Off Grid Solar Sistem: Güneş Paneli Seri ve Paralel Bağlantı

Fotovoltaik (PV) güneş panelleri herhangi bir güneş enerjisi sisteminin temel bileşenidir. Bir güneş paneli dizisinde birden fazla güneş panelinin bağlanması söz konusu olduğunda dikkate alınması gereken iki çeşit konfigürasyon vardır: güneş panellerinin seri veya paralel olarak bağlanması. Bir güneş paneli dizisinin seri veya paralel olarak bağlanması sistemin genel voltajı, akımı ve performansı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Bu paylaşımımızda seri ve paralel bağlanmış güneş paneli dizileri arasındaki avantaj ve dezavantajları inceleyip pratik bir örnek üzerinden gerçek hayattaki farkları anlatmaya çalışacağız.

Anlatmak için aşağıdaki bileşenlere sahip bir off grid sistemimiz olsun:

550W Solar Güneş Paneli: 4 Adet, VoC= 49.90V, Isc= 14A

3000W MPPT Off Grid İnverter: 80A DC Şarj

12V 200Ah AGM Jel Akü: 4 Adet, 2 Seri 1 Paralel bağlı 24V'luk sistem

Tüketimimizi ise günlük ortalama 8 kWh olarak alalım.

Güneş Paneli Seri Bağlantı

Güneş panellerini seri olarak bağlamak için bir güneş panelinin pozitif terminali ile diğer güneş panelinin negatif terminali sırayla birbirine bağlanır. Güneş panellerini seri bağlamanın temel amacı akım akışını sabit korurken sistem voltajını artırmaktır. Bu yüzden seri bağlantı konfigürasyonu mesken tipi veya ticari tip güneş enerjisi uygulamalarında yüksek voltaj çıkışı sağlamak amacıyla tercih edilir.

Seri bağlanmış fotovoltaik güneş panel dizilerinin 3 temel karakteristiği vardır:

• Voltaj Artışı: Seri bağlanmış güneş panellerinden oluşan bir sistemin toplam voltajı, panellerin her birinin voltajının toplamına eşittir. Bu yüzden güneş panellerini seri bağlayarak sistemin voltajını artırmış oluruz. Bizim örneğimizde, 4 adet 550W'lık güneş panelini seri olarak bağladığımızda toplam sistem voltajımız 49.90V + 49.90V + 49.90V + 49.90V = 199.6V olacaktır.
• Sabit Akım: Seri bağlanmış güneş panellerinden oluşan bir sistem içerisinde her panelden geçen akım aynıdır ve en düşük akım çıkışına sahip güneş paneli tarafından sınırlandırılır. Bizim örneğimizde, 4 adet 550W'lık güneş panelini seri olarak bağladığımızda toplam sistem akım değerimiz 14A olacaktır.
• Gölgeleme Hassasiyeti: Seri bağlı güneş panelleri gölgelenmeye veya kısmi engellere karşı daha hassastır. Seri bağlanmış panellerden bir tanesi gölgelenir ise, tüm seri dizisinin çıkış gücünü önemli ölçüde azaltabilir.

Güneş Paneli Paralel Bağlantı

Paralel bağlantı konfigürasyonunda güneş panellerinin tüm pozitif ve negatif terminalleri birbirine bağlanır ve birleştirilir. Güneş panellerini paralel bağlamanın temel amacı sistem voltajını sabit korurken akım akışını artırmaktır. Bu yüzden paralel bağlantı yüksek akım çıkışı gereken uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

Paralel bağlanmış fotovoltaik güneş panel dizilerinin 3 temel karakteristiği vardır:

• Sabit Voltaj: Aynı voltaj değerine sahip panellerin paralel bağlanması ile oluşturulmuş panel dizilerinin voltajı sabit kalır. Bizim örneğimizde, her biri 2 güneş panelinin seri olarak bağlanmasından oluşan 2 diziyi paralel olarak bağladığımızda toplam sistem voltajımız 99.80V olarak sabit kalacaktır. Oluşturmuş olduğumuz bu konfigürasyona 2 Seri 1 Paralel bağlantı da diyebiliriz.
• Akım Artışı: Paralel bağlantının temel amaçlarından bir tanesi toplam akım çıkışını artırmaktır. Paralel bağlanmış panel dizilerinin çıkışında panellerden gelen akım birleşir. Bizim örneğimizde seri bağlanmış panel dizilerimizin akımı 14A iken, iki dizimizi paralel bağlayarak toplam sistem akım çıkışımızı 14A + 14A = 28A'ya çıkarmış olduk.
• Gölgeleme Toleransı: Paralel bağlı güneş panelleri gölgelenmeye veya engellere karşı daha toleranslıdır. Paralel bağlanmış paneller veya panel dizileri bağımsız olarak çalıştığından bir panelin veya dizinin gölgelenmesi diğerlerinin performansını büyük ölçüde etkilemez.

Seri ve Paralel Bağlantı: Avantaj ve Dezavantajları

Güneş panellerini paralel veya seri bağlamanın çeşitli faktörleri göz önüne aldığımızda kendi içinde avantaj ve dezavantajları vardır.

Güneş Panellerini Seri Bağlamanın Avantajları:

• Daha Yüksek Sistem Voltajı: Seri bağlantı konfigürasyonu, sistem voltajını artıracağından özellikle uzun kablo geçişlerinde düşük voltajlı sistemlere göre güç kayıplarının daha düşük olmasını sağlar.
• MPPT Verimliliği: MPPT kontrolüne sahip inverterler daha yüksek voltaj girişlerinde daha iyi performans gösterir.
• Daha Basit Kurulum: Seri bağlantı konfigürasyonu daha az kablo gerektirdiğinden kurulumu daha kolay ve kablolama maliyeti daha düşüktür.

Güneş Panellerini Seri Bağlamanın Dezavantajları:

• Gölgeleme Hassasiyeti: Bir seri bağlanmış panel dizisindeki bir panel gölgelenirse, tüm sistemin güç performansı düşer.
• Tasarım Esnekliği: Seri bağlantı konfigürasyonları daha yüksek voltaj çıkışı sağlayacağından, sistem tasarımı sırasında bu yüksek voltaj çıkışına uygun inverter ve akü seçimlerinizi kısıtlayabilir.

Güneş Panellerini Paralel Bağlamanın Avantajları:

• Gölge Toleransı: Paralel bağlantı konfigürasyonu kullanılan güneş paneli dizileri değişken gölgelendirmenin bulunduğu şartlara karşı daha iyi performans gösterir.
• Sabit Voltaj: Paralel bağlantı yapılması tek bir panelin veya panel dizisinin çıkışıyla eşleşen tutar bir voltaj sağlayacağından inverter ve akü sisteminin voltaj gereklilikleri ile uyum sağlamayı kolaylaştırır.
• Arıza Durumları: Paralel bağlanmış güneş panellerinden herhangi birinin arızalanması durumunda diğer paneller çalışmaya devam ederek enerji sağlamayı sürdürürler.

Güneş Panellerini Paralel Bağlamanın Dezavantajları:

• Yüksek Akım: Paralel bağlantı konfigürasyonu kullanılan sistemlerden daha yüksek akım geçeceğinden dolayı daha kalın kabloların kullanılması gerekir. Bu da kurulum maliyetlerini artırabilir.
• Düşük Voltaj: Uzun kablo mesafelerinin olduğu uygulamalarda, düşük sistem voltajından dolayı verimlilik kaybı yaşanabilir.

Sonuç Olarak Seri mi Paralel Bağlantı mı?

Güneş panellerini seri ve paralel bağlamanın tasarlanmak istenen sistemin koşularına göre belirli avantaj ve dezavantajları vardır. Horwer ailesi olarak bizim tavsiyemiz 12V, 24V veya 48V gibi düşük voltaja sahip Off Grid solar sistemler için paralel bağlantı konfigürasyonunu kullanmaktır. Neden mi? İlk başta paylaştığımız uygulama örneğimize geri dönerek gerçek hayatta seri ve paralel bağlantının rakamlarla ne fark yarattığını inceleyelim.

48V Off Grid Solar Sistem - Seri ve Paralel Bağlantı Farkı

Örnek olarak paylaştığımız uygulamamızın güneş panellerini hem seri hem de paralel konfigürasyon ile bağlayarak Pvsyst aracılığı ile simüle ediyoruz (lokasyonu Ankara olarak belirliyoruz). Her iki simülasyonun kayıp diyagramına göz atalım:

Seri olarak bağladığımız güneş panelleri 3823.1 kWh yıllık enerji üretirken, paralel olarak bağladığımız güneş panelleri yıllık 3862.1 kWh üretiyor. Yüzde 1 de olsa paralel bağladığımız güneş paneli dizisi seri bağlanmış diziye göre daha fazla enerji üretebiliyor demek. Bu yüzden ticari veya mesken tipi yüksek voltaj gerektiren uygulamalar haricinde 12V, 24V veya 48V gibi düşük voltajlı Off Grid sistemler için paralel bağlantı konfigürasyonunu uygulamak daha verimli olacaktır.

Mullinix LC Serisi Kurşun Karbon Akü

Kurşun Karbon akülerde AGM akü, Jel Akü veya derin döngülü aküler gibi geleneksel kurşun asit akülerin aktif negatif plakalarının kurşun karbon kompozit malzeme ile değiştirilmesi sülfatlaşmayı azaltarak negatif plakanın şarj kabul yeteneğini artırır.

Şimdi İncele Kurşun Karbon Akü Nedir?