Zonnepaneel
Gebruik van een 12V zonnepaneel
TechTalk
12V zonnepaneel aansluiten: serie of parallel?
-

-


Paneel is reeds uitgerust met beschermingsdiodes (reverse protection) die in mijn geval (parallelschakeling) niet nodig zijn.


Schottky diode SB540: 5A 40V reverse spanning

Bescherming van de installatie

De bescherming van de installatie tegen een te hoge spanning, tegen ompoling van het zonnepaneel en tegen kortsluiting staat op deze pagina.

Aansluiting van één 12V zonnepaneel op een bufferbatterij en een gebruiker. De batterij is nodig om de variatie in vermogen op te vangen. ER is meer informatie over de batterijen op deze website: geschikte batterijen zijn LFP (lithium-ijzer-fosfaat) (best), nickel-ijzer en deep cycle loodbatterijen (minder goed).

Op deze pagina informatie hoe je je 12V zonnepaneel moet aansluiten: in serie of in parallel, en welke beschermingen er nodig zijn.

Zonnepanelen parallel aansluiten

Twee of drie kleinere panelen zijn handiger dan een grote paneel. Met een totale oppervlakte van 1 vierkante meter kan je de frigobox permanent van stroom voorzien, en hebt je nog wat extra vermogen over voor de radio, de televisie, de laptop en om de telefoons op te laden. Het is niet meer nodig de motor te laten draaien om de batterij weer op te laden.

We gaan ervan uit dat je met een 12V systeem werkt: de panelen moeten dus parallel aangesloten worden. Dit is de manier van aansluiten, getoond voor twee panelen, maar je kan het aantal nagenoeg onbeperkt opvoeren.

Je ziet extra onderdelen in de schakeling:

  • Reverse protection diodes
    Deze zijn enkel nodig als de panelen in serie gebruikt worden en zijn hier niet nodig. Je moet de diodes niet verwijderen. Er is verder op de pagina meer info over het aansluiten van de panelen in serie en over deze beschermingsdiodes.

  • Discharge protection diodes
    Deze zorgen ervoor dat de batterij 's nachts niet ontladen worden. Deze diodes zijn aangeraden, zeker als je de panelen gaat parallel schakelen. Gebruik hier schottky diodes die een lagere voorwaartse spanningsval hebben. De SB540 zijn standaard schottky diodes voor 5A 40V. Ze zijn gemakkelijk te verkrijgen, ze werden in veel schakelende voedingen gebruikt (turbo deck videorecorders van Philips).
De aansluitdoos van m'n zonnepaneel heeft beschermingsdiodes (die in dit geval niet nodig zijn) maar geen diodes die de batterij beschermen tegen ontlading. Ieder paneel heeft ook een beveiliging tegen overspanning nodig, die lager op de pagina uitgelegd wordt.

Het schakelen in parallel heeft als voordeel dat ieder paneel stroom bijdraagt naargelang zijn mogelijkheden: een paneel dat in de schaduw staat zal geen stroom leveren, maar zal ook de werking van de andere panelen niet verstoren.

Serie aansluiting

Bij vaste installaties die stroom op het net steken worden de panelen in serie aangesloten, we bekomen dan een spanning van minstens 400V voor grote installaties. Het werken met hoge spanningen heeft als voordeel dat de kabels dunner mogen zijn. Bij een installatie van 8kW op 400V bedraagt de maximale stroom 20A. Zou men panelen van 48V in parallel plaatsen, dan zou men een stroom van 167A hebben. Daarom werken residentiële zonnepanelen op zo'n gevaarlijk hoge spanning! De omvormers passen zich automatisch aan aan de spanning van de zonnepanelen.

8V
20V
Als het linkse paneel minder licht krijgt, dan kan die minder stroom leveren en zakt zijn spanning, waardoor het fel belicht paneel een hogere spanning moet leveren om aan de 28V te komen.

Het rechtse paneel kan die spanning niet leveren, waardoor zijn stroom lager wordt, en uiteindelijk wordt er een equilibrium bereikt, bijvoorbeeld 11V en 17V, maar met een laag rendement.

Wij kunnen ook onze kleinere panelen in serie aansluiten, bijvoorbeeld als onze caravan op 24V werkt. Hier is de beschermingsdiode nodig: het beschermt het paneel tegen een omgekeerde spanning. Een omgekeerde spanning kan ontstaan als een paneel minder zon krijgt dan een andere en als de batterij zeer stek ontladen is. Zonder de diode zou het paneel defekt gaan.

De diode tegen het 's nachts ontladen is hier ook nodig, maar je hebt slechts één diode nodig. We beperken ons tot twee panelen in serie voor een totale spanning van 28V, dus minder dan de 40V reverse spanning van de schottky diode.

Ieder paneel moet ook een bescherming hebben tegen overspanning (zowel bij de parallele en serie aansluiting, één bescherming per paneel).

Als je kan kiezen tussen een parallele of een serie aansluiting, moet je kiezen voor een parallele aansluiting die een hoger rendement zal halen. Tot stromen van 10A (drie panelen van 60W in parallel) kan je gewone montagedraad van 2.5mm3 gebruiken.

De reden voor het kiezen van een parallele aansluiting is de volgende: veronderstel een ongelijkmatige belichting van beide panelen (wat in de praktijk vaak zal voorkomen, denk maar aan een paneel die wat scheef opgesteld staat).

We hebben een paneel die 30W levert en de andere 20W.

  • Bij een parallele aansluiting worden de vermogens gewoon bij elkaar opgeteld en hebben we een totaal vermogen van 50W. Het is geen probleem als slechts één paneel stroom levert (vast opgestelde panelen die naar verschillende richtingen gedraaid zijn).
  • Bij een serie aansluiting beperkt het paneel met de laagste opbrengst de stroom, en dus ook het vermogen: in het beste geval hebben we een vermogen van 40W. Bij een serieschakeling met één paneel die geen zonlicht krijgt wordt er geen vermogen geleverd.

Maar de spanning van het paneel met de laagste opbrengst gaat ook dalen, bijvoorbeeld van 14V bij volle belichting naar 8V bij lage belichting (dit is omdat het ander paneel wel zijn maximale stroom probeert te leveren). Het paneel met de betere opbrengst moet nu een spanning leveren van 20V in plaats van 14V (voor een totale spanning van 28V) en dat kan die niet (zijn optimale spanning bedraagt 16V), waardoor het vermogen nog verder zakt. De beschermingsdiodes dienen immers enkel om het paneel te beschermen, maar gaan geen extra spanning creeren.

Publicités - Reklame

-