Collegamento Pannelli Fotovoltaici in Serie e Parallelo

Il collegamento di più pannelli fotovoltaici spiegato in modo chiaro e semplice.

consigli e suggerimenti su come collegare diversi pannelli solari fotovoltaici

In questo articolo cercherò di spiegarti chiaramente come effettuare il collegamento di più pannelli solari fotovoltaici, per aiutarti al massimo ho disegnato alcuni schemi di collegamento che spero ti saranno utili per collegare i tuoi pannelli solari!

Ma perché dovrei collegare più pannelli fotovoltaici?

Il collegamento di più pannelli fotovoltaici è dettato dall’esigenza di avere una maggiore produzione di energia in grado di soddisfare una maggiore percentuale del nostro fabbisogno energetico.



Ti ricordo che questo articolo fa parte di una guida più generale per tutte le persone interessate a costruirsi da soli un impianto fotovoltaico fai da te partendo da zero per la propria casa, la propria roulotte o barca…

 

Un pannello fotovoltaico è come una batteria!

Dato che un pannello fotovoltaico è provvisto di un polo positivo ed uno negativo, essendo in grado di produrre una corrente ad una determinata tensione continua, esso può esser visto come una normale batteria/pila comunemente presente in tutte le nostre case. Perciò il suo collegamento deve rispettare le regole base dei collegamenti fra batterie, in questo articolo ti mostrerò il:

  • Collegamento di Pannelli  Fotovoltaici in Parallelo
  • Collegamento di Pannelli Fotovoltaici  in Serie
Dato l’alto interesse suscitato dalla costruzione di un impianto fotovoltaico fai da te, cercherò di rispondere a tutte le tue domande e dubbi che mi potrai porre sia via e-mail  info@ecoglobo.it che tramite commenti qui sotto inerenti il collegamento in serie e parallelo quando colleghiamo fra loro moduli fotovoltaici di diversa potenza.

NOTA: Non mi assumo alcuna responsabilità per danni causati a persone o cose dalla lettura ed applicazione delle informazioni presenti su questo articolo.

Fai Attenzione ai Cavi Elettrici

Non tutti i cavi elettrici andranno bene per collegare il tuo impianto domestico fotovoltaico.

Il primo suggerimento che vorrei darti è quello di scegliere dei cavi elettrici opportunamente dimensionati sulla base della potenza massima erogata dai tuoi pannelli.

La scelta del giusto cavo elettrico è uno dei fattori importanti per aumentare l’efficienza di un impianto fotovoltaico, questo perché se la sezione del cavo è troppo piccola, essa fornirà più attrito alla corrente (elettroni) che in esso passeranno, come ad esempio avviene in un tubo d’acqua: maggiore è la sezione del tubo e maggiore sarà la portata di acqua che potremo far passare al suo interno ;)

Ricorda che più corrente passerà nei tuoi cavi e maggiormente essi si scalderanno (per effetto Joule) rischiando di far fondere la plastica esterna del cavo, causando cortocircuiti ed incendi mettendo a serio rischio il tuo impianto fotovoltaico e l’incolumità delle persone e cose ad esso vicine.

Se non sai come scegliere il cavo elettrico ho messo a tua disposizione un semplice programma per calcolare la sezione più efficiente da utilizzare in base alla potenza dei tuoi pannelli, ti consiglio comunque quando andrai ad acquistarlo di fornire i dati di potenza e corrente massimi che scorreranno nei cavi, il commesso potrà così darti una ulteriore consulenza confermandoti le sezioni di cui avrai bisogno.

mammut cavi elettrici

mammut

Un secondo suggerimento è rivolto a come collegare in modo sicuro e flessibile tutti i vari cavi elettrici nel tuo impianto fotovoltaico. In qualsiasi ferramenta ed in ogni negozio di elettronica troverai senza alcun problema i mammut (vedi foto qui a sinistra).

Per collegare ad esempio i fili elettrici rossi che vedi nella figura, basta che con un cacciavite piatto sviti leggermente la vite posta sopra il mammut, inserisci i due cavi lateralmente, facendo attenzione a non far uscire fuori dal mammut alcun filo di rame! Infine, avviti con il cacciavite la vite ed avrai velocemente e saldamente collegato i due cavi. Questo tipo di collegamento ti offre il notevole vantaggio di essere flessibile in quanto potrai in qualsiasi momento togliere i cavi e cambiare la configurazione di collegamento al tuo impianto fotovoltaico oppure sostituire uno o più pannelli.

scatola elettrica di derivazione

scatola elettrica di derivazione

Il terzo ed ultimo consiglio dettato dall’esperienza è quello di inserire TUTTI i tuoi mammut di collegamento all’interno di scatole isolate, e resistenti all’acqua.

Queste scatole sono dette  scatole elettriche di derivazione (foto a destra) e servono proprio a raccogliere i cavi elettrici collegati tramite mammut. In questo modo il collegamento tra pannelli fotovoltaici sarà protetto maggiormente dalla pioggia e da agenti esterni.

 

Quando Collegare i Pannelli Fotovoltaici in Parallelo

Per collegare i pannelli fotovoltaici in parallelo puoi farlo tutte le volte che hai bisogno di ottenere:

a parità di tensione una corrente erogata superiore,

quindi con il collegamento in parallelo dei tuoi pannelli potresti ad esempio ricaricare più velocemente le tue batterie. :)

 

Schema Collegamento Pannelli Fotovoltaici in Parallelo

collegamento pannelli in parallelo

Collegamento di due Pannelli Fotovoltaici Uguali in Parallelo

Qui sopra ti mostro lo schema su come effettuare il collegamento in parallelo di più pannelli fotovoltaici IDENTICI, ovvero di stessa tensione e corrente.

Se ti stai domandando cosa è un diodo, o perché ne dovresti utilizzare nel tuoi impianto, qui di seguito troverai tutte le risposte. ;)

Perché Inserire un Diodo?

Il diodo si usa:

  1. per prevenire che la corrente accumulata di giorno nelle batterie si scarichi di notte sulle celle dei pannelli danneggiandole;
  2. per proteggere l’intera stringa di pannelli (una stringa è l’insieme di pannelli collegati in un parallelo) da guasti o cortocircuiti sui singoli pannelli.
Per questo motivo il diodo è noto come diodo di blocco.

Quale Diodo di Blocco Scegliere? 

Forse il miglior diodo di blocco consigliato per gli impianti fotovoltaici è il diodo Schottky.

Il diodo Schottky è un tipo di diodo caratterizzato da una bassa tensione di soglia:

0,35V rispetto ai 0,6V dei normali diodi.

Questo comporta  una bassissima dissipazione di potenza e quindi un incremento nell’efficienza dell’impianto.

 

Ombra su Pannelli in Parallelo

Un pannello fotovoltaico anche se ombreggiato fornirà una tensione prossima a quella di un pannello sotto pieno Sole.

Ciò che cambia non è la sua tensione ma la corrente erogata!

La corrente è proporzionale alla quantità di luce che colpisce il pannello. 

Quindi il nostro pannello fotovoltaico durante la giornata avrà un irraggiamento crescente fino verso le ore 13-14 e decrescente nelle successive ore.

Vedremo in due prossimi articoli su:

come scegliere l’inverter fotovoltaico

come scegliere il regolatore di carica

che tale variazione potrebbe causare una perdita nell’efficienza del nostro impianto se non stiamo attenti ai modelli che acquisteremo.

 

Collegamento Pannelli Fotovoltaici in Serie

schema collegamento pannelli fotovoltaici in serie

Collegamento di due Pannelli Fotovoltaici Identici in Serie

 

Come vedi dallo schema qui sopra, collegando in serie i tuoi pannelli fotovoltaici avrai che:

la tensione sarà pari alla somma delle singole tensioni sui vari pannelli

mentre

la corrente rimarrà uguale a quella prodotta da un solo pannello

 

Sempre dallo schema di sopra, ad ogni pannello fotovoltaico collegato in serie è collegato un rispettivo diodo di bypass, è lo stesso componente del diodo di blocco del collegamento in parallelo, ma qui svolge una funzione diversa, se sei curioso nel seguente paragrafo ti spiego tutto. ;)

 

Ombra su Pannelli in Serie

 

-> l’Effetto HotSpot Fotovoltaico

Un pannello fotovoltaico essendo composto da celle solari collegate fra loro in serie, se parte di queste celle venisse messa in ombra, allora queste celle diventerebbero una resistenza che ostacola ed assorbe corrente. Questo fenomeno è noto come Effetto HotSpot Fotovoltaico. 

La corrente prodotta dalle celle colpite dalla luce solare attraversando le celle in ombra andrà a riscaldare queste ultime per effetto Joule, tale situazione potrebbe portare al danneggiamento delle celle e in casi estremi ad incendi del pannello stesso.

Come Risolvere  l’Effetto HotSpot Fotovoltaico

effetto hotspot fotovoltaico e diodi di bypass

Ora comprendiamo quanto un’ombra possa causare un abbassamento nel rendimento energetico del nostro impianto, perciò vediamo come correre ai ripari…

Per cercare di limitare l’effetto HotSpot, quello che si fà è dividere il pannello in diverse sezioni composte ognuna da un certo numero di celle e in ogni sezione inserire un diodo di bypass.

Il diodo di bypass serve a by-passare ossia ad escludere la zona del pannello che si trova all’ombra.

Lo svantaggio di questa soluzione è un abbassamento del potenziale del pannnello di circa 0.3 Volt per ogni diodi di bypass inserito!

Il vantaggio di questa soluzione è comunque di escludere una parte del pannello in ombra che si comporterebbe com un carico resistivo, pronto a dissipare parte della corrente prodotta dalla parte del pannello colpita da Sole.

Ombra su tutto il pannello mentre gli altri sono al Sole?

Se si ha un solo pannello totalmente in ombra, mentre tutti gli altri sono ancora al Sole, ancora una volta questo pannello sarà un carico resistivo e andrà a “succhiare ” la corrente prodotta dagli altri pannelli.

Cosa fare quindi?

Inseriamo in parallelo ad ogni pannello un ulteriore diodo di bypass, di modo che se il pannello fosse in ombra, esso sarà “disattivato” tramite il diodo di bypass e non creerà problemi agli altri pannelli.

Qui sotto ho creato un semplice schema di come prevenire l’effetto HotSpot insieme a quello dell’ombreggiamento integrale sul pannello fotovoltaico mediante l’ausilio dei diodi di bypass.

come collegare diodi bypass pannello fotovoltaico

Schema diodi bypass contro effetto HotSpot e ombreggiamento totale

 

 

Collegamento Pannelli Fotovoltaici con Diversa Potenza

-> parallelo di  pannelli differenti

Se hai in casa alcuni pannelli fotovoltaici di STESSA TENSIONE ma di DIVERSA POTENZA, non avrai alcun problema a collegarli in parallelo. Collegando questi pannelli fotovoltaici avrai in uscita la stessa tensione di un singolo pannello e come corrente la somme delle correnti erogate da ogni pannello.

Se invece i pannelli fotovoltaici sono di TENSIONE DIVERSA, allora NON potrai effettuare  il collegamento in parallelo!

Il perché è sempre dato dal fatto che il pannello a tensione più bassa si comporta come un carico resistivo e pertanto andrà ad assorbire corrente, togliendola dagli altri pannelli.

Quindi ricorda:

Ogni volta che stai per collegare in parallelo più pannelli fotovoltaici:

controlla ogni pannello abbia UGUALE tensione

 

-> serie di pannelli differenti

Il collegamento in serie di più pannelli fotovoltaici aventi ognuno una potenza diversa può avvenire SOLO se la CORRENTE É UGUALE in ogni pannello.

IMPORTANTE!

    • se vuoi esprimere una tua idea,
    • una tua personale esperienza relativa al collegamento di più pannelli fotovoltaici,
    • oppure inserire nuove informazioni
    • o critiche,

lasciami un tuo libero commento qui sotto! ;)

Ti auguro una buona progettazione del tuo impianto fotovoltaico fai da te.

Alla prossima ;)

 

Fonte: mpptsolar.com

 

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Autore Giorgio

Ciao!
Mi chiamo Giorgio sono un giovane ingegnere romano ed in questi ultimi anni ho sentito il naturale bisogno di avvicinarmi verso stili di vita più "green" senza però rinunciare alle nuove tecnologie.
Da qui è nata l'idea di questo blog in cui cerco di trasmettere tutta la mia passione per i prodotti tecnologici cercando di impiegarli con uno spirito sostenibile.

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