Panele słoneczne

Łączenie szeregowe i równoległe paneli.

Na polskim i światowym rynku dostępnych jest wiele typów i rodzajów paneli słonecznych. Począwszy od małych modułów 5W – 160W dedykowanych do systemów z akumulatorami żelowymi oraz mocniejsze o mocy powyżej 280W i więcej przeznaczone do elektrowni słonecznych podłączonych do sieci energetycznej ale również do systemów akumulatorowych. Oczywiście panele te dzielą się na konstrukcje polikrystaliczne oraz monokrystaliczne jednak nie nad tym dzisiaj będziemy debatować. Panele słoneczne o ile posiadamy ich więcej niż jeden można łączyć ze sobą szeregowo oraz równolegle. Która metoda jest lepsze i bardziej wydajna, po co łączyć ze sobą panele słoneczne w ten sposób. Na te i inne pytania postaramy się odpowiedzieć w naszym artykule.

Połączenie paneli szeregowe i równoległe

Łączenie paneli słonecznych szeregowo.

Każdy panel słoneczny posiada dwa najważniejsze parametry, napięcie wyrażone w Voltach [V] oraz prąd wyrażony w Amperach [A]. Wynik ich iloczynu daje nam moc wyrażoną w Wato Pikach [Wp]. W sytuacji gdy łączymy panele słoneczne szeregowo a więc kilka paneli łączymy jeden z drugim plus do minusa pozostają nam na skrajnych końcach dwa przewody plusowy oraz minusowy. Przy tak połączonych modułach fotowoltaicznych ich napięcie wzrośnie poprzez iloczyn Voltów jednego panela słonecznego z ilością paneli  połączonych w jeden szereg. Prąd w dalszym ciągu pozostanie taki sam a moc wyrażona w Watach będzie tak jak napięcie iloczynem mocy jednego modułu fotowoltaicznego z ich ilością.

Po co łączyć panele słoneczne szeregowo?

Po co łączymy panele słoneczne szeregowo. Po pierwsze aby podnieść napięcie. Poprzez podnoszenie napięcia układ zyskuje na sprawności. Podobny przykład można znaleźć w energetyce. Podnoszenie napięcia na liniach wysokiego napięcia nawet do 100 tys Voltów umożliwia przesył energii na duże odległości z minimalnymi stratami używając do tego jednocześnie względnie niedużych przewodów. Oczywiście tutaj posiadamy napięcie zmienne a w panelach napięcie stałe, jednak pojęcie mocy dla obu systemów jest takie same..

Z wysokiego napięcia paneli słonecznych korzystają przydomowe elektrownie słoneczne. W zależności od zastosowanego falownika napięcie może wynosić od 180V do 900V. Zmiana napięcia wysokiego na napięcie niższe w tym wypadku 230V prądu przemiennego odbywa się z dużo większa sprawnością i przy mniejszych stratach.

Wysokie napięcie to również lepsza praca układu śledzenia mocy paneli słonecznych MPPT. Falowniki sieciowe sprawdzają na bieżąco w którym punkcie o danej porze dnia i nasłonecznienia jest najwyższe napięcie i prąd na ciągu paneli. Dzięki temu znacząco optymalizuję prace całej elektrowni słonecznej.

Łączenie szeregowe paneli słonecznych znajduje również zastosowanie przy systemach fotowoltaicznych wyposażonych w akumulatory. W tym jednak przypadku rzadko kiedy do sytuacji gdzie panele słoneczne połączone są w większej ilości niż 4. Zaletą takie systemu jest fakt, że układ MPPT nie zwiera napięcia paneli słonecznych do napięcia akumulatora przez co nie ogranicza w żaden sposób mocy paneli słonecznych. Tradycyjne układy PWM mogą ograniczać  moc paneli nawet o 40%

Łączenie paneli szeregowo i równolegle

Łączenie paneli słonecznych równolegle.

Równoległe połączenie paneli słonecznych odbywa się poprzez połączenie ze sobą wszystkich przewodów na zasadzie plusy z plusami minusy z minusami. Takie połączenie nie powoduje wzrostu napięcia a jedynie prądu. Moc tak jak w połączeniu szeregowym jest iloczynem mocy jednego modułu fotowoltaicznego względem ich ilości w połączonym układzie.

Połączenie równoległe podnosi prąd wyrażony w Amperach. W takiej sytuacji należy mieć na uwadze, że ogólna sprawność układu maleje i należy zastosować odpowiednio grube przewody a zarazem jak najkrótsze aby uniknąć strat podczas przesyłania energii. Dobrym przykładem może tu być przetwornica napięcia o dużej mocy. Posiada zawsze grube okablowanie takie jak palec o długości max 50-60 cm.

Po co łączyć panele słoneczne równolegle?

Połączenie równoległe wykonujemy przeważnie w sytuacji gdy nasz regulator ładowania pracuje w systemie PWM a więc zawiera napięcie paneli słonecznych do napięcia akumulatora. W takiej sytuacji nie możemy przekraczać napięcia 30V lub 50V dla układów 24V i zmuszeni jesteśmy do łączenia paneli równolegle. Zdarza się to również w elektrowniach słonecznych gdzie występuje duża ilość paneli a napięcie przekracza ponad 1000V. Należy jednak pamiętać, że łączenie równoległe paneli słonecznych zawsze prowadzi do zmniejszenia ich sprawności i dużych spadkach na przesyle energii. Dlatego też w miarę możliwości technicznych i finansowych warto sięgać po układy MPPT które nie ograniczają mocy paneli słonecznych.

Czy można połączyć szeregowo dwa różne panele słoneczne ?

Teoretycznie i praktycznie tak jednak nie zaleca się takiej konfiguracji. Na uwadze trzeba mieć fakt, że po połączeniu dwóch różnych paneli słonecznych jeden o mocy 300W a drugi o mocy 320W obydwa będą pracowały z taka mocą jak panel najsłabszy. Jest to jednak o wiele lepsze rozwiązanie niż użycie regulatora ładowania PWM, który w znaczącym stopniu ogranicza moc modułów fotowoltaicznych w zależności od napięcia akumulatora. Przy połączeniu dwóch paneli słonecznych różnych mocy należy zadbać aby napięcie pracy w punkcie mocy było zbliżone. Dla małych paneli do 180W 18V, dla dużych paneli słonecznych ok 32-36V w zależności oo modelu i mocy.

Czy można połączyć równolegle dwa różne panele słoneczne ?

Tak i o ile zadbamy o podobne napięcie w punkcie mocy możliwe jest łączenie paneli słonecznych o różnych mocach. W takim połączeniu suma prądów wyrażona w amperach [A] będzie się sumować. Należy jednak wykorzystać regulator ładowania PWM gdyż regulator MPPT obniży moc stringu* do mocy najsłabszego modułu co może prowadzić do jeszcze większych strat niż straty wynikające z ograniczeń układu PWM

* Stringiem nazywamy panele słoneczne dwa lub więcej połączone szeregowo.

15 komentarzy

  1. Czy możliwe jest połączenie szeregowo dwóch różnych paneli słonecznych. Chodzi mi o moc tych paneli ale o podobnym napięciu,

    1. Przy łączeniu szeregowym paneli nieważne jest ich napięcie bo ono się sumuje.
      Ważny jest prąd, który powinien być taki sam ( lub podobny) – prąd w obwodzie zostanie ograniczony do max. prądu słabszego panela.

      1. Michał, teraz to przywaliłeś z grubej rury. Nie pisz bzdur jak nie masz pojęcia o czym piszesz. Napięcie jest BARDZO ważne przy połączeniach szeregowych i musi być dokładnie takie samo. Panele muszą być takie same o tym samym prądzie i napięciu bo inaczej jeden będzie ograniczał drugiego. Przy połączeni równoległym prąd czyli ampery mogą być różne a napięcia powinny być takie same lub zbliżoen.

  2. Nie jest możliwe. Panele szeregowo łączymy takie same o takiej samej mocy oraz o takim samym napięciu ew przeciwnym wypadku ten mniejszy będzie ograniczał tego większego.

    1. A co do za regulator ? Powinieneś mieć napisane że przy 12V możesz tyle a tyle a przy 24V tyle i tyle do tego podane napięcie max na stringu i prąd resztę łatwo jest policzyć.

  3. Czy mogę równolegle połączyć dwa panele o napięciu mocy maksymalnej 32V i natężeniu mocy maksymalnej 8,74A (pojedynczego panela) do regulatora ładowania 10A, czy jednak 20A? Z powyższego opisu wynika, że w takim układzie wzrasta prąd, ale czy go się po prostu sumuje? – 2 x 8,74A = 17,48A Chciałbym aby układ ładował akumulator i czy wystarczy przewód łączący panele i regulator o przekroju 2x4mm2 o długości ok. 6m?

    1. Jeżeli to regulator PWM to tak musisz mieć moc 20A. Jeżeli połączysz panele równolegle to prąd wzrośnie a napięcie pozostanie niezmienione dlatego też potrzebujesz większego regulatora ładowania. Jeżeli chodzi o przewód o długości 6 metrów to kiepski pomysł na takiej odległości i napięciu 12V stracisz bardzo dużo energii. Jeżeli masz system 12V powinieneś koniecznie pomyśleć nad zastosowaniem regulatora ładowania MPPT. Z tego co piszesz twój panel ma 280W mocy. Jak podłączysz go do regulatora PWM to zewrze on jego napięcie z akumulatorem a panel będzie działał z napięciem 12V oraz 8,74A to w najlepszym wypadku co oznacza, że będziesz dysponował mocą zaledwie 104W, jak napięcie akumulatora podskoczy do 13V to moc panela wzrośnie 113W. Jeżeli zastosował byś regulator MPPT, który nie zwiera napięcia panela z akumulatorem nie potrzebował byś dodatkowego modułu ponieważ moc twojego aktualnego modułu wzrosła by dwu krotnie 🙂

  4. Dzień dobry. Mam dwa panele 270W i 285W i instalację 24v akumulatorową mam podłączony każdy panel osobno z regulatorem PWN 10A. Czy to jest dobre rozwiązanie.
    Pozdrawiam

    1. Tomek, regulator PWM jest zawsze kiepskim rozwiązaniem bo zwiera on napięcie panela które jest wyższe od niższego napięcia akumulatora. Oznacza to, że tracisz ok 30-40% mocy modułu bezpowrotnie. Z drugiej strony jeżeli ci to wystarcza to ok ale jeżeli nie to nie ma sensu dokładać nowych paneli słonecznych tylko wymienić regulator na MPPT. Jak zmienisz regulator na MPPT to jeden panel będzie pracował lepiej niż dwa panele z regulatorem MPPT.

  5. Dzień dobry Jarosławie. Jak wymienię na regulator na MPPT to jak mam podłączyć dwa różne panele 270w i 285w z instalacją akumulatorową 24v?

    1. Tomek raczej nie powinieneś łączyć szeregowo dwóch różnych paneli. Jeżeli połączysz 270W z 285W to będą one pracowały tak jak każdy by miał 270W

  6. Czy lepiej podłączyć dwa panele osobno przez dwa regulator PWM czy razem pod jeden regulator MPPT ze stratą 15W. Ps. rok temu kupiłem panel 270W a teraz dokupiłem 285W ponieważ 270W nie było.

  7. Jak podłączysz przez PWM to odrazu stracisz 40% mocy bo regulator zewrze je do napięcia akumulatora, zdecydowanie lepiej żebyś podłączył pod regulator ładowania MPPT. Łącz je tylko szeregowo tak aby podnosić napięcie a nie prąd.

Leave a Response