太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳? (應用篇)

太陽能板串聯? 並聯? 怎麼使用系統效益最佳? 

在安裝太陽能發電系統時,必定會遇到一個問題那就是太陽能板因該是串聯還是並聯使用比較好呢?  答案是依安裝方式來決定! 

太陽能板串聯

太陽能板系統串聯 (點圖可放大)

電系統的電壓=總太陽能板的電壓相加

發電系統的電流=單片太陽能板的電流

可參考:

1.功率 = 電壓 x 電流! 人人都知道的高功率太陽能板! (入門篇)

2.串聯×並聯! 太陽能板中的基礎應用! (入門篇)


特點:

發電系統的總功率主要是以電壓為主導,因此受到電流的影響相對較低,簡單說受到光照的變化影響降低,相對可以得到較高的系統效益。另外,由於電流為單片板子的電流,因此電線不需要更換成更高的規格,加上電流並未累加,導線的發熱溫度相對也較低,在使用上的安全性比較高

缺點:

當有一片太陽能板被遮陰時,會導致整組串系統不運作

旁路二極體的功用 (點圖可放大)


實際上在高規格的太陽能板設計中,是有把這個問題考慮進去。高規格的太陽能板使用的接線盒裡,是有安裝旁路二極體,當板子被遮陰不發電時,前一片板子的電流會藉由旁路二極體流向下一片板子,不會因為該片子不發電而造成整組串不運作,差別在於發電系統的總電壓少一片板子的電壓

可參考: 

最佳的太陽能板安裝方式~增加你的發電受益!(進階篇)


太陽能板並聯

太陽能板系統並聯 (點圖可放大)

電系統的電壓=單片太陽能板的電壓

發電系統的電流=總太陽能板的電流相加

特點:

發電系統的總功率主要是以電流為主導,因此當有一片板子被遮陰不發電時,不會導致整個系統不運作,簡單說發電系統的影響只有總電流少一片板子的電流

缺點:

由於電流為總太陽能板的電流相加,因此電線需要更換成更高規格的,加上因電流的增加,導線的發熱溫度相對較高,提升使用上的風險性,建置成本也隨之增加

遮陰發生時並聯系統的運作 (點圖可放大)


實際在使用上,很少是一片板子不發電,通常是局部遮陰,造成板子局部發電,此時板子的電壓降低,但因其它的板子電壓相較於局部遮陰的板子高,會造成電流從高電壓流向低電壓的板子,造成電流的逆灌,產生板子的發熱現象,甚至於發生熱斑、玻璃破裂、電池片效率降低等問題

目前在案場的使用上,都是以串聯為主,最後再將多組串接到變電箱做並聯。利用串聯得到最大的系統發電效益,後段並聯減少建置成本及遮陰問題,至於局部電壓不匹配問題,會在系統上安裝組串保險絲阻斷二極體 (防逆灌二極體)


延伸閱讀: 太陽能應用篇

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