Łączenie paneli fotowoltaicznych szeregowo i równolegle

łączenie paneli fotowoltaicznych szeregowo i równolegle

Łączenie paneli jako jeden z czynników wpływających na efektywność instalacji fotowoltaicznej

Wiemy, że wpływ na efektywność naszej instalacji fotowoltaicznej mają przede wszystkim warunki atmosferyczne. Aby cała instalacja działała prawidłowo i była wydajna trzeba połączyć ze sobą kilka modułów fotowoltaicznych. Podobnie jak we wszystkich innych urządzeniach elektrycznych, ogniwa fotowoltaiczne są wrażliwe na temperaturę. W związku ze wzrostem temperatury rośnie prąd zwarcia ze względu na wzrost rezystancji, przez co napięcie obwodu otwartego maleje. Wraz ze zmianą temperatury zmienia się napięcie – średnio o 3 do 5% na 10°C. Natężenie prądu zmienia się proporcjonalnie do różnic w dostępności nasłonecznienia. To oznacza, że natężenie prądu jest niezależne od zmienności temperatury.
Zatem, jak łączyć panele fotowoltaiczne tak, aby uzyskać maksymalną efektywność energetyczną instalacji?

Jak połączyć panele fotowoltaiczne?

Na parametry instalacji ma wpływ sposób łączenia paneli fotowoltaicznych. Wyróżniamy łączenie paneli słonecznych szeregowe i równoległe. Wybierając jeden ze sposobów takich połączeń należy wcześniej dobrze poznać techniczne wymagania inwertera, dzięki czemu będziemy w stanie dobrze dobrać konkretną metodę łączenia paneli fotowoltaicznych. Moduły należy połączyć w taki sposób, aby uzyskać odpowiednie parametry prądu i napięcia. Połączenie szeregowe paneli fotowoltaicznych uzyskuje wyższe napięcie i jest korzystne dla pracy falownika. Natomiast łączenie ogniw słonecznych równolegle jest zdecydowanie bardziej wydajne przy efekcie zacienienia, gdy naszym celem jest uzyskanie maksymalnej mocy połączeń modułów.

Panele słoneczne szeregowo czy równolegle?

Klasyczne instalacje fotowoltaiczne charakteryzują się szeregowym połączeniem modułów. W tym połączeniu to falowniki są odpowiedzialne za śledzenie maksymalnego punktu mocy, wspólnego dla całego łańcucha ogniw fotowoltaicznych. Takie działanie powoduje proporcjonalny wzrost napięcia, a natężenie prądu jest równe natężeniu przy pojedynczym module.

Stosując równoległe łączenie ogniw fotowoltaicznych występuje proporcjonalny wzrost natężenia prądu, przy napięciu równym znamionowemu napięciu pojedyńczego modułu.

Podstawową zasadą jest, aby moduły o tym samym napięciu łączyć równolegle, a moduły o tym samym natężeniu – łączyć szeregowo. W szeregowym rozwiązaniu podłączenia falowników najsłabsze ogniwo obniża moc wszystkich pozostałych, co powoduje spadek produkcji mocy całego szeregu przez najsłabszy panel.

Równoległe łączenie baterii słonecznych zdaje się mieć w większym stopniu wpływ na zdecydowanie lepszą wydajność w sytuacji, gdy bierzemy pod uwagę wspomniany już efekt zacienienia oraz chęć wygenerowania maksymalnej mocy połączeń modułów.

Czynniki wpływające na zacienienie to:

– częściowe zacienienie (drzew, cień spowodowany przez słupy elektryczne, kominy), itd.,

– zanieczyszczenia paneli,

– zalegający śnieg,

– tolerancja mocy baterii słonecznych.

Każde ogniwo w instalacji fotowoltaicznej połączone równolegle pracuje niezależnie i zapewnia większe uzyski energii. Możliwe jest to dzięki zastosowaniu optymalizatorów mocy i inwerterów dla każdego z modułów. Takie połączenie umożliwia śledzenie maksymalnego punktu mocy osobno dla pojedyńczego modułu. Optymalizatory mocy sprawiają, że każde ogniwo redukuje straty związane z częściowym efektem zacienienia, zabrudzenia czy uszkodzenia pojedynczych modułów instalacji. Zastosowanie takiego rozwiązania powoduje spadek produkcji energii wyłącznie dla określonego panelu, a reszta będzie pracowała wykorzystując maksymalnie swoje możliwości. Metoda nastawiona na połączenie równoległe z wykorzystaniem optymalizatorów mocy jest doskonałym rozwiązaniem dla dachów o nierównomiernych kształtach lub tych zorientowanych na inne strony świata.

Generowana moc przez ogniwa fotowoltaiczne w takich samych warunkach atmosferycznych jest różna i uwarunkowana wartościami parametrów napięcia oraz natężenia prądu na jakich pracuje ogniwo. Wartość mocy znamionowej paneli fotowoltaicznych obliczana jest przy założeniu promieniowania słonecznego na poziomie 1000 W/m2 oraz przy temperaturze pracy modułów 25°C.

Podsumowanie

Przy wyborze paneli fotowoltaicznych trzeba wziąć pod uwagę wymagania co do wartości napięcia i natężenia prądu w generatorze fotowoltaicznym oraz parametry pracy falownika. Zastosowanie połączenia szeregowego, a co za tym idzie, uzyskanie wyższego napięcia jest korzystne głównie dla pracy falownika.

Z drugiej strony, połączenie równoległe jest korzystniejsze, gdy bierzemy pod uwagę przede wszystkim efekt zacienienia oraz chęć uzyskania maksymalnej mocy połączonych modułów.

Więcej o wydajności paneli i warunkach atmosferycznych znajdziesz w artykule: https://el-corte.pl/wydajnosc-instalacji-fotowoltaicznej-co-nalezy-wiedziec/

POLECANE PRODUKTY

ggf
LR4-60HPH 350~380M
Wysokowydajny moduł w technologii Low LID Mono PERC Half-Cut. Wysoka sprawność modułu (do 20,9%)
ffa
FRONIUS ECO
Trójfazowy falownik Fronius Eco dostępny w klasach mocy 25,0 i 27,0 kW optymalnie spełnia wymogi dużych instalacji.
kki
Simon 54 Premium
Nowoczesna linia osprzętu elektro-instalacyjnego oparta o nowe, niezawodne i przyjazne w montażu mechanizmy.