Sortides i Paràmetres dels Panells Solars

En examinar les sortides d’un panell solar, és essencial entendre els components i les especificacions que influeixen en el seu rendiment i eficiència. Aquesta guia proporciona una anàlisi en profunditat de la caixa de connexions, les característiques elèctriques clau, els paràmetres operacionals i les propietats mecàniques dels panells solars.

Caixa de Connexions i Diods de By-pass

Primer pla d’una caixa de connexions d’un panell solar, que mostra els seus components, incloent terminals per connexions elèctriques, diodes i un envoltori protector, utilitzats per connectar el panell solar al sistema elèctric i protegir contra falles elèctriques

A la part posterior d’un panell solar, normalment trobaràs una caixa de connexions, que pot contenir un o més diodes de by-pass. Aquests diodes protegeixen els grups de cel·les solars de l’ombreig i redueixen la pèrdua de potència. Idealment, cada cel·la tindria el seu propi diodes de by-pass, però per raons de cost, els diodes només s’instal·len en grups de cel·les.

Nota Important:
Els diodes de by-pass no impedeixen que l’energia flueixi de la bateria de tornada al panell solar quan no hi ha llum solar. Per bloquejar aquest corrent invers, s’utilitza un diodes de bloqueig, sovint integrat en el controlador de càrrega solar.

Dos cables amb connectores MC4 emergint de la caixa de connexions del panell solar, utilitzats per connectar el panell solar a la resta del sistema d’energia solar

De la caixa de connexions, emergeixen dos cables amb connectores MC4 (o a vegades altres tipus). Els panells solars d’alta potència (200W i més) sempre inclouen diodes de by-pass i cables, mentre que els panells de baixa potència (per sota de 200W) poden tenir només una caixa de connexions sense cables i de vegades manquen diodes de by-pass.

Paràmetres Clau dels Panells Solars

Els principals paràmetres d’un panell solar es poden trobar a la seva etiqueta posterior i a la fitxa tècnica proporcionada pel fabricant. Aquestes especificacions es mesuren habitualment sota Condicions de Prova Estàndard (STC), que assumeixen una irradiància de 1000W/m² a una temperatura de cel·la de 25°C.

Primer pla de la part posterior d’un panell solar que mostra paràmetres, incloent l’etiqueta del fabricant amb especificacions, número de model, voltatge, classificacions de corrent i qualsevol informació addicional relacionada amb el rendiment i la certificació del panell

Característiques Elèctriques:

  • Potència Màxima (Pmax): Indica la màxima potència que pot aconseguir el panell sota STC, habitualment 435W.
  • Voltatge de Circuit Obert (Voc): La màxima tensió disponible d’un panell solar quan no hi ha càrrega connectada, generalment 48.7V.
  • Corrent de Curt Circuit (Isc): El corrent a través del panell solar quan la sortida està en curtcircuit, habitualment 11.39A.
  • Voltatge a la Potència Màxima (Vmp): El voltatge quan el panell està proporcionant la seva potència màxima, habitualment 40.9V.
  • Corrent a la Potència Màxima (Imp): El corrent quan el panell està proporcionant la seva potència màxima, normalment 10.64A.
  • Eficiència del Mòdul: L’eficiència del panell a l’hora de convertir la llum solar en electricitat, sovint al voltant del 20%.

Paràmetres Operacionals:

  • Rang de Temperatura Operacional: La gamma de temperatures en què el panell pot funcionar efectivament, habitualment de -40°C a +85°C.
  • Tolerància de Potència de Sortida: El rang dins del qual la potència de sortida real pot variar respecte al Pmax especificat, sovint de 0 a +5%.
  • Tensió Màxima del Sistema: La màxima tensió que es pot aplicar al panell de manera segura, generalment 1500V.
  • Classificació Màxima del Fusible Sèrie: La classificació màxima de corrent del fusible que s’ha d’utilitzar en sèrie amb el panell, sovint 20A.

Coeficients de Temperatura (STC):

  • Coeficient de Temperatura d’Isc: Reflecteix com canvia el corrent de curt circuit amb la temperatura.
  • Coeficient de Temperatura de Voc: Normalment -0.27%/°C, indica com canvia el voltatge de circuit obert amb la temperatura.
  • Coeficient de Temperatura de Pmax: Normalment -0.35%/°C, mostra com depèn la potència màxima de les variacions de temperatura.

Càrrega Mecànica i Durabilitat

A l’hora de seleccionar panells solars, entendre les seves propietats mecàniques i classificacions de càrrega és crucial per garantir un rendiment òptim i durabilitat.

Propietats Mecàniques:

  • Orientació de les Cel·les: 144 cel·les disposades en una matriu de 6x24.
  • Caixa de Connexions: Classificació IP68, que proporciona una protecció robusta amb tres diodes de by-pass per assegurar un rendiment fiable.
  • Cable de Sortida: Cables de 4mm² amb llargades de 400mm (+) i 200mm (-) per a una connexió fàcil.
  • Vidre: Vidre temperable de 3.2mm de gruix amb un recobriment especial per millorar la durabilitat i la transmissió de llum.
  • Marc: Fabricat d’aliatge d’alumini anoditzat, que ofereix resistència i resistència a la corrosió.
  • Pes: El panell pesa aproximadament 23.3 kg.
  • Dimensions: El panell mesura 2094 x 1038 x 35 mm.

Classificacions de Càrrega Mecànica:

  • Càrrega Estàtica Màxima del Lateral Davanter: El panell pot suportar una pressió estàtica de fins a 5400 Pa a la seva part davantera.
  • Càrrega Estàtica Màxima del Lateral Posterior: Pot suportar fins a 2400 Pa a la seva part posterior.
  • Prova de Granís: El panell es prova per suportar l’impacte de grans de 25mm que viatgen a 23m/s, assegurant la seva resistència davant de condicions meteorològiques severes.

Sempre consulta la fitxa tècnica del fabricant per obtenir informació precisa i detallada.

Connexió de Panells Solars: Paral·lel i Sèrie

Entendre com connectar panells solars és crucial per optimitzar el rendiment del vostre sistema d’energia solar. Aquesta guia cobreix les connexions en paral·lel i sèrie, els connectors necessaris i els efectes sobre el voltatge, el corrent i la potència total de sortida.

Connexió Paral·lela de Panells Solars

Diagrama mostrant panells solars connectats en paral·lel, il·lustrant com els terminals positius de cada panell estan connectats entre si, i els terminals negatius també estan connectats entre si, permetent un increment del corrent mentre es manté el mateix voltatge que un sol panell

En una connexió en paral·lel, els terminals positius de tots els panells solars estan connectats, i els terminals negatius estan connectats de manera similar. Aquesta configuració manté el voltatge al nivell d’un sol panell, mentre que el corrent és la suma dels corrents de tots els panells connectats. La potència total és la suma de les potències dels panells individuals.

Per exemple, considerarem un panell solar de 435W amb els següents paràmetres:

  • Potència Màxima: 435W
  • Voltatge a la Potència Màxima: 40.9V
  • Corrent a la Potència Màxima: 10.64A

Connectant tres d’aquests panells en paral·lel:

  • Potència Total: 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Voltatge a la Potència Màxima: 40.9V
  • Corrent a la Potència Màxima: 10.64A + 10.64A + 10.64A = 31.92A

Nota Important:
En connectar panells solars en paral·lel, es recomana utilitzar models idèntics o assegurar-se que els paràmetres de voltatge i corrent difereixin en no més del 5%.

Connectors Requerits:

  • Per a dos panells: Dos connectors T-Branch MC4 i un parell de connectors MC4.
  • Per a tres o més panells: Tres o més parells de connectors T-Branch MC4 i un parell de connectors MC4.

Si connectes més de dos panells en paral·lel, és possible que necessitis cables d’extensió per arribar al punt de connexió comú. El corrent combinat pot convertir-se en significatiu, per la qual cosa els fusibles són necessaris per a connexions de tres o més panells. La majoria dels connectors estan classificats per 30A. Si el corrent total supera els 30A, canvia a barres de bus elèctriques fetes d’acer inoxidable o llautó en lloc de connectors.

Connexió Sèrie de Panells Solars

Diagrama que il·lustra la connexió sèrie de panells solars, mostrant com el terminal positiu d’un panell està connectat al terminal negatiu del següent panell, augmentant el voltatge total mentre es manté el mateix corrent que un sol panell

En una connexió en sèrie, el terminal positiu d’un panell està connectat al terminal negatiu del següent panell. Aquesta configuració augmenta el voltatge mentre manté el corrent constant. Si necessites augmentar el voltatge del teu sistema solar, una connexió en sèrie és ideal.

Per exemple, utilitzant el mateix panell solar de 435W:

  • Potència Màxima: 435W
  • Voltatge a la Potència Màxima: 40.9V
  • Corrent a la Potència Màxima: 10.64A

Connectant tres d’aquests panells en sèrie:

  • Potència Total: 435W + 435W + 435W = 1305W
  • Voltatge a la Potència Màxima: 40.9V + 40.9V + 40.9V = 122.7V
  • Corrent a la Potència Màxima: 10.64A

Nota Important:
Al igual que amb les connexions en paral·lel, les connexions en sèrie haurien d’utilitzar models idèntics o assegurar-se que els paràmetres de voltatge i corrent difereixin en no més del 5%.

Les connexions en sèrie són generalment preferibles sempre que sigui possible, ja que augmentar la tensió en comptes del corrent redueix les pèrdues als cables.

Conclusions

Ja sigui que escullis connexions en paral·lel o sèrie, entendre els paràmetres clau dels teus panells solars és essencial per a un rendiment òptim i la seguretat. Seguint aquestes pautes i utilitzant els connectors i fusibles adequats, pots dissenyar un sistema d’energia solar eficient i efectiu adaptat a les teves necessitats.