Как подключить солнечные панели: схемы к инвертору, станции и аккумулятору

Как подключить солнечную панель, зависит от того, куда пойдёт энергия: в зарядную станцию, гибридный инвертор или аккумулятор. От этого зависит схема подключения солнечных панелей к инвертору или станции, тип соединения и защита. Но для любого подключения солнечных панелей действуют три правила, которые нельзя нарушать:

1. 1 Напряжение цепочки панелей на морозе не должно превышать максимум входа инвертора или станции.
2. 2 Ток панелей не должен превышать максимальный ток входа.
3. 3 Аккумулятор — только через контроллер заряда, никогда напрямую от панели.

Честное примечание: в EnergoPoint есть портативные солнечные панели, зарядные станции, гибридные инверторы и аккумуляторы. Кровельных модулей, солнечного кабеля, коннекторов MC4 и монтажа мы не продаём — здесь описаны принципы для обоих случаев.

Что написано на панели: Voc, Vmp, Isc, Imp

На обороте каждой панели есть табличка с параметрами. Именно их вы будете сравнивать с паспортом инвертора или станции:

Почему важнее всего именно Voc: на холоде напряжение панелей растёт. В морозное ясное утро цепочка панелей выдаёт больше, чем написано на табличке, — и если инвертор рассчитан впритык, его вход можно повредить. Поэтому расчёт всегда делают по Voc с поправкой на самую низкую температуру вашего региона.

Схемы подключения солнечных панелей: последовательная, параллельная, смешанная

Есть три способа соединить несколько панелей между собой — от схемы соединения солнечных панелей зависят напряжение и ток, которые придут на вход. Разберём, как соединить солнечные панели в каждом случае.

Последовательное соединение

Плюс одной панели соединяют с минусом следующей — так образуется стринг (цепочка). Напряжения панелей складываются, а ток остаётся как у одной панели. Последовательное подключение солнечных панелей — основной вариант для гибридных инверторов с высоковольтным PV-входом: высокое напряжение и малый ток означают меньшие потери в кабеле.

Минус: тень на одной панели снижает ток всей цепочки. Байпасные диоды в панелях частично спасают, но затенения стоит избегать ещё на этапе размещения.

Параллельное соединение

Плюсы всех панелей соединяют вместе, минусы — вместе (для MC4 — через Y-разветвители). Токи складываются, а напряжение остаётся как у одной панели. Параллельное подключение солнечных панелей подходит для зарядных станций и контроллеров с низковольтным входом. Если параллельных цепочек три и больше, на каждую ставят предохранитель: при повреждении одной цепочки в неё потечёт ток всех остальных.

Смешанное (последовательно-параллельное)

Несколько одинаковых стрингов соединяют параллельно. Так строят более крупные системы, когда одной последовательной ветки мало, а напряжение уже у границы входа.

• В одном стринге — только одинаковые панели (одна модель, одинаковый Imp): самая слабая панель ограничивает ток всей цепочки.
• Параллельные стринги — одинакового напряжения, то есть с одинаковым количеством одинаковых панелей.

Портативная панель → зарядная станция

Самый простой сценарий — без монтажа и без электрика. Что проверить в паспорте станции:

• Диапазон напряжения солнечного входа. Voc панели (или сумма Voc последовательно соединённых панелей) должна в него укладываться.
• Максимальный ток и мощность входа. Ток панели — не больше максимума; если мощность панелей больше, станция просто возьмёт свой максимум.
• Разъём. У панелей — MC4 или фирменный, у станций — XT60, Anderson, DC7909 и т. д. Часто нужен переходник; полярность проверяйте до первого подключения.

Две панели к станции: последовательно — если вход допускает удвоенное напряжение; параллельно — если вход низковольтный, но выдерживает удвоенный ток.

В нашем каталоге — портативные солнечные панели ALLPOWERS от 60 до 600 Вт (складные и гибкие) и зарядные станции с солнечным входом. Диапазон солнечного входа и тип разъёма смотрите в карточке и паспорте конкретной модели. Сколько энергии реально даёт такая панель — в статье солнечные панели для резервного питания.

Схема подключения солнечных панелей к гибридному инвертору

Схема солнечной электростанции с гибридным инвертором выглядит так: стринги панелей → DC-выключатель и предохранители → защита от перенапряжения (УЗИП) → PV-вход инвертора (MPPT1, MPPT2) → инвертор, соединённый с аккумулятором, сетью и резервными потребителями. Что входит в систему и какие бывают типы — в статье солнечная электростанция для дома, а сторона сети, щитка и батареи — в статье схема подключения гибридного инвертора к дому.

Для подключения солнечных панелей к инвертору из его паспорта нужны: максимальное входное напряжение PV, рабочий диапазон MPPT, напряжение старта, количество MPPT и стрингов на каждый MPPT, максимальный ток на MPPT, максимальная мощность PV.

Расчёт солнечных панелей для инвертора: пример

Как подобрать солнечные панели к инвертору — пошагово. Все цифры ниже условные, только для иллюстрации метода; для расчёта берите табличку своей панели и datasheet производителя своего инвертора.

1. 1 Максимум панелей в стринге = макс. напряжение PV-входа ÷ (Voc × поправка на холод). Поправка = 1 + |коэффициент Voc| × (25 °C − минимальная температура региона). Условная панель: Voc 50 В, коэффициент −0,3 %/°C, мороз −20 °C → поправка 1 + 0,003 × 45 ≈ 1,135, Voc на морозе ≈ 56,8 В. Условный инвертор с максимумом 500 В: 500 ÷ 56,8 ≈ 8,8 → не больше 8 панелей.
2. 2 Минимум панелей = нижняя граница MPPT ÷ Vmp в жару. Условно: Vmp 42 В, в жару берём запас ~15 % → ≈ 36 В; нижняя граница MPPT 150 В: 150 ÷ 36 ≈ 4,2 → минимум 5 панелей.
3. 3 Ток: Imp (и Isc, если инвертор нормирует его отдельно) — не больше максимального тока MPPT. Условная панель с Imp 10 А на MPPT с максимумом 13 А — подходит.
4. 4 Мощность: суммарная мощность всех стрингов — в пределах допустимой для PV-входа по паспорту.

Итак, для этого условного примера допустимо от 5 до 8 панелей в стринге. Чтобы быстро прикинуть количество панелей под потребление, воспользуйтесь калькулятором солнечных панелей.

Два MPPT: как разложить панели

Если у инвертора два MPPT-трекера, панели на разных скатах крыши или с разной ориентацией подключают на разные MPPT — каждый найдёт свою оптимальную точку. На одном MPPT стринги должны быть одинаковыми по количеству и модели панелей.

Пример: инвертор Deye

Подключение солнечных панелей к инвертору Deye идёт по тем же правилам. В низковольтных гибридных Deye под батарею 48 В обычно два MPPT; границы напряжения и тока PV-входа смотрите в datasheet конкретной модели — у разных серий они разные. Расчёт делается по шагам выше, а после подключения в меню инвертора настраивают приоритеты источников и параметры батареи. Модели в наличии — в разделе инверторы Deye, а все гибридные инверторы со встроенным MPPT — в каталоге.

Высоковольтные и низковольтные системы: не путать

Когда говорят «высоковольтный» или «низковольтный» гибрид, речь о напряжении аккумулятора, а не панелей. PV-вход с MPPT есть в обоих типах, и панели к нему подключают по тем же правилам. Низковольтные инверторы работают с аккумуляторами 48 В, трёхфазные высоковольтные (например, серии Deye HP3) — с высоковольтными аккумуляторами.

К аккумулятору — только через контроллер заряда

Как подключить солнечную панель к аккумулятору? Только через контроллер: напрямую панель на аккумулятор не подключают. Без контроллера ничто не ограничивает заряд: свинцовая батарея перезаряжается, а литиевая LiFePO4 заставляет BMS работать в защите — это вредит ресурсу и опасно.

Солнечный контроллер бывает двух типов:

• PWM — проще и дешевле, эффективно работает, когда рабочее напряжение панели близко к напряжению аккумулятора.
• MPPT — превращает избыток напряжения в дополнительный ток заряда, эффективнее и позволяет собирать панели в последовательные стринги для батарей 24 или 48 В.

В гибридном инверторе и в зарядной станции MPPT-контроллер уже встроен — отдельный не нужен. Если ставите отдельный контроллер, подключайте сначала аккумулятор, затем панели, а отключайте в обратном порядке — так, как требует инструкция контроллера. Отдельных контроллеров заряда в нашем каталоге нет. Что такое MPPT и как он работает в инверторе — в статье что такое инвертор и какие бывают.

Защита и безопасность

• DC-предохранители на каждый стринг, если параллельных цепочек три и больше.
• DC-выключатель между панелями и инвертором — чтобы обесточить PV-вход перед любыми работами.
• УЗИП (защита от импульсных перенапряжений) на стороне постоянного тока.
• Заземление рам панелей и конструкций.
• MC4 не разъединяют под нагрузкой — сначала выключают DC-выключатель или инвертор: на постоянном токе возникает дуга.
• Кабель — специальный солнечный, сечение под ток и длину линии по таблицам производителя кабеля.

Подключение солнечных панелей своими руками уместно для портативной панели и зарядной станции. Кровельная система — это стринги с напряжением в сотни вольт постоянного тока: такую работу выполняет квалифицированный электрик или инсталлятор. Если нужен мастер для подключения инвертора и батареи — поможем подобрать электрика.

Типичные ошибки

• Voc на морозе превысила максимум входа — расчёт «впритык» по табличке.
• Панели разных моделей в одном стринге.
• Перепутана полярность.
• Панель подключена напрямую к аккумулятору, без контроллера.
• Часть стринга в тени.
• Три и больше параллельных цепочек без предохранителей.
• Разъединение MC4 под нагрузкой.
• Разъём станции не совпадает с панелью, а переходник подобран без проверки полярности.

Итог

Порядок действий для подключения солнечных панелей: определите, куда подключаете (станция, инвертор или аккумулятор) → выпишите Voc, Vmp и Imp с таблички → сравните с паспортом входа → выберите последовательное или параллельное соединение → поставьте защиту. Гибридные инверторы со встроенным MPPT — в разделе инверторы, портативные панели — в разделе солнечные панели.