نقشه نصب پنل خورشیدی

به گزارش برق نیوز: انرژی سبز، انرژی خورشیدی پاک و تجدیدپذیر بهترین جایگزین برای مصرف کنندگان باقی مانده و صنعتی در سراسر جهان است. این نوع انرژی هزینه کلی تامین برق و آلودگی زیست محیطی ناشی از کربن را به حداقل می‌رساند. این دلایل به همراه تکنولوژی امروزه محبوبیت پنل‌های خورشیدی را افزایش داده است و افراد زیادی به نصب آن روی آورده اند.

نصب می‌تواند توسط یک تیم حرفه‌ای در یک تا سه روز انجام شود. آنچه بیشتر طول می‌کشد (به طور متوسط سه ماه) فرآیند‌های برنامه ریزی، مجوز و اتصال است. شماتیک زیر مروری بر مواردی است که در پروژه نصب خورشیدی وجود دارد. ویژگی‌های هر نصب متفاوت است و به نیاز انرژی شما، طرح سقف، تعداد، اندازه و نوع پنل‌های خورشیدی و بسیاری عوامل دیگر بستگی دارد، اما فرآیند به طور کلی در بیشتر موارد یکسان است. در زیر شماتیک ساده آن قابل مشاهده است.

پنل خورشیدی

هدف اصلی پنل خورشیدی تولید برق است. این امر با تبدیل ذرات نور خورشید به الکتریسیته به دست می‌آید. قلب یک سیستم فتوولتائیک ماژول خورشیدی است. بسیاری از سلول‌های فتوولتائیک توسط سازنده برای تولید یک پنل خورشیدی به هم متصل می‌شوند. هنگامی که پنل‌های خورشیدی نصب می‌شوند، در واقع سلول‌های خورشیدی به صورت سری به هم متصل می‌شوند تا رشته‌هایی را تشکیل دهند. رشته‌هایی از ماژول‌های خورشیدی به صورت موازی یا سری به هم متصل می‌شوند تا یک آرایه را تشکیل دهند.

پنل‌های قاب تخت در حال حاضر رایج‌ترین هستند و بیشتر آن‌ها از سیلیکون تشکیل شده اند. سلول‌های سیلیکونی دارای ساختار‌های اتمی هستند که تک کریستالی (معروف به مونوکریستالی)، چند کریستالی (معروف به پولی کریستالی) یا آمورف (معروف به سیلیکون لایه نازک) است. سایر مواد سلولی مورد استفاده در ماژول‌های خورشیدی عبارتند از تلورید کادمیوم (CdTe، که معمولاً "CadTel" تلفظ می‌شود) و مس ایندیم دیزلنید (CIS). برخی از ماژول‌ها با استفاده از ترکیبی از این مواد ساخته می‌شوند. به عنوان مثال، یک لایه نازک از سیلیکون آمورف است که بر روی بستری از سیلیکون تک کریستالی قرار گرفته است.

سیستم‌های PV مسکونی متصل به شبکه از ماژول‌هایی با توان خروجی نامی بین ۱۰۰ تا ۳۰۰ وات یا بیشتر استفاده می‌کنند. ماژول‌هایی به کوچکی ۱۰ وات برای کاربرد‌های دیگر استفاده می‌شوند. توان نامی حداکثر توانی است که پنل می‌تواند با ۱۰۰۰ وات نور خورشید در هر متر مربع در دمای ماژول ۲۵ درجه سانتی گراد در هوای ساکن تولید کند. شرایط واقعی به ندرت با شرایط تست مطابقت دارند و بنابراین توان خروجی واقعی تقریباً همیشه کمتر خواهد بود.

سیم کشی

هدف اصلی سیم کشی، امکان انتقال برق ایجاد شده از پنل خورشیدی به دستگاه‌های اضافی و اجزای ذخیره انرژی است. در سیم کشی سیستم‌های PV خورشیدی، حداقل دو نگرانی وجود دارد که ممکن است یک پیمانکار برق یا برقکار تجربه قبلی در مورد آن‌ها نداشته باشد. ابتدا، سیستم در سمت آرایه اینورتر باید برای برق DC طراحی شود، که به اندازه سیم بزرگتر از برق AC در همان ولتاژ نیاز دارد. دوم، سیم کشی آرایه باید اندازه و انتخاب شود تا در برابر دما‌های بالا مقاومت کند. ampacity، که توانایی انتقال جریان یک سیم است، باید برای در نظر گرفتن شرایط دمایی که در سیستم‌های PV رخ می‌دهد تنظیم شود.

برای اتصال صحیح کابل به پنل خورشیدی، از ترمینال اتصال MC-۴ استفاده می‌شود. همچنین مقطع سیم و کابل‌ها باید متناسب باشد. کابل‌ها باید در برابر اشعه UV مقاوم و دارای عایق و روکش مناسب برای شرایط محیطی فضای باز باشند.

برای تامین میزان برق لازم و همچنین با توجه به شرایط سیستم نیاز است پنل‌ها را یا به صورت سری یا موازی یا ترکیبی از هر دو بهم متصل کرد. در شکل‌ها زیر نحوه اتصالات مشخص است.

نحوه اتصال سری پنل‌ها

سیم کشی پنل‌های خورشیدی به صورت سری (منفی با مثبت) ولتاژ را افزایش می‌دهد، اما آمپر را ثابت می‌گذارد. برای مثال، سیم کشی دو پنل خورشیدی ۱۸ ولتی با هم مطابق شکل، خروجی را از ۱۸ ولت به ۳۶ ولت افزایش می‌دهد، اما جریان در ۵.۵ آمپر باقی می‌ماند.

نحوه اتصال موازی پنل‌ها

سیم کشی پنل‌های خورشیدی به صورت موازی (مثبت‌ها با هم و منفی‌ها با هم) جریان را افزایش می‌دهد، اما ولتاژ را ثابت می‌گذارد؛ بنابراین دو پنل خورشیدی ۱۸ ولت ۵.۵ آمپری که به صورت موازی سیم کشی شده اند، خروجی ۱۸ ولت و ۱۱ آمپر خواهند داشت.

کنترل کننده شارژ (شارژ کنترلر)

هدف اصلی کنترلر شارژ خورشیدی تنظیم ولتاژ/جریان ورودی از پنل خورشیدی شما است. این دستگاه به جلوگیری از هرگونه مشکل احتمالی که ممکن است به سیستم شارژ خورشیدی شما آسیب برساند کمک می‌کند.

شارژ کنترلر، که گاهی اوقات به عنوان کنترل کننده فتوولتائیک یا شارژر باتری شناخته می‌شود، تنها در سیستم‌هایی با باتری پشتیبان لازم است. وظیفه اصلی کنترلر شارژ این است که از شارژ بیش از حد باتری‌ها جلوگیری کند. اکثر آن‌ها همچنین دارای یک قطع ولتاژ پایین هستند که از تخلیه بیش از حد باتری‌ها جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، کنترلر‌های شارژ از تخلیه بار به ماژول‌های خورشیدی در شب جلوگیری می‌کنند. برخی از کنترل‌کننده‌های شارژ مدرن از ردیابی نقطه حداکثر توان استفاده می‌کنند که خروجی آرایه PV را بهینه می‌کند و انرژی تولیدی آن را افزایش می‌دهد.

باتری

هدف اصلی باتری‌های خورشیدی ذخیره سازی موثر برق ایجاد شده توسط یک سیستم انرژی خورشیدی است. این الکتریسیته می‌تواند بعداً مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، این ذخیره انرژی هزینه دارد، زیرا باتری‌ها راندمان و خروجی سیستم PV را کاهش می‌دهند، معمولاً برای باتری‌های سرب اسیدی حدود ۱۰ درصد است. باتری‌ها نیز پیچیدگی و هزینه سیستم را افزایش می‌دهند.

باتری ها هم همانند پنل‌ها می‌توانند به صورت‌های مختلف به هم متصل گردند و بسته به آمپرساعت باتری و ولتاژ اینورتر و سایر شرایط مانند میزان پاسخگویی باتری در شرایط ابری و عمق باتری و شارژ و دشارژ باطری در شرایط مختلف و ... چیدمان آن‌ها انتخاب می‌گردد.

نحوه اتصال سری باتری‌ها 

دو باتری ۱۲ ولتی به صورت سری، ولتاژ را از ۱۲ ولت به ۲۴ ولت افزایش می‌دهد، اما آمپر ساعت را روی ۱۰۰ آمپر ساعت باقی می‌گذارد.

نحوه اتصال موازی باتری‌ها

در نهایت، سیم کشی باتری‌ها به صورت موازی باعث افزایش آمپر ساعت‌ها می‌شود، اما ولتاژ را ثابت می‌گذارند؛ بنابراین دو باتری ۱۲ ولت ۱۰۰ آمپر ساعتی ۱۲ ولت ۲۰۰ آمپر ساعت خواهند بود.