät
Wenn Sie planen, Solarmodule selbst anzuschließen, müssen Sie eine Vorstellung davon haben, aus welchen Elementen das System besteht.
Solarmodule bestehen aus einem Bausatz Photovoltaikbatterien, dessen Hauptzweck darin besteht, Sonnenenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Die Stromstärke des Systems hängt von der Intensität des Lichts ab: Je heller die Strahlung, desto größer der erzeugte Strom.
Die wichtigsten Strukturelemente des Systems sind:
- Solarbatterie – wandelt Sonnenlicht in elektrische Energie um.
- Batterie – eine chemische Stromquelle, die erzeugten Strom akkumuliert.
- Laderegler – überwacht die Batteriespannung.
- Wandler, der die elektrische Gleichspannung der Batterie in 220 V Wechselspannung umwandelt, die für die Funktion der Beleuchtungsanlage und den Betrieb von Haushaltsgeräten erforderlich ist.
- Leistungsschalter, zwischen allen Elementen des Systems installiert und das System vor Kurzschlüssen schützen.
- Satz MC4-Standardstecker.
Zusätzlich zum Hauptzweck des Controllers – der Überwachung der Batteriespannung – schaltet das Gerät bei Bedarf bestimmte Elemente ab. Wenn die Anzeige an den Batteriepolen tagsüber 14 Volt erreicht, was auf eine Überladung hinweist, unterbricht der Controller den Ladevorgang.
Nachts, wenn die Batteriespannung einen extrem niedrigen Wert von 11 Volt erreicht, stoppt die Steuerung den Betrieb des Kraftwerks.
Wo lassen sich die Paneele am besten montieren?
Bevor Sie eine Solarbatterie installieren und anschließen, müssen Sie zunächst den Standort des Geräts festlegen.
Sonnenkollektoren können an fast jedem gut beleuchteten Ort platziert werden:
- auf dem Dach einer Berghütte;
- auf dem Balkon eines Mehrfamilienhauses;
- im Bereich neben dem Haus.
Die Hauptsache besteht darin, die notwendigen Voraussetzungen für eine maximale Stromerzeugung zu schaffen. Eine davon ist die Ausrichtung und der Neigungswinkel relativ zum Horizont.Daher sollte die lichtabsorbierende Fläche des Gerätes nach Süden ausgerichtet sein.
Idealerweise sollten die Sonnenstrahlen im 90°-Winkel darauf fallen. Um diesen Effekt zu erzielen, ist es notwendig, den optimalen Neigungswinkel abhängig von den klimatischen Bedingungen der Region zu wählen. Dieser Indikator ist für jede Region unterschiedlich.
In der Region Moskau beispielsweise beträgt der Neigungswinkel der Oberfläche von Sonnenkollektoren in den Sommermonaten 15–20° und in den Wintermonaten 60–70°.
Bei der Platzierung von Solarpaneelen im Bereich neben dem Haus ist es besser, die Paneele mindestens einen halben Meter über die Erdoberfläche anzuheben – für den Fall, dass viel Schnee fällt. Diese Lösung ist auch in dem Sinne richtig, dass sie ausreichend Abstand für die Luftzirkulation bietet.
Es sei daran erinnert, dass selbst ein kleiner Schatten sich nachteilig auf die Stromerzeugung des Geräts auswirkt. Die Paneele sollten nur an Stellen platziert werden, die nicht der geringsten Verschattung ausgesetzt sind.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Paneele zu befestigen:
- durch Aktivierung der Spannklemmen;
- durch Verschrauben durch Durchgangslöcher an der Unterseite des Rahmens.
Die Tragkonstruktion muss aus korrosionsbeständigen Materialien bestehen. Unabhängig von der Montageart ist es nicht möglich, selbst Änderungen am Paneeldesign vorzunehmen oder zusätzliche Löcher zu bohren.
Es ist die Aufgabe des Hausbesitzers, die Paneele sauber zu halten. Durch das Sammeln von Staub, Schnee und Vogelkot auf dem Bildschirm wird die vom System erzeugte Strommenge um mindestens 10 % reduziert.
Anschlussmöglichkeiten für Solarbatterien
Solarmodule bestehen aus mehreren einzelnen Modulen. Um die Leistungsparameter des Systems in Form von Leistung, Spannung und Strom zu erhöhen, werden Elemente mithilfe physikalischer Gesetze miteinander verbunden.
Die Verbindung mehrerer Module miteinander kann mit einem von drei Installationsschemata für Solarmodule erfolgen:
- parallel;
- sequentiell;
- gemischt.
Bei einer Parallelschaltung werden gleichnamige Anschlüsse miteinander verbunden, wobei die Elemente zwei gemeinsame Knotenpunkte für die Konvergenz der Leiter und deren Verzweigung haben.
Der maximal mögliche Ausgangsstrom in einer Parallelschaltung ist direkt proportional zu Anzahl der verbundenen Elemente. Die Grundlagen zur Mengenberechnung finden Sie in unserem empfohlenen Artikel.
Bei einer Reihenschaltung werden entgegengesetzte Pole verbunden: das „Plus“ des ersten Panels mit dem „Minus“ des zweiten. Das verbleibende ungenutzte „Plus“ des zweiten Panels und das „Minus“ der ersten Batterie werden an den Controller angeschlossen, der sich weiter entlang des Stromkreises befindet.
Diese Art der Verbindung schafft Bedingungen für den Stromfluss, bei denen der einzige Weg für die Energieübertragung von der Quelle zum Verbraucher verbleibt.
Eine Serien-Parallel- oder Mischschaltung wird am häufigsten verwendet, wenn mehrere Batteriegruppen verbunden werden müssen. Durch den Einsatz dieser Schaltung können sowohl die Spannung als auch der Strom am Ausgang erhöht werden.
Diese Option ist auch insofern von Vorteil, als dass bei Ausfall eines der Strukturelemente des Systems die anderen Verbindungskreise weiterhin funktionieren. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des gesamten Systems deutlich erhöht.
Das Prinzip des Aufbaus einer kombinierten Schaltung basiert auf der Tatsache, dass Geräte innerhalb jeder Gruppe parallel geschaltet sind. Und alle Gruppen sind in einem Stromkreis in Reihe geschaltet.
Durch die Kombination verschiedener Verbindungsarten ist es nicht schwierig, eine Batterie mit den erforderlichen Parametern zusammenzustellen. Die Hauptsache ist, dass die Anzahl der angeschlossenen Elemente so sein muss, dass die den Batterien zugeführte Betriebsspannung unter Berücksichtigung ihres Abfalls im Ladekreis die Spannung der Batterien selbst übersteigt. Batterien, und der Batterieladestrom lieferte die erforderliche Menge an Ladestrom.
Montagediagramm für Solarstromanlagen
Der Anschluss der Solarmodule erfolgt über eingebaute Anschlussdrähte mit einem Querschnitt von 4 mm2. Hierfür eignen sich am besten einadrige Kupferdrähte, deren Isoliergeflecht gegen UV-Strahlung beständig ist.
Wenn Sie einen Draht verwenden, dessen Isolierung nicht gegen UV-Strahlen beständig ist, empfiehlt es sich, ihn außen in einer Wellhülse zu verlegen.
Unabhängig vom gewählten Schema, vorher Anschluss von Solarmodulen Es ist unbedingt erforderlich, die Korrektheit der Elektroinstallation zu überprüfen.
Es wird nicht empfohlen, beim Anschluss von Panels die technischen Anforderungen an den zulässigen Strom und die maximale Spannung anderer Geräte zu überschreiten. Es ist wichtig, die vom Hersteller angegebenen Laderegler- und Wechselrichterspezifikationen einzuhalten.
Das Standard-Montagediagramm für das einfachste Solarkraftwerk sieht wie folgt aus.
Um Bruch zu vermeiden ReglerBeim Verbinden von Systemelementen ist es wichtig, die Reihenfolge einzuhalten.
Die Installationsarbeiten erfolgen in mehreren Schritten:
- Der Akku wird über die entsprechenden Anschlüsse und unter Beachtung der Polarität an den Controller angeschlossen.
- Eine Solarbatterie wird über Steckverbinder mit der gleichen Polarität an den Controller angeschlossen.
- An die Controller-Anschlüsse wird eine 12-V-Last angeschlossen.
- Ist eine Umwandlung der elektrischen Spannung von 12 auf 220 V erforderlich, wird ein Wechselrichter in den Stromkreis einbezogen.Es wird nur an die Batterie angeschlossen und auf keinen Fall direkt an den Controller.
- An den freien Ausgang des Wechselrichters werden Elektrogeräte angeschlossen, die für eine Spannung von 220 V ausgelegt sind.
Nach dem Anschließen müssen Sie die Polarität überprüfen und die Leerlaufspannung der Panels messen. Weicht der Indikator vom Passwert ab, wird die Verbindung nicht korrekt hergestellt.
Im letzten Schritt muss die Solarbatterie geerdet werden. Um die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses zu minimieren, sind an den Verbindungspunkten zwischen Batterie, Wechselrichter und Controller Sicherungen installiert.
Die Energie von Solarkraftwerken wird zum Betrieb von Haushaltsgeräten mit geringem Stromverbrauch und zum Laden von Batterien mobiler Geräte verwendet:
Wer eine Solarbatterie mit eigenen Händen bauen möchte, wird durch die bereitgestellten Informationen unterstützt. im nächsten Artikel.
Verbindung multidirektionaler Elemente
Um die Effizienz der Geräte nicht zu beeinträchtigen, sollten bei der sequentiellen Installation von Solarmodulen alle Module des gemeinsamen Stromkreises im gleichen Winkel und auf derselben Ebene platziert werden.
Wenn sich die Panels in unterschiedlichen Ebenen befinden, kann dies dazu führen, dass das nächstgelegene oder stärker beleuchtete Panel leistungsstärker arbeitet als die etwas weiter entfernten Panels.
Das bedeutet, dass das nahe gelegene Panel Strom erzeugt, von dem ein Teil zur Beheizung der entfernten Panels abgegeben wird. Und der Grund liegt darin, dass der Strom auf dem Weg des geringsten Widerstands fließt. Um Verluste zu minimieren, ist es besser, für jedes Panel einen separaten Controller zu verwenden.
Das Problem kann auch durch den Einbau von Sperrdioden behoben werden. Sie werden innen zwischen die Platten gelegt. Dadurch kommt es bei maximaler Leistung zu keiner Überhitzung der Platten.
Der Spannungsabfall in den Anschlüssen sowie in den Leitungen selbst des Niederspannungsteils des Systems ist ebenfalls wichtig.
Ein Beispiel ist die Tatsache, dass für ein Meter Kabel ein Querschnitt von 4 mm vorliegt2 Wenn ein Strom von 80 A (Spannung 12 V) fließt, sinken die Werte um 3,19 %, das sind 30,6 W. Bei aktivierter Verdrillung kann der Spannungsabfall zwischen 0,1 und 0,3 V variieren.
Kombination aus Solarenergie und stationärem Netz
Wenn Sie planen, Strom aus der Sonne parallel zu einem ausgestatteten zentralen stationären Netz zu nutzen, wird der Anschlussplan etwas anders gestaltet. Und der Hauptgrund für diese Entscheidung ist, dass der private Verbraucher keine Möglichkeit hat, die verbleibende Energie „abzuwerfen“.
Dabei kann es zu Spannungsstößen von bis zu einer Sekunde Dauer kommen.
Gemäß dem obigen Diagramm wird die Spannung vom Heliofeld zunächst zur Batterie geleitet und von dort an die Last übertragen.
Bei der Gestaltung dieser Installationsvariante lohnt es sich, zwei Belastungsarten zu berücksichtigen:
- nicht reservierbar – Licht im Haus, Haushaltsgeräte usw.;
- reserviert – Notbeleuchtung, Kühlschrank, Elektroboiler.
Bedenken Sie: Je größer die Batteriekapazität, desto länger arbeiten die Backup-Elektrogeräte im autonomen Modus.
Wenn Sie sich für diese Art der Energieeinspeisung ins Netz entscheiden, müssen Sie damit rechnen, dass Sie eine Genehmigung bei den örtlichen Stromnetzen beantragen müssen.
Trotz der Tatsache, dass Wechselrichter für Solarmodule erzeugen Spannung, deren Qualität manchmal höher ist als die im zentralen Netz; lokale Stromnetze geben keine Freigabe für die Drehung des Stromzählers in die entgegengesetzte Richtung.
Aus diesem Grund stellen Solarwechselrichter laut Regelung ihren Betrieb ein, wenn die Spannung im Netz ausfällt. Und die redundante Last beginnt, von der Batterie „mit Strom versorgt“ zu werden.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Die Autoren des unten bereitgestellten Videomaterials teilen ihre persönlichen Erfahrungen und analysieren die Nuancen der Installation von Solarmodulen.
Video Nr. 1. Ein Beispiel für die Montage und Installation eines werksseitigen Standardsystems:
Video Nr. 2. So montieren Sie Paneele richtig:
Die Verbindung mehrerer Paneele mit anderen Elementen des Systems ist unkompliziert. Für einen unerfahrenen Meister kann der Prozess jedoch schwierig werden. Wenn Sie keine Erfahrung mit Berechnungen und Installationskenntnissen haben, sollten Sie sich daher an einen Spezialisten wenden, der über die erforderlichen Kenntnisse verfügt.
Möchten Sie uns erzählen, wie Sie Ihr eigenes Solarkraftwerk für Ihre Datscha oder Ihr Landhaus zusammengestellt haben? Vielleicht kennen Sie die Feinheiten des Prozesses, die im Artikel nicht beschrieben werden? Bitte schreiben Sie Kommentare in den Block unten, stellen Sie Fragen, teilen Sie Ihre Meinung und Fotos zum Thema des Artikels.
Ich bin dabei, mein Haus von Strom auf Solaranlagen umzustellen. Ich habe im gesamten Bereich bereits solarbetriebene Leuchten installiert. Natürlich werde ich die Installation von Solarmodulen nur einem Fachmann anvertrauen, da ich objektiv und ohne Erfahrung nicht in der Lage sein werde, alles genau zu machen. Sagen Sie mir, wenn ich vorhabe, nur einen Teil meiner Elektrogeräte auf Solarenergie umzustellen und einige auf Strom zu belassen, ist das dann möglich?
Oleg, deine Frage wird im Abschnitt „Kombination von Solarenergie und einem stationären Netzwerk“ beantwortet. Diese Kombination ermöglicht es Ihnen, die Energie von Sonnenkollektoren optimal zu nutzen und Elektrogeräte jederzeit und unabhängig von den Wetterbedingungen zu nutzen.
Vergessen Sie aber nicht solche Nachteile wie:
— Wenn ein Schatten auf einen Monoblock fällt, blockiert er die Arbeit der anderen damit verbundenen Monoblöcke;
— Batterielebensdauer bis zu 10 Jahre;
— An sonnigen Tagen erfolgt nicht nur die maximale Energieausbeute, sondern auch die Erwärmung der Paneele selbst (insbesondere bei Windstille).Und jeder Anstieg der Paneltemperatur um ein Grad verringert den Wirkungsgrad um durchschnittlich 0,5 %;
— Staub auf der Oberfläche verringert die Effizienz des Panels;
— Mit der Zeit sinkt die Effizienz des Panels auf 0,8 % pro Jahr (aktiv in den ersten 2 Jahren – bis zu 2 %).
Da es heute Module mit einem Wirkungsgrad von bis zu 20 % gibt (maximal bei Neuanlagen), ist die Aussicht auf deren Verwendung in den meisten Fällen fraglich; selbst ohne Stromnetze wird ein einfacher Dieselgenerator eine sinnvollere Anschaffung sein.
Sagen Sie mir, wie man Solarmodule und einen MMR-Controller mit 12–24 V und 20 A anschließt. Die Spannung an den Modulen beträgt 32–40 V, 280 W. Wie soll ich zwei Panels verbinden – in Reihe oder parallel?
In Ihrem Fall ist es besser, eine Reihen-Parallel-Verbindungsschaltung zu verwenden, dies wird im Artikel besprochen, lesen Sie ihn genauer durch. Mit diesem Anschlussschema können Sie die Ausgangsspannung erhalten, bei der ein normaler Betrieb von Haushaltsgeräten möglich ist.
Als Beispiel kann ich einen Anschlussplan mit einem 80-A-Regler geben, aber für Ihren Fall wird er auch relevant sein.
Seien Sie bei der Installation aller Elemente vorsichtig und befolgen Sie insbesondere alle Anweisungen. Beispielsweise ist der Wechselrichter nur an die Batterie und nicht direkt an die Steuerung angeschlossen, um Schäden am Wechselrichter zu vermeiden. Überprüfen Sie nach dem Zusammenbau des Stromkreises die Polarität und messen Sie die Leerlaufspannung, die mit der Spannung auf dem Typenschild übereinstimmen sollte. Ist es anders, dann ist die Schaltung falsch aufgebaut.
Eine Reihenschaltung ergibt also die Summe der Spannung. Und parallel dazu erfolgt die Summierung der Stromstärke.
Wow: Die Kosten für das Panel betragen 200.000 Rubel.Was ist, wenn es kaputt geht? Ja, 200.000 reichen mir aus, um bis ans Ende meiner Tage den regulären Strom zu bezahlen.
Ja, der Preis ist ziemlich hoch, aber Sie müssen sich keine Sorgen machen, dass das Solarpanel kaputt geht. Ich werde lange nicht erklären, wie und warum Solarmodule jetzt keine Angst vor mechanischen Einflüssen (Stöße, Stürze, Biegungen) haben. Ich kann nur sagen, dass bei ihrer Herstellung spezielle Technologien und chemische Verfahren zum Einsatz kommen.
Wenn Sie mir nicht glauben, sollten Sie einen Crashtest „auf Russisch“, wie es heißt, machen https://www.youtube.com/watch?v=iBbdW7pxBTg Es ist zu erkennen, dass keine Videobearbeitung erfolgt – jeder kann die Stärke des Solarpanels testen.
Bezüglich des Preises gilt: Je mehr Sonnentage im Jahr in den Breitengraden, in denen die Installation von Solarmodulen geplant ist, desto kürzer ist die Amortisationszeit. Es ist klar, dass der Kauf solcher Panels für Bewohner der nördlichen Regionen wirtschaftlich definitiv nicht sinnvoll ist.
Ich verstehe nicht, welche andere „Genehmigung“ muss erteilt werden? Ich baute meinen Empfänger zusammen, baute das Panel zusammen und versorgte es darüber mit Strom. Was kümmert das städtische Stromnetz überhaupt um meine persönlichen Gegenstände, Hobbys und Haushaltsgeräte? Wir bezahlen sie für Energie aus dem Netz. Wir nutzen es nicht – es gibt nichts zu bezahlen, nichts zu verhandeln. Es scheint, als ob die Verbindung auf freiwilliger Basis besteht, oder ist mir etwas nicht bewusst?
Guten Tag! Ich möchte ein Solarkraftwerk mit einer Leistung von 1 mW bauen! Wie verbinde ich diese Station mit einem zentralen Netzwerk?! Was für einen Wechselrichter benötige ich, wie viel mW?! Wie werden die Panels parallel oder in Reihe geschaltet?! Vielen Dank im Voraus!