نحوه سیم کشی پانل های خورشیدی در سری: مراحل ایمن، نمودارها و محاسبات

هنگامی که صفحات خورشیدی را به صورت سری سیم کشی می کنید، آنها را به هم وصل می کنید مثبت ( ) از یک پانل به منفی (-) از بعدی در یک رشته سری، ولتاژها اضافه می شود در حالی که جریان (تقریبا) ثابت می ماند به عنوان یک پنل واحد این رایج ترین روش برای زمانی است که برای کاهش تلفات سیم یا برآوردن نیازهای ورودی کنترل کننده شارژ MPPT یا اینورتر متصل به شبکه به ولتاژ بالاتری نیاز دارید.

سیم کشی سری معمولاً انتخاب مناسبی است زمانی که می خواهید:

• ولتاژ آرایه را افزایش دهید تا سیستم بتواند از آن استفاده کند سیم گیج کوچکتر در مسافت های طولانی تر با تلفات کمتر
• نیازهای کنترل کننده/اینورتر را برآورده کنید حداقل ولتاژ MPPT (به خصوص در هوای سرد).
• رشته هایی برای اینورتر بسازید که انتظار ورودی DC بالاتری را دارد (اغلب صدها ولت DC در طرح های گره خورده).

معاوضه اصلی: در یک رشته سری، سایه زدن یا یک پانل ضعیف می تواند خروجی کل رشته را کاهش دهد. دیودهای بای پس کمک می کنند، اما چیدمان خوب و اجتناب از سایه جزئی همچنان مهم است.

قوانین سیم کشی سری: ریاضیات ولتاژ را ابتدا باید بررسی کنید

قبل از اتصال هر چیزی، اطمینان حاصل کنید که ولتاژ رشته در محدوده‌های ایمن تجهیزات شما در دماهای شدید باقی می‌ماند. دو مشخصات کلیدی پنل عبارتند از: صدای (ولتاژ مدار باز) و Vmp (ولتاژ در حداکثر توان). شما باید از رشته اطمینان حاصل کنید هوای سرد Voc از حداکثر ولتاژ ورودی کنترلر/اینورتر تجاوز نمی کند.

محاسبه سریع برای رشته های سری

برای سیم کشی سری: String Voc ≈ مجموع Voc هر پانل و Vmp رشته ای ≈ مجموع Vmp هر پانل . جریان نزدیک به جریان یک پانل (Imp/Isc) می ماند، بنابراین سری بسیار بیشتر از آمپر بر ولتاژ تأثیر می گذارد.

مثال با اعداد واقعی

فرض کنید هر برچسب پانل نشان می دهد صدای = 38.0V و Vmp = 31.5 ولت . با 3 پنل به صورت سری : String Voc ≈ 114.0 ولت و رشته Vmp ≈ 94.5 ولت .

اگر ورودی حداکثر کنترلر MPPT شما است 150 ولت 114 ولت در دمای اتاق ایمن به نظر می رسد، اما سرما می تواند Voc را افزایش دهد. بسیاری از صفحات داده پانل شامل یک ضریب دمای Voc (اغلب در حدود -0.28٪ تا -0.35٪ / درجه سانتیگراد ). اگر این ضریب را ندارید، Voc در هوای سرد را به طور بالقوه در نظر بگیرید 10 تا 20 درصد بالاتر از مقدار برچسب و قبل از نهایی کردن طول رشته خود را با دیتاشیت تأیید کنید.

نکته کلیدی: رشته های سری را از کنترلر/اینورتر به سمت عقب طراحی کنید. حداکثر ولتاژ ورودی یک محدودیت سخت است ; بیش از آن می تواند به طور دائم به تجهیزات آسیب برساند.

ابزارها و اجزای مورد نیاز برای اتصال سری تمیز و قابل اعتماد

ساخت سری صحیح بیشتر در مورد استفاده از کانکتورها و محافظت مناسب است. از بداهه سازی با قطعات سیم کشی خانگی خودداری کنید. رشته های PV می توانند ولتاژ DC خطرناکی را حمل کنند و به قطعاتی نیاز دارند که برای استفاده DC درجه بندی شده اند.

آیتم های اصلی

• کانکتورهای دارای امتیاز PV (معمولاً از نوع MC4) که با سرنخ های پنل خود مطابقت دهید و are from compatible families.
• سیم PV (معمولاً 10 AWG یا 12 AWG، دارای امتیاز نور خورشید/UV) با اندازه جریان و مسافت شما.
• یک مولتی متر با درجه DC با پروب در شرایط خوب.
• یک قطع کننده یا قطع کننده DC (اغلب در نزدیکی کنترلر/اینورتر) برای سرویس ایمن.

حفاظت و ترکیب (در صورت نیاز)

• فیوز رشته یا قطع کننده اگر دارید دو یا چند رشته به صورت موازی (تک رشته فقط سری اغلب نیازی به فیوز رشته ای ندارد، اما کد محلی و دستورالعمل های تجهیزات را دنبال کنید).
• اگر چند رشته در حال ادغام هستند، جعبه ترکیبی.
• حفاظت از نوسانات (SPD) در صورت لزوم یا توصیه می شود، به ویژه برای آرایه های در معرض.

نکته سازگاری: بسیاری از نصاب ها از اختلاط مارک های رابط اجتناب می کنند زیرا "MC4" اغلب به عنوان یک اصطلاح عمومی استفاده می شود. برای بهترین قابلیت اطمینان و ایمنی، استفاده کنید انواع کانکتور همسان یا معادل های تایید شده توسط سازنده.

گام به گام: نحوه سیم کشی پانل های خورشیدی به صورت سری (روش عملی)

این روش پنل های یکسان و کانکتورهای PV معمولی را در نظر می گیرد. روش کار کنید و هر زمان که در معرض نور قرار گرفت، آرایه را زنده نگاه کنید. اگر کار با برق DC راحت نیستید، یک نصاب واجد شرایط استخدام کنید.

1) سرنخ های مثبت و منفی هر پانل را شناسایی کنید

قطبیت را روی برچسب پانل و علائم سرب تأیید کنید. اگر چیزی نامشخص است، با یک مولتی متر در نور روز بررسی کنید. شناسایی صحیح از قطبیت معکوس جلوگیری می کند که می تواند حفاظت را قطع کند یا به تجهیزات آسیب برساند.

2) پانل 1 ( ) را به پانل 2 (-) وصل کنید

کانکتورها را محکم وصل کنید تا کلیک/قفل شوند. این اولین لینک سری شما را ایجاد می کند. همین الگو را تا خط ادامه دهید.

3) تکرار کنید تا رشته کامل شود

برای سه پانل: پانل 1 ( ) به پانل 2 (-)، سپس پانل 2 ( ) به پانل 3 (-). انتهای آزاد باقی مانده به خروجی رشته شما تبدیل می شوند: رشته منفی پانل 1 (-) و است رشته مثبت پانل 3 ( ) است.

4) ولتاژ رشته را قبل از اتصال به الکترونیک اندازه گیری کنید

در حالی که رشته از کنترلر/اینورتر جدا شده است، ولتاژ را در انتهای مثبت و منفی نهایی اندازه گیری کنید. انتظار خواندن نزدیک به محاسبه شده را داشته باشید String Voc در آفتاب روشن اگر مقدار اندازه گیری شده به شدت متفاوت است، هر اتصال و قطبیت را متوقف کرده و دوباره بررسی کنید.

5) رشته را به قطع DC و سپس به کنترلر/اینورتر وصل کنید

از قطع/شکن با رتبه DC استفاده کنید تا بتوانید آرایه را ایزوله کنید. دستور سیم کشی سازنده را دنبال کنید؛ بسیاری از کنترل‌کننده‌های شارژ ابتدا اتصال باتری را مشخص می‌کنند تا کنترل‌کننده بتواند قبل از اعمال ورودی PV به طور ایمن روشن و پیکربندی شود. نتیجه کلیدی یکسان است: به طور غیرقابل پیش بینی به برق متصل نکنید - از قطع اتصال استفاده کنید و دستورالعمل را دنبال کنید.

• سیم‌کشی رشته‌های سری را مرتب، محکم و بدون لبه‌های تیز نگه دارید.
• قطبیت صحیح را از رشته تا پایانه های PV و PV- حفظ کنید.
• ولتاژ رشته را برچسب بزنید و محل را برای سرویس آینده قطع کنید.

سری در مقابل موازی: چه چیزی از نظر الکتریکی تغییر می کند و چرا اهمیت دارد

بسیاری از سیستم ها از رشته های سری استفاده می کنند زیرا ولتاژ بالاتر جریان را برای همان توان کاهش می دهد. این اغلب تلفات سیم را کاهش می دهد و می تواند اندازه هادی و هزینه را کاهش دهد (در محدوده کد).

یک تصویر عملی از دست دادن توان

فرض کنید می خواهید انتقال دهید 600 وات از یک آرایه به یک کنترلر. در 60 ولت ، فعلی در مورد 10A (600W ÷ 60V). در 120 ولت ، فعلی در مورد 5A . زیرا مقیاس های تلفات سیم مقاومتی به عنوان I²R کاهش جریان تقریباً به نصف می تواند افت ولتاژ و گرمایش را به میزان قابل توجهی در مدت طولانی کاهش دهد.

در عمل، بسیاری از آرایه ها استفاده می کنند رشته های سری برای رسیدن به ولتاژ هدف، سپس چندین رشته را به آن وصل کنید موازی برای افزایش جریان و توان کل هدف طراحی فرود در پنجره ولتاژ تجهیزات و در عین حال متعادل کردن ریسک سایه، هزینه سیم کشی و ایمنی است.

ایمنی و ملزومات مرتبط با کد برای رشته های سری

سیم کشی سری می تواند ولتاژ DC خطرناک را به سرعت تولید کند. حتی آرایه های نسبتاً کوچک نیز می توانند از آن فراتر رود 100 ولت DC ، که خطر شوک و پتانسیل قوس را افزایش می دهد. از سخت افزار درجه بندی شده برای سرویس PV DC استفاده کنید و از کدهای برق محلی و دستورالعمل های سازنده پیروی کنید.

حداقل اقدامات ایمنی

• تا جایی که ممکن است انرژی را از بین ببرید: ماژول ها را بپوشانید یا در سحر/غروب کار کنید و از a استفاده کنید قطع DC .
• هرگز کانکتورها را تحت بار جدا نکنید. قوس های DC پایدار هستند. ابتدا قطع اتصال را باز کنید
• قبل از فرود هادی ها روی ترمینال های PV / PV− قطبیت را با یک متر بررسی کنید.
• برای جلوگیری از آسیب عایق و ورود آب، از مدیریت کابل با درجه PV، کاهش فشار و ضد آب و هوا استفاده کنید.

حفاظت در برابر جریان اضافه: هنگامی که فیوزها اهمیت دارند

در یک رشته تک سری که یک ورودی کنترلر را تغذیه می کند، جریان هر ماژول توسط جریان رشته محدود می شود، بنابراین ممکن است فیوژن رشته مورد نیاز نباشد. با این حال، زمانی که شما دارید چند رشته به صورت موازی ، یک رشته می تواند جریان خطا را به دیگری تغذیه کند، بنابراین فیوز رشته/شکن معمولا استفاده می شوند. همیشه راهنمای کنترلر/اینورتر و کد الکتریکی مربوط به حوزه قضایی خود را دنبال کنید.

عیب یابی: اشتباهات رایج سیم کشی سری و بررسی سریع

اگر سیستم پس از سیم کشی سری پانل های خورشیدی عملکرد ضعیفی داشته باشد، علت اغلب اتصال ساده، قطبیت یا عدم تطابق انتظارات است. از این چک ها برای جداسازی سریع مسائل استفاده کنید.

چک لیست مبتنی بر علائم

• ولتاژ سیم اندازه گیری شده نزدیک به صفر است: احتمالاً یک اتصال معکوس ایجاد یک حلقه لغو، کانکتوری که کاملاً قرار نگرفته است، یا یک لید شکسته است.
• ولتاژ صحیح است اما توان کم است: سایه جزئی، کثیفی، یا پانل با دیود بای پس ناموفق را بررسی کنید. تأیید کنید که همه پانل ها همان مدل/مشخصات هستند.
• کنترل کننده اضافه ولتاژ PV را نشان می دهد: رشته دارای تعداد زیادی پانل به صورت سری برای شرایط دما است. تعداد سری ها را کاهش دهید یا از تجهیزاتی با رتبه ورودی بالاتر استفاده کنید.
• خطاهای متناوب: مشکوک به شل بودن کانکتور، ورود آب، یا فشار کابل در جعبه های اتصال ماژول باشید.

یک روال اعتبار سنجی ساده

1. اندازه گیری Voc هر پانل به صورت جداگانه در نور خورشید مشابه؛ به هر پانلی که به طور قابل توجهی خاموش است توجه کنید.
2. رشته سری را وصل کنید و کل Voc را اندازه بگیرید. تأیید کنید که با مبلغ مورد انتظار در یک حاشیه معقول مطابقت دارد.
3. در صورت موجود بودن، از نمایشگر/برنامه کنترلر استفاده کنید تا تأیید کنید ولتاژ کاری نزدیک به محاسبه شده است String Vmp هنگام آفتاب خوب

اگر خوانش‌های شما با ریاضیات سری اصلی مطابقت ندارد، قبل از اتصال به وسایل الکترونیکی گران قیمت، سیم‌کشی را متوقف کرده و اصلاح کنید. اکثر خرابی ها با بررسی ولتاژ قبل از اتصال قابل پیشگیری هستند.

نکات طراحی عملی برای عملکرد بهتر با رشته های سری

عملکرد خوب رشته های سری به همان اندازه که به سیم کشی مربوط می شود به چیدمان نیز مربوط می شود. این مراحل عملی باعث کاهش تلفات شده و از کاهش قابل اجتناب جلوگیری می کند.

ماژول ها را در شرایط مشابه خورشید نگه دارید

در یک رشته سری، یک پانل سایه دار می تواند رشته را به پایین بکشد. پانل ها را در یک صفحه قرار دهید و از مخلوط کردن ماژول هایی که در معرض الگوهای سایه های مختلف (دودکش ها، درختان، خوابگاه ها) هستند در یک زنجیره سری خودداری کنید.

افت ولتاژ در خانه را به حداقل برسانید

ولتاژ سری بالاتر کمک می کند، اما همچنان باید افت ولتاژ پایین را هدف قرار دهید. به عنوان یک قاعده کلی، بسیاری از طراحان هدف قرار می دهند ≤ 3 درصد افت ولتاژ برای سیم کشی آرایه دستیابی به آن ممکن است نیاز به کارکردهای کوتاه‌تر، سیم بزرگ‌تر یا رشته‌ای با ولتاژ بالاتر در محدوده تجهیزات داشته باشد.

از پانل های همسان در هر رشته استفاده کنید

برای نتایج قابل پیش بینی، هر رشته سری را از همان مدل و سن مشابه بسازید. اختلاط پانل‌هایی با درجه‌بندی جریان‌های مختلف می‌تواند کل رشته را مجبور کند که نزدیک‌تر به ضعیف‌ترین پانل عمل کند.

خط آخر: اگر سورپرایز کمتری می خواهید، اولویت بندی کنید طراحی صحیح ولتاژ ، تابش ثابت در هر رشته ، and اندازه گیری های تایید قبل از روشن کردن کنترلر یا اینورتر.