Schéma zapojenia solárnych panelov: k regulátoru, k akumulátoru a k obsluhovaným systémom

Autonómne systémy zásobovania elektrickou energiou pre vidiecke objekty umožňujú žiť v pohodlí aj ďaleko od centralizovaných sietí. Často sa popri tradičných riešeniach používajú alternatívne, založené na využití slnečnej energie.

Aby heliosystém fungoval správne, je potrebná odborne zostavená schéma zapojenia solárnych batérií. Budete potrebovať súpravu kvalitného zariadenia, ktoré dokáže plniť požadované funkcie.

Povieme vám, ako správne naplánovať umiestnenie komponentov minielektrárne. Dozviete sa, ako vybrať technické zariadenia na zostavenie systému a ako ich správne zapojiť. S našimi radami dokážete postaviť efektívne fungujúcu zostavu.

Schéma solárnej elektrárne

Pozrime sa, ako je heliosystém pre vidiecky dom navrhnutý a ako funguje. Jeho hlavným účelom je premieňať slnečnú energiu na elektrinu 220 V, ktorá je hlavným zdrojom napájania domácich elektrospotrebičov.

Hlavné časti solárnej elektrárne:

1. Batérie (panely), ktoré premieňajú slnečné žiarenie na jednosmerný prúd.
2. Regulátor, ktorý reguluje nabíjanie akumulátora.
3. Blok akumulátorových batérií.
4. Menič, ktorý premieňa napätie akumulátora na 220 V.

Konštrukcia batérie je navrhnutá tak, aby zariadenie mohlo fungovať v rôznych poveternostných podmienkach, pri teplote od -35 °C do +80 °C.

Ukazuje sa, že správne nainštalované solárne batérie budú pracovať s rovnakou výkonnosťou v zime aj v lete, ale za jednej podmienky – za jasného počasia, keď slnko vydáva maximálne množstvo tepla. Počas zamračeného počasia sa účinnosť prudko znižuje.

Účinnosť solárnej elektrárne v stredných šírkach je vysoká, ale nie natoľko, aby úplne zásobovala elektrickou energiou veľké domy. Heliosystém sa častejšie považuje za doplnkový alebo záložný zdroj elektriny.

Hmotnosť jednej 300 W batérie je 20 kg. Panely sa najčastejšie montujú na strechu, fasádu alebo na špeciálne stojany umiestnené vedľa domu. Nevyhnutné podmienky: otočenie roviny smerom k slnku a optimálny sklon (v priemere 45° k zemskému povrchu), ktorý zabezpečuje kolmý dopad slnečných lúčov.

Ak je to možné, inštaluje sa sledovač, ktorý sleduje pohyb slnka a reguluje polohu panelov.

Horná rovina batérií je chránená tvrdeným nárazuvzdorným sklom, ktoré ľahko odoláva úderom krupobitia alebo ťažkým snehovým nánosom. Je však potrebné sledovať celistvosť povlaku, inak poškodené kremíkové platne (fotovoltaické články) prestanú fungovať.

Regulátor vykonáva niekoľko funkcií. Okrem hlavnej – automatickej regulácie nabíjania akumulátora, regulátor reguluje prívod energie zo solárnych batérií, čím chráni akumulátor pred úplným vybitím.

Pri plnom nabití regulátor automaticky odpojí akumulátor od systému. Moderné zariadenia sú vybavené ovládacím panelom s displejom, ktorý zobrazuje napätie batérií.

Pre domáce solárne systémy sú najlepšou voľbou gélové akumulátory, ktoré sa vyznačujú dobou nepretržitého fungovania 10–12 rokov. Po 10-ročnej prevádzke sa ich kapacita zníži približne o 15–25 %. Sú to bezúdržbové a absolútne bezpečné zariadenia, ktoré nevyžarujú škodlivé látky.

V zime alebo v zamračenom počasí panely tiež naďalej fungujú (ak sa pravidelne čistia od snehu), ale výroba energie klesá 5–10-krát.

Úlohou meničov je meniť jednosmerné napätie z akumulátora na striedavé napätie 220 V. Líšia sa takými technickými vlastnosťami, ako je výkon a kvalita získaného napätia. Sínusové zariadenia sú schopné obsluhovať najviac „náročné“ na kvalitu prúdu zariadenia – kompresory, domácu elektroniku.

Prehľad domácej solárnej elektrárne:

Treba vedieť, že domáce elektrárne dokážu obsluhovať nepretržite pracujúcu chladničku, občas spúšťané ponorné čerpadlo, televízor a osvetlenie. Na zabezpečenie energie pre prevádzku kotla alebo dokonca mikrovlnnej rúry bude potrebné výkonnejšie a veľmi drahé zariadenie.

Najjednoduchšia schéma slnečnej elektrárne zahŕňajúca hlavné základné prvky. Každý z nich vykonáva svoju funkciu, bez ktorej by prevádzka slnečnej elektrárne (SE) nebola možná.

Existujú aj iné, zložitejšie schémy zostavenia slnečných elektrární, avšak toto riešenie je univerzálne a najviac žiadané v domácnostiach.

Kroky pripojenia batérií k zariadeniam solárnej elektrárne

Pripojenie prebieha postupne, zvyčajne v tomto poradí: najprv sa pripojí regulátor k akumulátoru, potom regulátor k solárnym panelom, potom akumulátor k invertoru, a až nakoniec sa vykoná rozvod k spotrebičom.

Fáza 1: pripojenie k akumulátoru

Akumulátory majú v sieti presne určené miesto. Nie sú pripojené priamo k solárnym panelom, ale cez regulátor, ktorý riadi ich nabíjanie/vybíjanie. Na druhej strane je akumulátorový blok pripojený k invertoru, ktorý premieňa prúd.

Schéma pripojenia solárnych batérií k akumulátoru teda vyzerá takto:

• vykonáme spojenie akumulátor/regulátor (potom regulátor/solárne batérie);
• spojíme akumulátor a invertor.

Sú možné aj iné spôsoby pripojenia, ale tento je optimálny, pretože akumulátor uchováva nespotrebovanú energiu a v prípade potreby ju odovzdáva spotrebičom.

Existujú dva spôsoby získania akumulátorov: v rámci kompletne pripravenej slnečnej elektrárne na inštaláciu alebo samostatne, podľa zadaných parametrov. Lacná čínska súprava stojí najviac 20 €

Ak jeden akumulátor nestačí, zakúpi sa niekoľko batérií s rovnakými parametrami. Inštalujú sa na jedno miesto a zapájajú sa sériovo.

Pre pohodlie používania a údržby sa bloky inštalujú na kovovom regáli s polymérovým povrchom.

Výborne sa osvedčili produkty čínskej značky Delta. Na fotografii je gélový akumulátor s napätím 12 V a kapacitou 55 Ah. Všetky zariadenia značky Delta sú navrhnuté na 10-ročnú životnosť.

Pozrime sa, ako sa akumulátor pripája k regulátoru a invertoru.

Ďalší krok – pripojenie regulátora k solárnym panelom a akumulátorového bloku k invertoru.

Fáza 2: pripojenie k regulátoru

Pozrime sa na variant, ktorý v praxi často používajú majitelia vidieckych domov. Objednávajú si lacné zariadenie vyrobené v ČĽR na jednej z internetových platform.

Lacný regulátor s minimálnym počtom nastavení, vybavený tromi pármi svoriek, schopný obslúžiť blok solárnych batérií s výkonom 150 W. Cena – 13 €.

Pripojenie prebieha v nasledujúcom poradí:

• Najprv sa k regulátoru pripojí blok akumulátorových batérií. Toto sa robí zámerne, aby sa overilo, ako prístroj rozpozná nominálne napätie siete (štandardné hodnoty – 12 V, 24 V). Pri pripájaní k akumulátoru sa používa prvý pár svoriek.
• Potom sa pripoja priamo solárne panely, pričom sa použijú priložené vodiče a na regulátore druhý pár svoriek.
• Nakoniec sa inštaluje zariadenie na nočné osvetlenie – práve na to je určený tretí pár svoriek. Okrem nízkonapäťového osvetlenia, ktoré funguje výlučne po zotmení a je napájané z akumulátora, nemožno používať iné zariadenie.

Pri akomkoľvek type pripojenia je potrebné dbať na polaritu.

Nedodržanie polarity vedie k okamžitému poškodeniu regulátora, ako aj k zlyhaniu častí solárnych panelov.

Schéma zapojenia regulátora s tromi pármi svoriek. Nočné osvetlenie (12 V) je voliteľná funkcia, preto ju niektorí jednoducho nepoužívajú. Zapínanie žiaroviek je možné nastaviť podľa času: na prevádzku vo večerných alebo ranných hodinách (+).

Regulátor a akumulátor neustále spolupracujú. Napríklad počas špičkových zaťažení predstavuje akumulátor vyrovnávaciu pamäť, ktorá chráni regulátor pred poškodením.

Tieto dve zariadenia, rovnako ako ostatné prvky systému, nemožno posudzovať oddelene. Pri montáži solárnej elektrárne treba brať do úvahy každé zariadenie, aj keď sa ho konkrétne zapojenie netýka.

Krok za krokom návod na pripojenie solárnych panelov ku kontroléru

Po pripojení kontroléra k akumulátoru a panelom pripojíme invertor a v prípade potreby nízkonapäťové osvetľovacie zariadenia.

Fáza 3: pripojenie k meniču

Invertor je potrebné zahrnúť do systému, ak zariadenia v dome pracujú na 220 V. Existujú však výnimky, keď sa solárne batérie inštalujú pre systém 12 V, v takom prípade invertor nie je potrebný.

Miesto inštalácie invertora v systéme solárnej elektrárne – medzi akumulátorovým blokom a spotrebiteľmi energie, t. j. domácimi spotrebičmi, osvetľovacími zariadeniami a pod. (+)

Zariadenie sa získava rovnako ako ostatné časti solárneho systému: v rámci súpravy solárnej elektrárne alebo samostatne.

Postup pri pripájaní invertora k akumulátoru:

Ak ste sa doteraz nezaoberali inštaláciou solárnych elektrární, odporúčame kúpiť nie samostatné zariadenia, ale systém v súprave.

Výhoda systému pripraveného na montáž spočíva v súlade parametrov zariadenia (správne vybrané batérie podľa výkonu, potrebné množstvo solárnych panelov, sada káblov na rýchle pripojenie).

Je logické, že zariadenia kompatibilné podľa kapacity, napätia a výkonu budú oveľa efektívnejšie premieňať slnečnú energiu a zabezpečovať dom elektrickou energiou. Prakticky bezplatnú “zelenú energiu” je možné využívať v systémoch vykurovania, napájania domácich spotrebičov.

Závery a užitočné video k téme

Majitelia vidieckych domov už dávno ocenili výhody alternatívnej energie a aktívne využívajú solárne elektrárne ako stály alebo záložný zdroj. Užitočné odporúčania od používateľov solárnych elektrární vám pomôžu pri montáži vlastného systému.

Video #1. Postupná inštruktáž k montáži a pripojeniu:

Video #2. Rozbor často sa vyskytujúcich chýb pri výbere a inštalácii zariadenia:

Video #3. Prehľad jednej z možností domácej inštalácie:

Využívanie alternatívnej energie pre potreby ľudstva je skutočne veľký technologický skok. Dnes si každý majiteľ domu môže sám zostaviť a pripojiť solárnu elektráreň, ktorá zásobuje dom elektrickou energiou. Vzhľadom na návratnosť a ekologickú čistotu je to praktické a efektívne riešenie.

Chcete porozprávať o tom, ako ste si sami zostavili malú solárnu elektráreň? Máte zaujímavé fakty a užitočné informácie k téme článku? Napíšte, prosím, komentáre do bloku uvedeného nižšie, podeľte sa o dojmy, názory a tematické fotografie.