Słońce to przyszłość…
13Kwi

Jakie napięcie instalacji?

Wybór napięcia instalacji

Planując budowę lub rozbudowując już istniejącą strukturę solarną często stajemy przed pytaniem:  Jaką instalację lepiej zbudować – 12V czy 24V czy więcej?

Ciężko jednoznacznie to stwierdzić, bo wybór napięcia instalacji uzależniony jest od wielu czynników ekonomiczno – praktycznych. Uogólniając bardzo można stwierdzić, że jeśli nasza instalacja będzie w klasie „mikro” dysponując mocą zainstalowaną nie większą niż 200W-250W wtedy wygodniej będzie nam budować instalację 12V, czyli na przykład 3 baterie po 36sztuk ogniw. Przemawia za tym kilka aspektów, takich jak stosunkowo niewielkie prądy przepływające w instalacji (max 10-12A), które da się jeszcze przesyłać względnie bez strat. Tańsze są też akumulatory bo potrzeba 1 sztukę 12V. Wygodniej też jest zagospodarować 12V na przykład do oświetlenia LED lub zasilania bezpośredniego urządzeń. Za zaletą 12V dla mniejszych instalacji przemawia też to,  iż zwiększając instalację wystarczy dołożyć 1 baterię. Kolejna ma dokładnie takie napięcie pracy jak system już pracujący, napięcia będą zgodne i system będzie działać

Sytuacja zmienia się radykalnie, gdy nasza instalacja jest większej mocy,  powyżej 300W. Wtedy operowanie 12V zaczyna być niewygodne i zaczyna zdecydowanie generować straty. Przy 12V prądy w instalacji liczone są już w dziesiątkach amper. Bardzo trudno przesłać takie moce na jakąkolwiek odległość. Wymaga stosowania bardzo grubych przewodów, które potrafią pożreć w kosztach znaczną część inwestycji. W przeciwnym razie okazuje się, że tracimy przykładowo 15% mocy już na starcie próbując przesłać wyprodukowaną energię z baterii do naszej instalacji. Tak samo wygląda sytuacja z falownikami. Porównując specyfikację pracy falownika 12V->230V, a np 48V->230V łatwo zauważyć, że ten drugi znacznie sprawniej potrafi podnosić napięcie minimalizując w ten sposób straty. Zawsze jest tak, że dysponując większą instalacją powinniśmy „iść” w kierunku większego napięcia. Gdy planujemy całkiem duże instalacje w granicach 1kw mocy zainstalowanej i więcej – wtedy już napięcie pracy 24V, 48V i więcej zaczyna być jednym mającym sens. Niebagatelną zaletą wysokich napięć w instalacji jest też możliwość zasilania wszelakich grzałek (grzanie wody) bezpośrednio Ogniwa -> Grzałka bez żadnych inwerterów. Mowa oczywiście o zwykłych grzałkach 110V czy 230V prądu przemiennego, które mogą być zasilane bez problemu z instalacji stało prądowej. Za zdecydowaną wadę rozwiązań wysokiego napięcia trzeba zaliczyć wyższe koszta „startowe”. Dla instalacji 24V trzeba kupić 2 akumulatory zamiast 1 z systemu 12V. Powiększając też instalację i dokładając nowe moduły trzeba je dokładać w postaci modułów zgodnych z napięciem systemu. Zatem jakiekolwiek powiększenie instalacji wymaga dodania naraz 2 baterii (dla instalacji 24V) lub 4 paneli (dla systemów 48V). Co też zwiększa koszta powiększenia instalacji. Ważne też jest, że wysokie napięcie prądu stałego jest niebezpieczne i należy dysponować podstawową wiedzą w kwestii obchodzenia się z nim. Dla przykładu – instalacja stało prądowa wymaga specjalnych styczniku i włączników, gdyż użycie takich dla zastosowań AC spowoduje pożar takiego urządzenia w 1 min. I nie ma w tym ani ziarna przesady 🙂

Dołożenie nowej baterii do instalacji

Jeśli planujemy powiększenie istniejącej instalacji trzeba pamiętać, że nie można dowolnie dostawiać baterii słonecznych do siebie wzajem. Należy postępować wedle z góry ustalonych reguł.

Systemy równoległe

Dokładając równolegle nową baterię słoneczną musimy mieć pewność, że wszystkie mają takie samo napięcie pracy. Nie dokładamy baterii przeznaczonej dla systemów 12V do baterii z systemu 24V. Natomiast prąd produkowany przez poszczególne baterie nie musi być taki sam. Możemy podłączyć 2 baterie np: 40 i 90W (np: polikrystaliczną i monokrystaliczną) wspólnie równolegle, pod warunkiem, że obie baterie przeznaczone są dla instalacji 12V czy 24V mając nieomal identyczne napięcie pracy. Oczywiście musimy zadbać, by każda z baterii w instalacji posiadała własną diodę blokującą przepływ prądu w kierunku innym, niż regulator/inwerter – dioda blokująca.

Systemy szeregowe

Dokładając szeregowo nową baterię należy dobierać moduły wedle prądu, jaki generują. Wszystkie baterie w szeregu muszą mieć bardzo zbliżony prąd generowany podczas pracy. W tych systemach należy unikać łączenia modułów polikrystalicznych i monokrystalicznych, gdyż zazwyczaj panele takie mają bardzo różny prąd pracy. Jeśli na siłę zamontujemy niedostosowane baterie to cały system zmniejszy moc do poziomu najsłabszego elementu (baterii produkującej najmniejszą wartość prądu). Dodatkowo nadwyżka mocy mocniejszych paneli będzie odkładać się na słabszych bateriach powodując zwieszone ryzyko awarii. Szeregowo można łączyć panele o różnym napięciu pracy (np panele z systemu 12 i 24V). Pamiętajmy też o diodach bocznikujących (BYPASS), niezbędnych w każdej instalacji szeregowej.

c.d.n.

komentarze 2 do wpisu “Jakie napięcie instalacji?”

  1. Patryk napisał(a):

    Prad ładowania 1 A w systemie 12 V czy 1A w sys. 24V
    który ststem szybciej naładuje akumulator takiej samej pojemności tzn np 10Ah 12V/ 5Ah 24V?

  2. Andrzej napisał(a):

    Ile ogniw w jednym panelu mam zastosować zakładając że będą to ogniwa monokrystaliczne 4,64 Wata i o,5 Volta i docelowej mocy systemu około 4-5 kw ???