Последовательное или параллельное подключение солнечных панелей: как соединить и можно ли разной мощности

Ниже правила и готовые расчёты на примере панели Hoshine HS-72TBN-585 S3: Vmp 44,35 В, Imp 13,19 А, Voc 52,15 В, Isc 13,75 А, температурный коэффициент Voc −0,25% на градус (наклейка и паспорт производителя, подробно — характеристики панели). Для другой панели подставьте её значения, логика та же.

Последовательно и параллельно: в чём разница

Мощность в обоих случаях одинаковая: 2 × 585 = 1170 Вт. Выбор определяется входом вашего контроллера или инвертора. Чаще выигрывает последовательное соединение: меньше ток, тоньше кабель, меньше потери, и большинство MPPT-контроллеров и инверторов рассчитаны именно на высокое напряжение. Есть и смешанная схема: несколько последовательных цепочек соединяют параллельно.

Две проверки перед соединением

1. Напряжение на морозе — не выше максимума входа

В холодное ясное утро напряжение холостого хода выше паспортного. Для нашей панели: 58,7 В при −25 °C и 60,6 В при −40 °C (нижний предел работы панели по паспорту). Умножьте на число панелей в цепочке и сравните с максимальным входным напряжением прибора. Превышение может вывести контроллер или инвертор из строя.

2. Напряжение в жару — не ниже рабочего диапазона MPPT

Летом панель нагревается до 60–70 °C, и её рабочее напряжение падает. Если напряжение цепочки опустится ниже нижней границы диапазона MPPT, прибор будет работать не в оптимальной точке и терять мощность. Температурного коэффициента для Vmp в паспорте нет, поэтому для оценки берём коэффициент Voc: при +65 °C на элементе Vmp одной панели около 40 В. Это приближение, на практике закладывайте запас.

Готовые схемы для панелей 585 Вт

Voc на морозе: 52,15 В × (1 + 0,0025 × 50) на панель. Параметры Deye — по спецификации производителя (через liriksolar.com и sun.store). Для любого прибора проверяйте цифры в его инструкции.

• Контроллер на 100 В и две панели. Последовательно нельзя: уже при +25 °C получается 104 В. Только параллельно, и тогда ток на входе до 27,5 А: проверьте, что контроллер его принимает, и помните, что на аккумулятор 12 В такая пара даст ток до 90 А — нужен очень мощный контроллер. Для двух панелей разумнее контроллер на 150 В и аккумулятор 24 В.
• Deye 5 кВт. Нижняя граница MPPT 150 В: три панели в жару дают около 120 В — мало. Четыре — около 160 В, это минимум. Верхняя граница: восемь панелей на морозе 469 В при максимуме 500 В. Девять уже нельзя. Ток одной панели (Imp 13,19 А) чуть выше входа трекера (13 А), поэтому в полдень инвертор немного срежет пик — потеря доли процента. Две цепочки параллельно на один трекер не ставят: ток будет вдвое больше допустимого. Всего у инвертора до 8 000 Вт панелей, то есть до 13 штук 585 Вт.

Можно ли соединять панели разной мощности

Можно, но нужно понимать, что вы теряете.

• Последовательно ток цепочки ограничен самой «слабой» по току панелью. Если к нашей панели (Imp 13,19 А) последовательно подключить панель с Imp 10 А, вся цепочка будет работать примерно на 10 А, и мощная панель потеряет около четверти мощности. Последовательно соединяют панели с близким током Imp, напряжение может отличаться.
• Параллельно ограничение по напряжению: цепочки работают на общем напряжении. Параллельно соединяют панели или цепочки с близким Vmp, ток может отличаться.
• Лучший вариант для разных панелей — разные входы: отдельный MPPT-трекер или отдельный контроллер на каждую группу. У гибридных инверторов с двумя трекерами одну цепочку можно сделать из одних панелей, другую из других.
• Старые и новые панели одной модели соединять можно: разница из-за старения обычно небольшая.

Разные стороны крыши

Панели на восток и на запад освещены в разное время. В одной последовательной цепочке они мешают друг другу: утром тормозит западная, вечером восточная. Их подключают на разные трекеры MPPT. Сколько вообще теряется при неюжной ориентации, разобрано в статье про угол и азимут.

Предохранители и разъёмы

• Одна или две параллельные цепочки — предохранители на цепочках обычно не нужны. Три и больше — по стандарту IEC 62548 на каждую цепочку ставят предохранитель, номинал не выше указанного в паспорте панели (у нашей 25 А): при повреждении одной цепочки остальные гонят в неё обратный ток.
• Параллельное соединение делают Y-разветвителями или в соединительной коробке. Разъёмы берите совместимые с разъёмами панели по инструкции производителя.
• Перед подключением к прибору измерьте мультиметром напряжение и полярность цепочки: так видно и ошибку в соединении, и неисправную панель.