Sériové oproti paralelnímu zapojení solárních panelů pro pouliční osvětlení
Sériové oproti paralelnímu zapojení solárních panelů pro pouliční osvětlení
Stručná odpověď: Sériové zapojení zvyšuje napětí a udržuje průtok stejný; paralelní zapojení zvyšuje průtok a udržuje napětí stejné. U stejnosměrného (DC) pouličního osvětlení není v tomto rozhodování zapotřebí žádný invertor – řetězec solárních panelů je připojen k řídícímu zařízení (charge controlleru), takže výběr závisí na parametrech tohoto zařízení, délce kabelů a stínění na místě instalace.
Dva základní pravidla:
Sériové zapojení: Panely jsou spojeny od konce k konci – kladný konec jednoho panelu je připojen k zápornému konci dalšího panelu, vytvářejíc tak jeden společný řetězec. Napětí se sčítá, průtok zůstává stejný jako u jednotlivých panelů. Dva 12 V panely zapojené v sérii poskytnou napětí 24 V při průtoku stejném jako u jednoho panelu.
Paralelní zapojení: Všechny kladné a všechny záporné konce panelů jsou spojeny dohromady. Napětí zůstává stejné jako u jednoho panelu, průtoky se sčítají. Dva 12 V panely zapojené v paralelu poskytnou napětí 12 V při dvojnásobném průtoku.
| Sestava panelů v řadě | Paralelní sestava panelů | |
|---|---|---|
| Celkové napětí | Součet napětí jednotlivých panelů (2 × 12 V = 24 V) | Stejné jako u jediného panelu (12 V) |
| Celkový průtok elektrického proudu | Stejný jako u jediného panelu | Zvyšuje se při použití řady panelů v řadě |
| Ztráty v kabelech při dlouhých vzdálenostech | Nižší při stejné výkonu | Vyšší – právě průtok elektrického proudu způsobuje poškození kabelů |
| Částečné zastínění panelů | Zastíněný panel ovlivňuje výkon celé řady panelů | Zastíněný panel téměř nemá vliv na výkon ostatních panelů |
| Vstup do řídicího systému | Vyžaduje napětí odpovídající napětí celé řady panelů | Napětí je přirozeně shodné s napětím jednotlivých panelů |
Kdy je řada panelů v řadě vhodnější volbou
Řada panelů v řadě je vhodná, pokud je vzdálenost mezi panely a řídicím systémem velká. Ztráty v kabelech se zvyšují s rostoucím průtokem elektrického proudu; při stejném výkonu však nižší napětí znamená menší ztráty. Vyšší napětí také umožňuje, aby celá řada panelů byla v rozsahu napětí vhodném pro fungování řídicího systému typu Maximum Power Point Tracking (MPPT), kde je přebytečné napětí přeměněno na výkon, nikoli ztraceno. Použití řady panelů v řadě také snižuje počet potřebných kabelů, což usnadňuje instalaci a snižuje náklady na vedení.
Omezení spočívá v použití stínění panelů. V řadě panelů určuje nejslabší panel hodnotu proudu pro celou řadu; proto stíněný panel ovlivňuje výkon všech panelů za sebou. Na čistém, nezastíněném povrchu je to však bezvýznamné; pod stromy je to však rozhodující faktor.
Kdy je paralelní zapojení vhodné Paralelní zapojení je správnou volbou, pokud je stínění proměnlivé nebo pokud ovladač požaduje napětí na úrovni jednotlivých panelů. Jelikož každý panel si udržuje své vlastní napětí, stíněný panel téměř nemá vliv na sousední panely. To činí paralelní zapojení ideálním řešením pro místa s částečným nebo pohyblivým stíněním. Stabilní napětí také odpovídá požadavkům bateriových bank a ovladačů bez nutnosti přeměny. Tato konfigurace navíc poskytuje určitou redundanci – porucha nebo stínění jednoho panelu nezpůsobí výpadek celého systému.
Náklady Náklady spočívají především v spotřebě proudu. Při paralelním zapojení protéká stejný výkon větším množstvím proudu, což zvyšuje ztráty v kabelech a vyžaduje použití silnějších drátů při dlouhých vedeních.
Co to znamená pro námi vyrobená zařízení? Pro námi vyrobená zařízení je tedy vhodné použít paralelní zapojení panelů, zejména v prostředích s proměnlivým stíněním. To umožňuje lepší využití energie a zároveň zajišťuje stabilitu a spolehlivost systému.
V naší továrně jsou všechny integrované solární systémy vybaveny jediným panelem umístěným na hlavě montážního zařízení; proto se otázka vhodného zapojení panelů vůbec nevyskytuje – panel je přímo sladěn s řadičem již během výroby, a jediný problém spojený s přípojovými vodiči je otázka použití vhodných krytů pro kabely. Volba mezi sériovým a paralelním zapojením panelů se týká pouze rozdělených systémů, kdy vzdálené panely napájejí řadič a baterii umístěné na sloupu.
Pro takové systémy je naše standardní volba sériového zapojení panelů v případě, že je montážní prostor dostatečně prostý, a paralelního zapojení v případě, kdy na místě panují stínící podmínky. Nejčastější chybou při přípojování je překročení povoleného napětí na výstupu řadiče – k tomu dochází proto, že před objednávkou nebyly zadané hodnoty napětí (Vmp) jednotlivých panelů. Stejný výpočet lze provést během 30 sekund pomocí našeho kalkulačního nástroje kalkulačka pro výběr řadiče. Více informací o výběru typu řadiče naleznete v článku MPPT vs PWM controllers; informace o připojování baterií jsou uvedeny v článku Srovnání sériového a paralelního zapojení. Kompletně sladěné solární systémy najdete v naší řadě integrovaných solárních světel pro ulice.
Co tato stránka nezahrnuje:
Tato stránka se věnuje zapojování solárních panelů do ovladačů v systémech osvětlení fungujících na stejnosměrném (DC) napájení mimo síť. Nezahrnuje systémy napájené střídavým proudem (AC), invertory, ani konfigurace bateriových sad v sériově-paralelním režimu. Předpokládá, že všechny solární panely jsou toho stejného typu a mají stejné výkonnostní parametry; kombinování různých typů panelů do jedné řady představuje odlišný problém, na který je potřeba jiné řešení.