Bab 13: Ketahui bila hendak memasang PV solar dengan bersiri atau selari

Terdapat dua cara pendawaian panel PV solar anda – BerSiri atau Selari atau campuran kedua-duanya. Bagaimana untuk mengendalikan panel anda akan bergantung pada apa tujuan anda dan apa peranti seterusnya yang dapat disokong.

Siri atau Konfigurasi Rantai

Sama seperti meletakkan bateri bersiri, ia akan mempunyai voltan tambahan selepas setiap sambungan. Dua bateri 1.5 volt akan menjana jumlah 3 (1.5 + 1.5) Volt jika diletakkan satu demi satu dengan positif pada satu bateri yang disambungkan kepada negatif bateri lain. Walau bagaimanapun, Amperage akan kekal sama dan terhad kepada bateri dengan rintangan tertinggi dalam rantai bersiri itu.

Dalam panel PV solar, semua sel PV solar disambung secara siri untuk menghasilkan voltan yang cukup untuk digunakan dalam mengecas sistem bateri. Ingatkan setiap sel suria biasanya menghasilkan ~ 0.5 Volt di bawah keadaan ujian standard.

Dalam sistem solar PV, ramai orang ingin bersirikan panel mereka untuk menghasilkan voltan tertinggi yang boleh diterima oleh pengawal caj solar atau penyongsang. Ia akan setinggi 150 Volt DC atau lebih di dalam pengawal MPPT. Dalam tetapan PV solar, ia dipanggil “rentetan” atau “rantai”, seperti rentetan lampu Krismas yang mana satu adalah pautan selepas yang lain.

Kebaikan dalam menyambung panel PV dengan siri:

• Membolehkan menggunakan wayar yang lebih kecil: Adalah penting untuk mengetahui bahawa wayar akan membawa lebih banyak kuasa pada wayar yang lebih kecil jika anda meningkatkan voltan. Pernah tertanya-tanya bagaimana wayar yang kelihatan kecil tergantung di grid utiliti kuasa (grid kebangsaan) boleh membawa kuasa yang mencukupi untuk menguasai keperluan elektrik sebuah bandar? Cara-caranya adalah dengan menggunakan voltan yang sangat tinggi, biasanya 33 Kilo Volt (33000 Volt) dan boleh sehingga 765 Kilo Volt (dalam talian penghantaran dari stesen janakuasa.) Dengan voltan tinggi, amperage yang merentasi wayar akan menjadi kecil kerana Kuasa (Wattage) adalah sama dengan Perbezaan Keupayaan (Volts) darab arus Semasa (Amperage). Pengunaan Kabel bersaiz kecil biasanya lebih murah daripada mempunyai wayar besar.
• Mengurangkan kehilangan semasa penghantaran arus: Dengan Amperage yang rendah dengan voltan yang tinggi, kehilangan melalui kehilangan haba semasa penghantaran dalam wayar akan menjadi lebih kecil. Ia akan mempunyai kecekapan kerja yang lebih tinggi dalam sistem solar PV.
• Benarkan pendawaian lebih panjang daripada Panel PV suria ke peranti lain: Dengan amperaj rendah voltan tinggi, dan kehilangan haba yang rendah semasa penghantaran, anda boleh membawa wayar yang lebih panjang untuk menyambungkan peranti anda. Panel akan menjadi panas di bawah matahari, dan haba ini tidak baik untuk jangka hayat peranti lain seperti penyongsang, pengawal dan bateri. Selalunya lebih baik untuk meletakkan peranti sensitif haba jauh di bawah tempat berlorek atau bilik yang sejuk, daripada menyimpan peranti ini di bawah panel yang panas.
• Berguna pada pengawal MPPT: Penjejakan Titik Kuasa Maksimum (Maximum Power Point Tracking – MPPT) adalah peranti yang hebat untuk menentukan output kuasa maksimum secara cekap dengan menjejaki output secara digital dari Panel Suria PV dan menyampaikan voltan yang betul ke seluruh sistem (bateri dan beban). MPPT biasanya boleh menerima Voltan DC Tinggi (biasanya sehingga 150 Volt DC, bergantung kepada kadar pengeluaran solar) dan dengan itu membolehkan lebih banyak panel PV suria solar digunakan bersama dalam satu litar.

Keburukan dalam menyambung panel PV dengan siri:

• Satu pautan yang lemah dalam litar siri akan mengurangkan kecekapan keseluruhan sistem: Sama seperti rentetan lampu Krismas, satu lampu yang rosak akan menyebabkan satu seksyen lampu Krismas menjadi rosak. Begitu juga jika salah satu panel dalam siri mempunyai rintangan yang lebih tinggi disebabkan oleh panel yang rosak atau kerana bayangan separa panel PV tunggal itu, rentetan keseluruhan akan terjejas dan kecekapan keseluruhan akan diturunkan ke tahap pautan yang paling lemah. Salah satu penyelesaiannya adalah untuk mengunakan diod By-Pass untuk membenarkan arus untuk memintas panel yang berfungsi paling lemah. Panel yang lebih banyak yang tedung separa juga akan menyebabkan pengurangan kecekapan sistem. Disebabkan sifat semikonduktor diod, sesetengah voltan dihilangkan apabila arus melimpasi setiap diod.
• Voltan yang lebih tinggi adalah berbahaya: Sejak Voltage bertambah dengan setiap panel berikutnya, ia biasanya akan berakhir dengan sistem voltan yang lebih tinggi yang memerlukan pemasangan profesional untuk tujuan keselamatan.

Konfigurasi Selari

Walau bagaimanapun, sesetengah akan memilih konfigurasi Selari. Sama seperti pek bateri yang disambung secara selari, dengan semua positif dihubungkan bersama dan negatif disambungkan bersama-sama. Ini akan menambahkan amperasi dan menghantar lebih banyak kuasa, walaupun dengan voltan yang sama.

5 panel PV suria 12 Volt 5 amp masing-masing akan menghasilkan 12 Volt 25 amp jika disambung selari, atau akan menghasilkan 60 Volt 5 amp jika disambungkan secara siri.

Kebaikan dalam menyambung panel PV dengan selari:

• Benarkan voltan lebih selamat untuk dikendalikan: Kebanyakan peranti elektronik berfungsi pada voltan lebih rendah, misalnya 5 volt, 12 volt atau 24 volt. Dengan piawaian 12 Volt dalam kebanyakan sistem elektrik automotif, kita boleh mencari peranti dari lampu ke stereo ke motor yang berjalan pada 12 volt dengan senangnya. Malah bateri kereta juga berjalan pada 12 volt. Semua voltan ini boleh diangap agak “selamat” dikendalikan oleh orang awam. Rintangan badan akan bermain ketika terkena kejutan elektrik. Pada voltan yang lebih rendah di bawah 25 Volt (atau kurang daripada 20 volt) akan ada rintangan badan yang lebih tinggi untuk kejutan (50% daripada penduduk kita akan mempunyai impedans sebanyak 3,250 Ω apabila tertakluk kepada 25 Volt, manakala impedans dikurangkan kepada 1,350 Ω apabila tertakluk kepada 220 Volt). Semakin tinggi voltan sistem, semakin senang untuk mendapat kejutan electrik, malah dengan sistem selari, voltan keseluruhan akan menjadi rendah dan kurangkan risiko kejuta elektrik.
• lebih baik digunakan bersama dengan pengawal PWM:Jika output voltan panel dan voltan bateri hampir sama, pengawal caj akan berfungsi dalam kecekapan yang lebih tinggi daripada voltan yang sangat tidak sepadan antara panel dan bateri, kerana tidak ada penukar DC ke DC seperti dalam kes pengunaan pengawal MPPT. Pengawal PWM adalah lebih murah dan dengan itu sesuai untuk aplikasi solar DIY biasa. Pengawal PWM akan mengurangkan voltan berlebihan dan membenarkan semua arus digunakan dalam mengecas bateri dan beban anda.
• Jumlah output solar PV tidak terjejas oleh Pautan Lemah:Oleh kerana setiap panel PV solar mempunyai sambungan yang sama, maka setiap panel akan melaksanakan pada kadar mereka sendiri. Panel-panel yang tidak dilindungi bayang bayang akan berfungsi pada kecekapan puncaknya, manakala panel yang dibayangi (teduhan separa) akan melaksanakan kecekapan yang dikurangkan, secara berasingan. Walau bagaimanapun, ia masih disyorkan untuk mengunakan diod penyekat untuk memastikan semua arus panel bergerak satu arah.

Keburukan dalam menyambung panel PV dengan selari:

• Perlu menggunakan kabel lebih tebal: Oleh kerana output amperasi panel solar akan ditambah, ia akan menghasilkan output amperasi yang lebih tinggi yang memerlukan dawai bersaiz lebih besar yang lebih mahal. Ini juga secara tidak langsung meningkatkan kos pendahuluan pemasangan sistem.
• Kurang cekap apabila digunakan dengan kabel panjang:Oleh kerana arus yang tinggi, ianya akan ada kehilangan haba yang lebih tinggi semasa penghantaran arus yang besar. Anda perlu meningkatkan lagi saiz wayar jika anda berhasrat mengunakan wayar panjang yang juga secara tidak langsung meningkatkan kos pendahuluan pemasangan sistem.

Pencampuran Konfigurasi Bersiri dan Selari

Untuk memulihkan kebaikan dan keburukan kedua-dua konfigurasi, adalah disyorkan untuk mempunyai campuran kedua-duanya untuk mendapatkan semua manfaatnya. Anda boleh mempunyai konfigurasi selari bagi set panel PV solar dalam rentetan. Di mana anda boleh mendapatkan tenaga yang lebih baik, kos pendawaian yang lebih rendah dan kecekapan lebih baik memuaskan dalam situasi dengan panel bawah teduhan separa.

Untuk memastikan kecekapan tertinggi, biasanya nasihat untuk mempunyai panel induk yang disambungkan kepada penyongsang induk, seperti yang dilihat dalam panel solar PV dengan mikroinverters dalam sistem tie grid. Setiap panel dengan microinverters yang dilampirkan akan mengurangkan kesan teduhan separa kerana semua panel akan berfungsi secara berasingan antara satu sama lain, kalau kita berbanding dengan penyongsang rentetan.

Mencampurkan pelbagai jenis panel PV suria

Apabila pelbagai jenis panel diperlukan untuk dihubungkan bersama-sama, ia sentiasa menasihatkan untuk mempunyai PV suria yang serupa (rating watt voltan watt yang sama) disambungkan bersama untuk mengelakkan kejatuhan jumlah kecekapan disebabkan oleh limitasi dari panel yang paling lemah. Begitu juga kita tidak digalakan menggabungkan bateri baru dan lama bersama-sama apabila menggunakannya.

Dalam siri rentetan, panel prestasi rendah akan memberi kesan yang ketara kepada jumlah rentetan. Panel watt yang lebih rendah biasanya mempunyai penarafan Amp yang lebih rendah, dengan saiz sel yang lebih kecil. contohnya apabila satu sistem panel dibentuk daripada rentetan dengan pelbagai panel 5 Amp dan 1 Amp, keseluruhan sistem akan ditambah voltan tetapi arus bersih akan mendekati 1 amp atau litar pintas maksimum yang boleh dikendalikan oleh sel terkecil.

Dalam konfigurasi selari, panel dengan kuasa berbeza juga boleh mempengaruhi satu sama lain, kerana setiap panel dalam konfigurasi selari akan mempunyai perbezaan potensi berbeza. Jika satu panel menghasilkan voltan tinggi yang ketara daripada yang lain (cth. Panel 24 Volt bercampur dengan 12 Volt panel), panel voltan yang lebih rendah akan berfungsi dengan kecekapan berkurangan secara signifikan kerana panel tidak dapat menghasilkan perbezaan potensi yang mencukupi untuk bersaing dalam menyuntik arus secara berkesan ke dalam sistem.

Dalam keadaan anda mempunyai panel penarafan yang berbeza di tangan, cara yang disyorkan adalah untuk menyambungkan setiap set yang serupa kepada interver induk sendiri (contohnya inverters mikro) untuk mendapatkan kecekapan maksimum dari panel anda yang tersedia.

BAB SETERUSNYA >> Kenali Pengawal Caj Solar Anda