Schéma zapojení solárních panelů: k regulátoru, k akumulátoru a napájeným systémům

Autonomní systémy elektrického napájení venkovských objektů umožňují žít v pohodlí i daleko od centralizovaných sítí. Často se vedle tradičních schémat používají alternativní, založená na využití sluneční energie.

Aby solární systém fungoval správně, je nutné mít dobře sestavené schéma zapojení solárních panelů. Bude zapotřebí sada kvalitního vybavení, schopného zvládat své úkoly.

Řekneme vám, jak správně naplánovat rozmístění komponentů mini-elektrárny. Dozvíte se, jak vybrat technická zařízení pro sestavení systému a jak je správně zapojit. S ohledem na naše rady budete moci postavit efektivně fungující zařízení.

Schéma zařízení sluneční elektrárny

Podívejme se, jak je solární systém pro venkovský dům uspořádán a jak funguje. Jeho hlavním účelem je přeměnit sluneční energii na elektřinu 220 V, která je hlavním zdrojem napájení pro domácí spotřebiče.

Hlavní části, ze kterých se solární elektrárna skládá:

1. Baterie (panely), které přeměňují sluneční záření na stejnosměrný proud.
2. Regulátor, který řídí nabíjení akumulátoru.
3. Sada akumulátorových baterií.
4. Invertor, který přeměňuje napětí akumulátoru na 220 V.

Konstrukce baterie je navržena tak, aby umožňovala zařízení fungovat za různých povětrnostních podmínek, při teplotě od -35 °C do +80 °C.

Ukazuje se, že správně nainstalované solární panely budou fungovat se stejnou účinností v zimě i v létě, ale pod jednou podmínkou – za jasného počasí, kdy slunce vydává maximální množství tepla. Za oblačného počasí účinnost prudce klesá.

Účinnost solární elektrárny ve středních zeměpisných šířkách je velká, ale ne natolik, aby zcela pokryla elektřinou velké domy. Častěji je solární systém považován za doplňkový nebo záložní zdroj elektrické energie

Hmotnost jedné baterie o výkonu 300 W je 20 kg. Nejčastěji se panely montují na střechu, fasádu nebo speciální stojany umístěné vedle domu. Nutné podmínky: natočení plochy směrem ke slunci a optimální sklon (v průměru 45° k zemskému povrchu), zajišťující kolmý dopad slunečních paprsků.

Pokud je to možné, instaluje se tracker, který sleduje pohyb slunce a reguluje polohu panelů.

Horní plocha baterií je chráněna tvrzeným nárazuvzdorným sklem, které snadno odolává úderům krup nebo těžkým sněhovým nánosům. Je však nutné hlídat celistvost povrchu, jinak poškozené křemíkové desky (fotovoltaické články) přestanou fungovat.

Regulátor plní několik funkcí. Kromě hlavní – automatické regulace nabíjení akumulátoru, regulátor reguluje dodávku energie ze solárních baterií, čímž chrání akumulátor před úplným vybitím.

Při plném nabití regulátor automaticky odpojí akumulátor od systému. Moderní zařízení jsou vybavena ovládacím panelem s displejem, který ukazuje napětí baterií.

Pro domácí solární systémy jsou nejlepší volbou gelové akumulátory, které se vyznačují nepřetržitým provozem po dobu 10-12 let. Po 10 letech provozu se jejich kapacita sníží přibližně o 15-25 %. Jedná se o bezúdržbová a naprosto bezpečná zařízení, která nevylučují žádné škodlivé látky.

V zimě nebo při zataženém počasí panely stále pracují (pokud jsou pravidelně čištěny od sněhu), ale výroba energie klesá 5-10krát.

Úkolem střídačů je přeměňovat stejnosměrné napětí z akumulátoru na střídavé napětí 220 V. Liší se technickými parametry, jako je výkon a kvalita získaného napětí. Sinusové zařízení je schopno obsluhovat nejnáročnější spotřebiče na kvalitu proudu – kompresory, domácí elektroniku.

Přehled domácí solární elektrárny:

Je vhodné vědět, že domácí elektrárny dokážou obsloužit trvale pracující lednici, občasně spouštěné ponorné čerpadlo, televizi a osvětlovací systém. K zajištění energie pro provoz kotle nebo dokonce mikrovlnné trouby by bylo zapotřebí výkonnějšího a velmi drahého zařízení.

Nejjednodušší schéma solární elektrárny zahrnující hlavní součásti. Každá z nich plní svou funkci, bez níž by provoz solární elektrárny nebyl možný.

Existují i jiná, složitější schémata sestavení solárních elektráren, toto řešení je však univerzální a v domácnostech nejžádanější.

Kroky připojení baterií k zařízení solární elektrárny

Připojení probíhá postupně, obvykle v tomto pořadí: nejprve se propojí regulátor s akumulátorem, poté regulátor se solárními panely, pak akumulátor s měničem a až nakonec se provede rozvod ke spotřebičům.

Krok #1: připojení k akumulátoru

Akumulátory zaujímají v síti přesně vymezené místo. Jsou připojeny k solárním panelům nikoli přímo, ale přes regulátor, který řídí jejich nabíjení/vybíjení. Z druhé strany je akumulátorový blok připojen k měniči, který přeměňuje proud.

Schéma připojení solárních panelů k akumulátoru tedy vypadá takto:

• provedeme spojení akumulátor/regulátor (poté regulátor/solární panely);
• propojíme akumulátor a měnič.

Jsou možné i jiné způsoby zapojení, ale tento je optimální, protože akumulátor uchovává nevyužitou energii a v případě potřeby ji odevzdává spotřebičům.

Existují dvě možnosti pořízení akumulátorů: jako součást solární elektrárny zcela připravené k instalaci, nebo samostatně podle zadaných parametrů. Levná čínská sada stojí nejvýše 400 Kč.

Pokud jeden akumulátor nestačí, pořídí se několik baterií se stejnými parametry. Ty se instalují na jedno místo a zapojují se sériově.

Pro snadné použití a údržbu se bloky instalují na kovový regál s polymerním povrchem.

Výrobky čínské značky Delta se osvědčily. Na fotografii je gelový akumulátor s napětím 12 V a kapacitou 55 Ah. Všechna zařízení značky Delta jsou navržena na 10letou životnost.

Podívejme se, jak se akumulátor připojuje k regulátoru a měniči.

Další krok – připojení regulátoru k solárním panelům a akumulátorové jednotky k invertoru.

Krok #2: připojení k regulátoru

Podívejte se na variantu, kterou v praxi často používají majitelé venkovských domů. Ti si objednávají levné vybavení čínské výroby na jedné z internetových platforem.

Cenově dostupný regulátor s minimálním počtem nastavení, vybavený třemi páry svorek, schopný obsloužit blok solárních panelů o výkonu 150 W. Cena – 260 Kč.

Připojení probíhá v následujícím pořadí:

• Nejprve se k regulátoru připojí blok akumulátorových baterií. To se provádí záměrně, aby se zkontrolovalo, jak přístroj rozpozná jmenovité napětí sítě (standardní hodnoty – 12 V, 24 V). Při připojení k akumulátoru se používá první pár svorek.
• Poté se připojí přímo solární panely, pomocí přiložených vodičů a u regulátoru druhý pár svorek.
• Jako poslední se instaluje zařízení pro noční osvětlení – právě k tomu je určen třetí pár svorek. Kromě nízkonapěťového osvětlení, které funguje výhradně po setmění a je napájeno z akumulátoru, nelze používat jiné zařízení.

Při jakémkoli typu připojení je nutné sledovat polaritu.

Nedodržení polarity vede k okamžité poruše regulátoru a také k poškození součástí solárních panelů.

Schéma zapojení regulátoru se třemi páry svorek. Noční osvětlení (12 V) je volitelná funkce, proto ji někteří jednoduše nepoužívají. Rozsvícení žárovek lze nastavit podle času: pro provoz ve večerních nebo ranních hodinách (+).

Regulátor a akumulátor neustále spolupracují. Například při špičkovém zatížení akumulátor představuje vyrovnávací prvek, který chrání regulátor před poruchou.

Tyto dva přístroje, stejně jako ostatní prvky systému, nelze posuzovat odděleně. Při sestavování solární elektrárny je třeba brát v úvahu každé zařízení, i když se konkrétního zapojení netýká.

Podrobný návod k zapojení solárních panelů k regulátoru

Po připojení regulátoru k akumulátoru a panelům připojte střídač a případně nízkonapěťová svítidla.

Krok #3: připojení k invertoru

Střídač je nutné zapojit do systému, pokud domácí spotřebiče pracují na 220 V. Existují však výjimky, například když jsou solární panely instalovány pro 12V systém, v takovém případě střídač není třeba.

Místo instalace střídače v systému solární elektrárny je mezi blokem akumulátorů a spotřebiteli energie, tedy domácími spotřebiči, osvětlovacími zařízeními atd. (+)

Zařízení se pořizuje stejně jako ostatní části solárního systému: v rámci sady solární elektrárny nebo samostatně.

Postup při připojování střídače k akumulátoru:

Pokud jste se dříve nezabývali instalací solárních elektráren, doporučujeme zakoupit nikoli jednotlivé přístroje, ale kompletní sadu.

Výhoda systému připraveného k montáži spočívá v souladu parametrů zařízení (správně dimenzované akumulátory podle výkonu, potřebný počet solárních panelů, sada vodičů pro rychlé připojení).

Je logické, že zařízení kompatibilní z hlediska kapacity, napětí a výkonu budou mnohem účinněji přeměňovat sluneční energii a zásobovat dům elektřinou. Prakticky bezplatnou “zelenou energii” lze využít v systémech vytápění, zásobování energií domácích spotřebičů.

Závěry a užitečné video k tématu

Majitelé venkovských nemovitostí již dávno ocenili výhody alternativní energie a aktivně využívají solární elektrárny jako stálý nebo záložní zdroj. Užitečná doporučení od uživatelů solárních elektráren vám pomohou při montáži vlastního systému.

Video #1. Podrobný návod k montáži a připojení:

Video #2. Rozbor často se vyskytujících chyb při výběru a instalaci zařízení:

Video #3. Přehled jedné z možností domácí instalace:

Využití alternativní energie pro potřeby lidstva je skutečně velkým technologickým skokem. Dnes může každý majitel domu samostatně sestavit a připojit solární elektrárnu, která zásobuje dům elektřinou. S ohledem na návratnost a ekologickou čistotu je to praktické a účinné řešení.

Chcete se podělit o to, jak jste sestavili malou solární elektrárnu vlastníma rukama? Máte zajímavá fakta a užitečné informace k tématu článku? Pište prosím komentáře do bloku umístěného níže, sdílejte své dojmy, názory a tematické fotografie.