Como os painéis solares conectados da série aumentam a tensão
Entender como painéis solares conectados em séries podem produzir mais tensão de saída é uma parte importante de qualquer projeto do sistema solar e entender alguns princípios básicos ao conectar diferentes painéis solares juntos ajudará a projetar e instalar um sistema fotovoltaico para alimentar sua casa muito mais fácil.
Painéis solares fotovoltaicos são dispositivos semicondutores que encobram a luz solar (irradiação) em energia elétrica DC, mas são os painéis fotovoltaicos células solares individuais que são responsáveis pela conversão da luz solar em eletricidade. No entanto, a saída de energia de qualquer tipo de painel PV depende muito da intensidade da luz solar caindo sobre sua superfície, bem como sua orientação, temperatura de operação e a carga conectada.
As células solares são feitas de material de silício especialmente tratado e projetadas para absorver o máximo de luz solar possível. As células solares fotovoltaicas são interconectadas eletricamente em conexões séries e paralelas dentro de um painel (módulo) para produzir os valores de tensão de saída desejados e/ou corrente para esse painel. Normalmente, os painéis solares fotovoltaicos consistem em 36, ou 60, ou 72 células solares interconectadas.
A maioria das células solares de silício produz cerca de 0,5 a 0,6 volts DC, que é a principal característica de uma junção pn, quando não há carga externa conectada. Se não houver carga conectada, ou uma demanda corrente muito baixa, uma célula fotovoltaica gera sua tensão máxima de saída, comumente chamada de tensão de circuito aberto, VOC.
À medida que a demanda atual de carga da célula aumenta, a luz solar mais brilhante (dada em watts por metro quadrado, W/m2) é necessária para produzir a tensão de saída completa. No entanto, há um limite máximo para a quantidade de corrente que uma célula solar pode gerar, não importa o quão brilhante e intensa seja a irradiação da luz.
Enquanto células solares individuais podem ser interconectadas dentro de um único painel FOTOVOLTAICO, os painéis solares fotovoltaicos podem ser conectados em séries e/ou combinações paralelas para formar uma matriz que aumenta a saída total de energia disponível para uma determinada aplicação solar em comparação com um único painel.
Painéis solares conectados da série
Os painéis fotovoltaicos são classificados por sua potência total, ou pico de watts, WP. Por exemplo, 50 Watts, 100 Watts, 245 Watts, etc. assim vários desses painéis conectados juntos podem produzir uma quantidade substancial de energia solar capaz de alimentar uma casa. Em seguida, conectar painéis solares juntos é uma maneira simples e eficaz de aumentar suas capacidades de energia solar, mas é importante entender como os painéis solares conectados às séries se comportam.
Como conectar painéis solares em série
Todos os painéis solares fotovoltaicos produzem uma tensão de saída quando expostos à luz solar e podemos aumentar a saída de tensão dos painéis conectando-os em série. Isso é conectar painéis solares em série aumenta a tensão do sistema, de modo que dois painéis conectados em série produzirão o dobro da tensão em comparação com apenas um painel, mas enquanto as tensões se somam, a amperagem de cada painel permanece a mesma, ou seja, as correntes em série não se somam.
Quando os painéis solares fotovoltaicos são conectados eletricamente em série, o terminal negativo (-) do primeiro painel é conectado ao terminal positivo (+) do próximo (segundo) painel, e o (-) negativo (-) do segundo painel está conectado ao positivo (+) do terceiro painel, e assim por diante até que todos os painéis estejam conectados juntos.
Painéis solares conectados à série são chamados de string, assim o uso da palavra "corda" significa que os painéis estão conectados em série. Observe que as cadeias de série de painéis PV podem ser conectadas em paralelo para aumentar a corrente total e, portanto, mais saída de energia.
Série Painéis Solares Conectados do Mesmo Tipo
Aqui TODOS os painéis solares fotovoltaicos são do mesmo tipo e classificação de energia. A saída total de tensão torna-se a soma da saída de tensão de cada painel, mas a corrente de sequência de string série é igual às correntes do painel, como mostrado.
Usando os mesmos três painéis fotovoltaicos de 12 volts e 5,0 ampere como mostrado acima, podemos ver que quando eles estão claramente conectados juntos em uma sequência de série, a corda combinada produz um total de 36 volts (12 + 12 + 12) a 5,0 amperes, dando wattage de corda total de 180 watts (volts x amps), em comparação com os 60 watts de um único painel.
Assim, se a sequência de série consistia em "n" número de painéis solares fotovoltaicos com exatamente as mesmas características, então a tensão de corda da série seria V1 vezes "n" (V*n) volts com a corrente de saída sendo igual a I1. Assim, a potência total da string será igual a V*I*n watts.
Agora vamos olhar para a conexão de painéis solares em série com diferentes tensões nominais, mas com classificações de corrente idênticas.
Série Painéis Solares Conectados de Diferentes Tensões
Neste método, todos os painéis solares são de diferentes tipos e, portanto, de potência, mas têm uma classificação atual comum. Quando os painéis são conectados em série, as tensões ainda adicionam o mesmo de antes, de modo que a corda produz 36 volts DC a 5,0 amperes, produzindo 180 watts. Novamente, a tensão de saída dependerá do número de painéis conectados, mas a amperagem de cordas permanece a mesma em amperes de 5,0.
Note que, embora os fabricantes advoguem uma tensão padrão do painel (6, 12, 24, 48 Volts, e assim por diante) que muda muito pouco com a irradiação, a tensão do circuito aberto, o VOC (que é a tensão medida quando I = 0) de um painel, no entanto, pode ser até 25% maior do que a classificação nominal de tensão dos painéis, resultando em excesso de volume para cordas grandes.
Então, enquanto nosso exemplo simples tem uma tensão nominal de 36 volts, ele poderia potencialmente ser maior a 45 volts (36 * 1,25). Então é esse nível de tensão que precisa ser levado em consideração ao conectar cordas de série a controladores de carga de bateria, inversores, conversores de tensão ou cargas DC, etc.
Vamos olhar para a conexão de painéis solares em série com as mesmas tensões, mas diferentes classificações de corrente.
Série Connected Solar Panels of Different Currents
Neste método todos os painéis solares são de classificação de corrente diferente, mas têm a mesma tensão nominal. As tensões individuais do painel ainda se juntarão como antes, mas desta vez a amperagem será limitada ao valor do painel mais baixo da sequência de série, neste caso 1 ampere. Em seguida, a sequência de série produzirá 36 volts apenas a 1,0 amp.
Em seguida, não importa a classificação máxima real dos painéis conectados, ele será o painel pv com a classificação de corrente mais baixa que decide a saída total de energia da string série. Por exemplo, nossos três painéis acima têm classificações de potência individuais de:
Assim, a potência total esperada dos três painéis PV chega a 108 watts, mas a potência disponível para a carga conectada é de apenas 36 (36 volts vezes 1 ampere) watts claramente reduzindo as cordas reais para cerca de 33% do máximo, desperdiçando assim dinheiro na compra dos painéis solares de maior potência. A conexão de painéis solares em séries com diferentes classificações atuais só deve ser usada provisoriamente, pois, como vimos, o painel solar fotovoltaico com a corrente mais baixa é aquele que determina a saída atual de toda a matriz.
Agora vamos olhar para a conexão de painéis solares em séries com diferentes classificações de wattage, pois este é o cenário mais comum.
Painéis Solares em Série de Wattage diferentes
Aqui vamos supor que temos três painéis solares fotovoltaicos de 40 watts, 100 watts e 180 watts cada conectado em uma série de cordas. Você pode assumir que a potência total, PT será de 320 watts (40 + 100 + 180), mas este não seria o caso. Como sabemos a classificação nominal de tensão de cada painel, podemos usar a Lei Ohms para determinar a força atual de cada painel e encontrar a verdadeira classificação de potência de saída da sequência de série.
Classificações atuais do painel solar
Assim, para o Painel 1.
P1 = 40 watts, V1 = 6 volts, I1 = 6,67 amperes
e para o Painel 2.
P2 = 100 watts, V2 = 12 volts, I2 = 8,33 amperes
e painel 3.
P3 = 180 watts, V3 = 24 volts, I3 = 7,50 amperes
Como vimos anteriormente que as tensões se somam para que a tensão total de saída, VT será de 42 volts (6 + 12 + 24). No entanto, a corrente de saída é limitada pelo painel com a menor saída de corrente, que é o painel No1 em 6,67 amperes. Em seguida, a sequência de série produzirá uma potência de saída máxima de apenas 280 watts (42 x 6,67), que é 12,5% menor do que os 320 watts esperados, portanto, o conjunto fotovoltaico está operando apenas com 87,5% de eficiência em pleno sol.
Conexão de sequência de série final
Resumo dos painéis solares conectados da série
Vimos aqui que painéis solares conectados aumentam uma tensão de cordas. Assim, "painéis solares conectados em série são sobre tensão" como VT = V1 + V2 + V3 + V4, etc. portanto, grade de fiação = mais tensão. Quantos painéis fotovoltaicos você conecta por string série depende da quantidade de tensão que você está mirando ou do número de painéis solares que você tem disponível, mas você DEVE levar em consideração as strings possíveis tensão de circuito aberto, valor de VOC em todos os momentos ao se conectar aos reguladores e controladores da bateria.
Embora a tensão possa aumentar, a corrente de corda será igual à amperagem mais baixa do painel. Se todos os painéis solares tiverem as mesmas características elétricas, a corda produzirá 100% da energia disponível ao sol total (1000 W/m2). Se os painéis pv conectados da série forem de diferentes wattage's e classificações, então a corrente de string é limitada à corrente de painel mais baixa reduzindo a eficiência da string mesmo em irradiação máxima.
Painéis de diferentes tipos, monocristalino ou policristalino ou com diferentes valores de wattage WP, por exemplo, 40 watts, juntamente com 50 watts, não devem ser conectados em série, pois não produziriam a potência de saída esperada de 90 watts (40 + 50), pois o painel inferior controlaria a corda, desperdiçando assim seu dinheiro no painel maior de 50 watts.
Painéis solares fotovoltaicos são uma ótima maneira de produzir energia elétrica gratuitamente e estão disponíveis em uma gama de valores de wattage de menos de 10 watts a mais de 200 watts para atender a muitas aplicações solares. Mas, a fim de obter a maior eficiência de sua série de cordas, posicionamento, ângulo solar e a quantidade de irradinace são tão importantes quanto usar o mesmo modelo de painel solar. Isto é, se eles estão conectados em série ou são painéis solares conectados paralelos. Um pouco de pensamento vai economizar dinheiro.
Para obter mais informações sobre painéis solares conectados em séries, ou para obter mais informações sobre os diferentes tipos de painéis solares disponíveis, ou para explorar as vantagens e desvantagens do uso de painéis solares conectados em série para alimentar sua casa, clique aqui para encomendar sua cópia da Amazon hoje e aprender mais sobre projetar, fiação e instalar painéis solares conectados fora da grade para criar um sistema elétrico solar fotovoltaico para sua casa.
Alguns painéis solares de alta qualidade que você pode estar interessado em que podem ser conectados juntos e usados em matrizes solares.
Entender como painéis solares conectados em séries podem produzir mais tensão de saída é uma parte importante de qualquer projeto do sistema solar e entender alguns princípios básicos ao conectar diferentes painéis solares juntos ajudará a projetar e instalar um sistema fotovoltaico para alimentar sua casa muito mais fácil.
Painéis solares fotovoltaicos são dispositivos semicondutores que encobram a luz solar (irradiação) em energia elétrica DC, mas são os painéis fotovoltaicos células solares individuais que são responsáveis pela conversão da luz solar em eletricidade. No entanto, a saída de energia de qualquer tipo de painel PV depende muito da intensidade da luz solar caindo sobre sua superfície, bem como sua orientação, temperatura de operação e a carga conectada.
As células solares são feitas de material de silício especialmente tratado e projetadas para absorver o máximo de luz solar possível. As células solares fotovoltaicas são interconectadas eletricamente em conexões séries e paralelas dentro de um painel (módulo) para produzir os valores de tensão de saída desejados e/ou corrente para esse painel. Normalmente, os painéis solares fotovoltaicos consistem em 36, ou 60, ou 72 células solares interconectadas.
A maioria das células solares de silício produz cerca de 0,5 a 0,6 volts DC, que é a principal característica de uma junção pn, quando não há carga externa conectada. Se não houver carga conectada, ou uma demanda corrente muito baixa, uma célula fotovoltaica gera sua tensão máxima de saída, comumente chamada de tensão de circuito aberto, VOC.
À medida que a demanda atual de carga da célula aumenta, a luz solar mais brilhante (dada em watts por metro quadrado, W/m2) é necessária para produzir a tensão de saída completa. No entanto, há um limite máximo para a quantidade de corrente que uma célula solar pode gerar, não importa o quão brilhante e intensa seja a irradiação da luz.
Enquanto células solares individuais podem ser interconectadas dentro de um único painel FOTOVOLTAICO, os painéis solares fotovoltaicos podem ser conectados em séries e/ou combinações paralelas para formar uma matriz que aumenta a saída total de energia disponível para uma determinada aplicação solar em comparação com um único painel.
Painéis solares conectados da série
Os painéis fotovoltaicos são classificados por sua potência total, ou pico de watts, WP. Por exemplo, 50 Watts, 100 Watts, 245 Watts, etc. assim vários desses painéis conectados juntos podem produzir uma quantidade substancial de energia solar capaz de alimentar uma casa. Em seguida, conectar painéis solares juntos é uma maneira simples e eficaz de aumentar suas capacidades de energia solar, mas é importante entender como os painéis solares conectados às séries se comportam.
Como conectar painéis solares em série
Todos os painéis solares fotovoltaicos produzem uma tensão de saída quando expostos à luz solar e podemos aumentar a saída de tensão dos painéis conectando-os em série. Isso é conectar painéis solares em série aumenta a tensão do sistema, de modo que dois painéis conectados em série produzirão o dobro da tensão em comparação com apenas um painel, mas enquanto as tensões se somam, a amperagem de cada painel permanece a mesma, ou seja, as correntes em série não se somam.
Quando os painéis solares fotovoltaicos são conectados eletricamente em série, o terminal negativo (-) do primeiro painel é conectado ao terminal positivo (+) do próximo (segundo) painel, e o (-) negativo (-) do segundo painel está conectado ao positivo (+) do terceiro painel, e assim por diante até que todos os painéis estejam conectados juntos.
Painéis solares conectados à série são chamados de string, assim o uso da palavra "corda" significa que os painéis estão conectados em série. Observe que as cadeias de série de painéis PV podem ser conectadas em paralelo para aumentar a corrente total e, portanto, mais saída de energia.
Série Painéis Solares Conectados do Mesmo Tipo
Aqui TODOS os painéis solares fotovoltaicos são do mesmo tipo e classificação de energia. A saída total de tensão torna-se a soma da saída de tensão de cada painel, mas a corrente de sequência de string série é igual às correntes do painel, como mostrado.
Usando os mesmos três painéis fotovoltaicos de 12 volts e 5,0 ampere como mostrado acima, podemos ver que quando eles estão claramente conectados juntos em uma sequência de série, a corda combinada produz um total de 36 volts (12 + 12 + 12) a 5,0 amperes, dando wattage de corda total de 180 watts (volts x amps), em comparação com os 60 watts de um único painel.
Assim, se a sequência de série consistia em "n" número de painéis solares fotovoltaicos com exatamente as mesmas características, então a tensão de corda da série seria V1 vezes "n" (V*n) volts com a corrente de saída sendo igual a I1. Assim, a potência total da string será igual a V*I*n watts.
Agora vamos olhar para a conexão de painéis solares em série com diferentes tensões nominais, mas com classificações de corrente idênticas.
Série Painéis Solares Conectados de Diferentes Tensões
Neste método, todos os painéis solares são de diferentes tipos e, portanto, de potência, mas têm uma classificação atual comum. Quando os painéis são conectados em série, as tensões ainda adicionam o mesmo de antes, de modo que a corda produz 36 volts DC a 5,0 amperes, produzindo 180 watts. Novamente, a tensão de saída dependerá do número de painéis conectados, mas a amperagem de cordas permanece a mesma em amperes de 5,0.
Note que, embora os fabricantes advoguem uma tensão padrão do painel (6, 12, 24, 48 Volts, e assim por diante) que muda muito pouco com a irradiação, a tensão do circuito aberto, o VOC (que é a tensão medida quando I = 0) de um painel, no entanto, pode ser até 25% maior do que a classificação nominal de tensão dos painéis, resultando em excesso de volume para cordas grandes.
Então, enquanto nosso exemplo simples tem uma tensão nominal de 36 volts, ele poderia potencialmente ser maior a 45 volts (36 * 1,25). Então é esse nível de tensão que precisa ser levado em consideração ao conectar cordas de série a controladores de carga de bateria, inversores, conversores de tensão ou cargas DC, etc.
Vamos olhar para a conexão de painéis solares em série com as mesmas tensões, mas diferentes classificações de corrente.
Série Connected Solar Panels of Different Currents
Neste método todos os painéis solares são de classificação de corrente diferente, mas têm a mesma tensão nominal. As tensões individuais do painel ainda se juntarão como antes, mas desta vez a amperagem será limitada ao valor do painel mais baixo da sequência de série, neste caso 1 ampere. Em seguida, a sequência de série produzirá 36 volts apenas a 1,0 amp.
Em seguida, não importa a classificação máxima real dos painéis conectados, ele será o painel pv com a classificação de corrente mais baixa que decide a saída total de energia da string série. Por exemplo, nossos três painéis acima têm classificações de potência individuais de:
Assim, a potência total esperada dos três painéis PV chega a 108 watts, mas a potência disponível para a carga conectada é de apenas 36 (36 volts vezes 1 ampere) watts claramente reduzindo as cordas reais para cerca de 33% do máximo, desperdiçando assim dinheiro na compra dos painéis solares de maior potência. A conexão de painéis solares em séries com diferentes classificações atuais só deve ser usada provisoriamente, pois, como vimos, o painel solar fotovoltaico com a corrente mais baixa é aquele que determina a saída atual de toda a matriz.
Agora vamos olhar para a conexão de painéis solares em séries com diferentes classificações de wattage, pois este é o cenário mais comum.
Painéis Solares em Série de Wattage diferentes
Aqui vamos supor que temos três painéis solares fotovoltaicos de 40 watts, 100 watts e 180 watts cada conectado em uma série de cordas. Você pode assumir que a potência total, PT será de 320 watts (40 + 100 + 180), mas este não seria o caso. Como sabemos a classificação nominal de tensão de cada painel, podemos usar a Lei Ohms para determinar a força atual de cada painel e encontrar a verdadeira classificação de potência de saída da sequência de série.
Classificações atuais do painel solar
Assim, para o Painel 1.
P1 = 40 watts, V1 = 6 volts, I1 = 6,67 amperes
e para o Painel 2.
P2 = 100 watts, V2 = 12 volts, I2 = 8,33 amperes
e painel 3.
P3 = 180 watts, V3 = 24 volts, I3 = 7,50 amperes
Como vimos anteriormente que as tensões se somam para que a tensão total de saída, VT será de 42 volts (6 + 12 + 24). No entanto, a corrente de saída é limitada pelo painel com a menor saída de corrente, que é o painel No1 em 6,67 amperes. Em seguida, a sequência de série produzirá uma potência de saída máxima de apenas 280 watts (42 x 6,67), que é 12,5% menor do que os 320 watts esperados, portanto, o conjunto fotovoltaico está operando apenas com 87,5% de eficiência em pleno sol.
Conexão de sequência de série final
Resumo dos painéis solares conectados da série
Vimos aqui que painéis solares conectados aumentam uma tensão de cordas. Assim, "painéis solares conectados em série são sobre tensão" como VT = V1 + V2 + V3 + V4, etc. portanto, grade de fiação = mais tensão. Quantos painéis fotovoltaicos você conecta por string série depende da quantidade de tensão que você está mirando ou do número de painéis solares que você tem disponível, mas você DEVE levar em consideração as strings possíveis tensão de circuito aberto, valor de VOC em todos os momentos ao se conectar aos reguladores e controladores da bateria.
Embora a tensão possa aumentar, a corrente de corda será igual à amperagem mais baixa do painel. Se todos os painéis solares tiverem as mesmas características elétricas, a corda produzirá 100% da energia disponível ao sol total (1000 W/m2). Se os painéis pv conectados da série forem de diferentes wattage's e classificações, então a corrente de string é limitada à corrente de painel mais baixa reduzindo a eficiência da string mesmo em irradiação máxima.
Painéis de diferentes tipos, monocristalino ou policristalino ou com diferentes valores de wattage WP, por exemplo, 40 watts, juntamente com 50 watts, não devem ser conectados em série, pois não produziriam a potência de saída esperada de 90 watts (40 + 50), pois o painel inferior controlaria a corda, desperdiçando assim seu dinheiro no painel maior de 50 watts.
Painéis solares fotovoltaicos são uma ótima maneira de produzir energia elétrica gratuitamente e estão disponíveis em uma gama de valores de wattage de menos de 10 watts a mais de 200 watts para atender a muitas aplicações solares. Mas, a fim de obter a maior eficiência de sua série de cordas, posicionamento, ângulo solar e a quantidade de irradinace são tão importantes quanto usar o mesmo modelo de painel solar. Isto é, se eles estão conectados em série ou são painéis solares conectados paralelos. Um pouco de pensamento vai economizar dinheiro.
Para obter mais informações sobre painéis solares conectados em séries, ou para obter mais informações sobre os diferentes tipos de painéis solares disponíveis, ou para explorar as vantagens e desvantagens do uso de painéis solares conectados em série para alimentar sua casa, clique aqui para encomendar sua cópia da Amazon hoje e aprender mais sobre projetar, fiação e instalar painéis solares conectados fora da grade para criar um sistema elétrico solar fotovoltaico para sua casa.
Alguns painéis solares de alta qualidade que você pode estar interessado em que podem ser conectados juntos e usados em matrizes solares.