Odpowiednie połączenie paneli fotowoltaicznych odgrywa istotną rolę w zapewnieniu wysokiej sprawności działania całego systemu. W zależności od założeń technicznych i zapotrzebowania energetycznego stosuje się dwa podstawowe sposoby łączenia: szeregowy oraz równoległy. Można także połączyć je mieszanie. Wybór odpowiedniego układu zależy od takich parametrów instalacji jak napięcie, natężenie prądu oraz konfiguracja falownika. Które wybrać i kiedy będzie ono najlepsze?
Przeczytaj także:
- Jaki kabel do fotowoltaiki wybrać? Jak obliczyć jego przekrój?
- Jakie są rodzaje magazynów energii?
- Co to jest zestyk elektryczny w fotowoltaice?
Jakie są sposoby łączenia paneli fotowoltaicznych?
W instalacjach fotowoltaicznych moduły są zazwyczaj połączone w grupy tworzące tzw. stringi, czyli ciągi paneli połączonych ze sobą w określony sposób. Parametry elektryczne docierające do urządzeń przetwarzających energię, czyli falowników lub mikrofalowników, zależą bezpośrednio od konfiguracji połączenia tych modułów.
W praktyce wykorzystuje się dwa podstawowe układy – połączenia szeregowe oraz połączenia równoległe. Każda z metod wpływa inaczej na napięcie i natężenie w systemie, dlatego wybór rozwiązania powinien uwzględniać m.in. typ planowanego falownika, warunki eksploatacji oraz ewentualne plany rozbudowy instalacji w przyszłości. Obie konfiguracje mają swoje ograniczenia i mocne strony, dlatego ich zastosowanie wymaga dopasowania do konkretnego przypadku, tak aby zapewnić stabilność pracy systemu oraz optymalną wydajność energetyczną.
Na czym polega łączenie równoległe paneli fotowoltaicznych?
W przypadku zastosowania połączenia równoległego w instalacjach fotowoltaicznych napięcie w obwodzie pozostaje na poziomie charakterystycznym dla pojedynczego modułu, natomiast wartości natężenia prądu sumują się. Tego rodzaju konfiguracja stosowana jest tam, gdzie istotne jest zwiększenie przepływu prądu w systemie, co pozwala lepiej dopasować instalację do określonych warunków technicznych.
Rozwiązanie to znajduje zastosowanie między innymi w systemach o niższym napięciu, instalacjach wyspowych z wykorzystaniem regulatorów PWM oraz w bardziej rozbudowanych układach, gdzie zachodzi potrzeba połączenia wielu ciągów modułów i zastosowania urządzeń pracujących w szerokim zakresie prądowym.
Połączenia równoległe mogą być efektywnie wspierane przez mikrofalowniki, które dzięki funkcji indywidualnego śledzenia punktu mocy maksymalnej dla każdego modułu, zwiększają elastyczność systemu. Takie podejście pozwala na bardziej precyzyjne monitorowanie pracy poszczególnych paneli i sprawne wykrywanie ewentualnych usterek. W zależności od konkretnego rozwiązania technicznego, mikroinwertery mogą obsługiwać pojedyncze moduły lub niewielkie grupy połączone równolegle.
Czym charakteryzuje się połączenie szeregowe paneli słonecznych?
W przypadku połączenia szeregowego modułów fotowoltaicznych, każde kolejne ogniwo zwiększa łączną wartość napięcia w obwodzie, natomiast natężenie prądu pozostaje zbliżone do wartości pojedynczego panelu. Tego rodzaju konfiguracja jest powszechnie stosowana zarówno w domowych instalacjach, jak i w większych projektach realizowanych dla przedsiębiorstw.
System oparty na połączeniu szeregowym zazwyczaj współpracuje z jednym falownikiem, który odpowiada za pracę całego łańcucha modułów. Zwiększenie liczby paneli w jednym ciągu przekłada się na wyższe napięcie wejściowe. Pozwala to falownikowi pracować bardziej efektywnie, szczególnie w zróżnicowanych warunkach nasłonecznienia. Wysokie napięcie prądu stałego usprawnia również proces przekształcania na prąd zmienny. Sprzyja to zmniejszeniu strat energii i poprawie całkowitej wydajności instalacji.
Kiedy wykorzystuje się łączenie ze sobą paneli fotowoltaicznych systemem mieszanym?
W celu dostosowania instalacji fotowoltaicznej do konkretnych wymagań technicznych i warunków eksploatacyjnych często stosuje się konfigurację łączącą obie metody połączeń. System szeregowo-równoległy umożliwia jednoczesne zwiększenie napięcia i natężenia prądu, co daje większą elastyczność podczas projektowania i pozwala precyzyjnie dopasować parametry instalacji do pracy falownika.
W tego typu układzie najpierw łączy się grupy modułów w ciągi szeregowe, a następnie powstałe łańcuchy zestawia się równolegle. Taki sposób konfiguracji pozwala osiągnąć wyższe napięcie na poziomie pojedynczych ciągów oraz większy całkowity prąd dla całego systemu. Przekłada się to na poprawę sprawności działania nawet w przypadku zmiennych warunków nasłonecznienia.
Dobór odpowiedniego sposobu połączenia uzależniony jest od wielu zmiennych, takich jak moc instalacji, lokalizacja, typ falownika czy profil zużycia energii. Dobrym rozwiązaniem jest konsultacja z osobą posiadającą doświadczenie w projektowaniu systemów fotowoltaicznych, która pomoże opracować rozwiązanie odpowiadające konkretnym potrzebom oraz charakterystyce miejsca montażu. W Sun Eko Energy znajdziesz specjalistów, którzy mają wieloletnie doświadczenie i doradzą w doborze najlepszego rozwiązania.
Panele fotowoltaiczne o różnych parametrach – czy można je łączyć ze sobą?
Z technicznego punktu widzenia możliwe jest połączenie paneli fotowoltaicznych o różnych parametrach, jednak nie jest to praktyka polecana ze względu na ryzyko obniżenia sprawności działania instalacji oraz możliwość wystąpienia nieprawidłowości w pracy całego układu. Szczególnie niekorzystne może być łączenie szeregowe modułów o różnym natężeniu prądu lub równoległe zestawianie paneli o różnych wartościach napięcia.
W przypadku modułów o odmiennej mocy możliwe jest ich zastosowanie w jednym systemie, o ile wykorzystane zostaną mikrofalowniki. Takie urządzenia pozwalają każdemu panelowi pracować niezależnie, co eliminuje wzajemny wpływ poszczególnych modułów na siebie. Dzięki temu różnice w wydajności nie prowadzą do ograniczenia pracy całej instalacji, a poszczególne komponenty mogą funkcjonować zgodnie ze swoimi indywidualnymi możliwościami. Tego typu podejście zapewnia większą elastyczność w doborze komponentów, szczególnie tam, gdzie panele różnią się między sobą parametrami technicznymi.
