당신은 태양 전지판이 올바른 방식으로 배선되어 있습니까? 설정에 따라 전력 출력부터 비용까지 모든 것이 바뀔 수 있습니다.
태양광 패널은 햇빛을 전기로 변환하여 주택, RV 및 독립형 시스템에 전력을 공급합니다. 그러나 배선이 중요합니다.
패널을 직렬 또는 병렬로 연결하면 전압, 전류 및 시스템이 음영을 처리하는 방식에 영향을 줍니다.
이번 포스팅에서는 직렬배선과 병렬배선의 차이점에 대해 알아보겠습니다.
장단점, 안전, 비용 및 귀하의 요구에 가장 적합한 것을 선택하는 방법을 살펴보겠습니다.
직렬 및 병렬 연결에 대해 알아보기 전에 태양광 패널의 작동 방식과 주요 용어의 의미를 이해하는 것이 중요합니다. 이러한 기본 사항은 다양한 배선 설정이 시스템 성능에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 도움이 됩니다.
태양광 설치를 계획할 때 이러한 기본 전기 개념을 이해하는 것이 중요합니다.
| 용어 | 정의 |
|---|---|
| 전압 | 볼트(V)로 측정되는 회로의 두 지점 사이의 전위차(압력) |
| 현재의 | 암페어(A) 단위로 측정되는 회로를 통한 전하의 유량 |
| 전류량 | 회로를 통해 흐르는 전자의 양을 나타내는 전류의 또 다른 용어 |
| 출력 전압 | 특정 조건에서 태양광 패널이나 어레이에 의해 생성되는 전압 |
| 출력 전류 | 태양광 패널이 연결된 장치나 시스템에 공급할 수 있는 최대 전류 |
전기를 파이프를 통해 흐르는 물과 같다고 생각하십시오. 전압은 수압이고 전류(암페어)는 물의 유속입니다. 둘 다 집이나 장치에 전력을 공급하는 데 필수적입니다.
태양광 패널은 광기전 효과를 통해 햇빛을 전기로 변환합니다.
빛 흡수 : 햇빛의 광자가 태양 전지판의 실리콘 셀에 부딪칩니다.
전자 활성화 : 광자는 실리콘의 전자에 에너지를 공급하여 전자가 깨지도록 합니다.
전기장 : 패널 설계로 인해 자유 전자가 한 방향으로 흐르도록 하는 전기장이 생성됩니다.
DC 생성 : 이러한 전자의 흐름으로 직류(DC) 전기가 생성됩니다.
반전 : 인버터는 DC 전력을 가정용 교류(AC)로 변환합니다.
각 태양광 패널에는 양극(+) 과 음극(-) 이라는 두 개의 단자가 있습니다 . 이러한 터미널이 연결되는 방식(직렬 대 병렬)에 따라 시스템의 전압과 전류가 변경됩니다.
직렬 연결은 배터리를 끝에서 끝까지 연결하는 것과 마찬가지로 태양광 패널을 체인으로 연결합니다. 이 구성에서는 한 패널의 양극 단자가 에 연결됩니다 다음 패널의 음극 단자 . 이 설정은 전체 전압을 증가시킵니다. 동안 시스템의 전류가 동일하게 유지되는 .
직렬 연결에서 태양광 패널은 한 패널의 양극 단자가 다음 패널의 음극 단자에 연결되는 체인형 배열로 연결됩니다. 이는 전기가 모든 패널을 순차적으로 통과하는 단일 경로를 생성합니다.
손전등의 배터리처럼 직렬로 연결된 패널을 생각해보세요. 전류는 일정하게 유지하면서 전압을 높이기 위해 끝에서 끝까지 쌓여 있습니다.
태양광 패널을 직렬로 연결하는 것은 비교적 간단합니다.
각 패널의 양극 및 음극 단자를 식별합니다.
첫 번째 패널의 양극 단자를 두 번째 패널의 음극 단자에 연결합니다.
어레이의 나머지 모든 패널에 대해 이 패턴을 계속합니다.
나머지 양극 및 음극 단자를 충전 컨트롤러 또는 인버터에 연결하십시오.
태양광 패널을 직렬로 연결하면 전기적 특성이 특정 방식으로 결합됩니다.
전압 합산 : 총 전압은 각 패널의 전압의 합과 같습니다.
전류가 일정하게 유지됩니다 . 전류가 단일 패널과 동일하게 유지됩니다.
예: 18V, 6A 패널 3개를 직렬로 연결하는 경우:
총 전압: 18V + 18V + 18V = 54V
총 전류: 6A로 유지
총 전력: 54V × 6A = 324와트
시리즈 구성은 특정 시나리오에서 탁월합니다.
더 높은 전압 요구 사항 : 더 높은 전압이 필요한 계통 연결 시스템에 이상적
장거리 전력 전송 : 전압이 높을수록 거리에 따른 전력 손실이 적습니다.
저조도 성능 : 이른 아침, 저녁, 흐린 날씨에 더 잘 작동합니다.
MPPT 충전 컨트롤러 호환성 : 전압 조정으로 효율성 극대화
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 더 높은 전압 출력 | 한 패널의 음영으로 인해 전체 문자열이 영향을 받음 |
| 더 작고 저렴한 배선 | 하나의 패널 오류로 인해 전체 문자열이 비활성화될 수 있습니다. |
| 저조도에서 더 나은 성능 | MPPT 충전 컨트롤러 필요 |
| 장거리에 더 효율적 | 전압이 높을수록 추가적인 안전 조치가 필요합니다 |
| 더 적은 수의 구성 요소로 더 간단한 설치 | 확장 유연성이 떨어짐 |
병렬 연결은 여러 개의 태양광 패널을 시스템에 결합하는 두 번째 기본 방법을 나타냅니다. 이 구성은 특정 시나리오에서 유리할 수 있는 뚜렷한 전기적 특성을 제공합니다.
병렬 연결에서는 태양광 패널의 모든 양극 단자가 함께 연결되고, 마찬가지로 모든 음극 단자도 함께 연결됩니다. 이를 통해 전기가 흐르는 여러 경로가 생성되어 각 패널이 독립적으로 작동할 수 있습니다.
고속도로의 여러 차선과 같은 병렬 패널을 상상해 보십시오. 차선이 많을수록 동일한 속도 제한(전압)을 유지하면서 더 많은 교통량(전류)이 흐를 수 있습니다.
병렬 구성 설정에는 다음 단계가 포함됩니다.
각 패널의 양극 및 음극 단자를 식별합니다.
분기 커넥터 또는 결합기 상자를 사용하여 모든 양극 단자를 함께 연결하십시오.
같은 방식으로 모든 음극 단자를 함께 연결하십시오.
결합된 양극 및 음극 리드를 충전 컨트롤러 또는 인버터에 연결하십시오.
태양광 패널을 병렬로 연결하면 전기적 특성이 다음과 같이 결합됩니다.
전류 합산 : 총 전류는 각 패널의 전류 합계와 같습니다.
전압이 일정하게 유지됨 : 전압이 단일 패널과 동일하게 유지됩니다.
예: 18볼트, 6암페어 패널 3개를 병렬로 연결하는 경우:
총 전압: 18V로 유지
총 전류: 6A + 6A + 6A = 18A
총 전력: 18V × 18A = 324와트
병렬 구성은 다음과 같은 시나리오에서 탁월합니다.
다양한 조명 조건 : 각 패널은 독립적으로 작동하므로 한 패널의 음영이 다른 패널에 영향을 미치지 않습니다.
배터리 충전 시스템 : 더 높은 전류로 일정한 전압에서 더 빠른 충전 제공
시스템 확장성 : 전압 제한을 초과하지 않고 패널 추가가 용이함
PWM 충전 컨트롤러 호환성 : 더 간단하고 저렴한 컨트롤러와 잘 작동합니다.
저전압 시스템 : RV, 보트 또는 소규모 독립형 설정의 12V 또는 24V 배터리 시스템에 이상적입니다.
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 부분 음영에 대한 복원력 | 더 두껍고 더 비싼 배선이 필요함 |
| 하나의 패널 오류는 다른 패널에 영향을 미치지 않습니다. | 전류가 높을수록 전송 손실이 증가합니다. |
| 일관된 전압 출력 | 추가 구성 요소로 더욱 복잡한 설치 |
| 더욱 쉬워진 시스템 확장 | 최대 컨트롤러 전류에 의해 제한됨 |
| 저렴한 PWM 컨트롤러와 함께 작동 | 하루의 시작/끝 공연에는 적합하지 않음 |
병렬 연결은 탄력 있고 , 확장 가능 하며 그늘에 강한 태양광 시스템을 구축하는 데 도움이 됩니다 RV, 보트 또는 독립형 주택 에 적합한 . 배선과 컨트롤러가 더 높은 전류를 처리할 수 있는지 확인하세요..
효율적인 태양광 발전 시스템을 설계하려면 직렬 연결과 병렬 연결의 주요 차이점을 이해하는 것이 필수적입니다. 각 구성은 특정 요구 사항과 환경 조건에 따라 뚜렷한 이점을 제공합니다.
다음 표에는 직렬 및 병렬 태양광 패널 연결 간의 중요한 차이점이 강조되어 있습니다.
| 특성 | 직렬 연결 | 병렬 연결 |
|---|---|---|
| 전압 | 합산(V₁ + V2 + V₃...) | 일정하게 유지됩니다(패널 1개와 동일). |
| 현재의 | 일정하게 유지됩니다(패널 1개와 동일). | 합산(I₁ + I₂ + I₃...) |
| 전력 출력 | 전압 증가 × 정전류 | 정전압 × 전류 증가 |
| 그늘 공차 | 나쁨(하나의 음영처리된 패널이 전체에 영향을 미침) | 양호(음영 패널의 출력만 감소) |
| 와이어 요구 사항 | 더 얇은 전선(낮은 전류) | 더 두꺼운 전선(더 높은 전류) |
| 거리 효율성 | 장거리에 더 좋습니다 | 단거리에 더 좋음 |
기본적인 전기적 동작이 시스템 성능을 결정합니다.
직렬 전압 동작 : 3개의 18V 패널을 직렬로 연결하면 원래 전류량을 유지하면서 총 54V 출력을 얻을 수 있습니다.
병렬 전류 동작 : 병렬로 연결된 동일한 3개의 패널은 18V를 유지하지만 전류량은 3배 증가합니다(예: 3개의 6A 패널에서 18A).
전력 출력 : 두 구성 모두 동일한 이론적 전력(전압 × 전류)을 생성할 수 있지만 실제 효율은 조건에 따라 다릅니다.
각 구성의 성능은 주로 환경 요인에 따라 달라집니다.
그늘 공차 :
시리즈: 크리스마스 조명과 마찬가지로 하나의 패널 오류가 전체 스트링에 영향을 미칩니다.
병렬: 독립적인 작동 - 음영 처리된 패널은 다른 패널에 영향을 주지 않습니다.
저조도 성능 :
시리즈: 이른 아침/늦은 오후 및 흐린 조건에서 더 나은 성능
병렬: 최소 전압 임계값에 도달하려면 더 높은 조도가 필요합니다.
각 구성에는 특정 장비 고려 사항이 필요합니다.
충전 컨트롤러 :
시리즈: 더 높은 전압을 처리하려면 MPPT 컨트롤러가 필요합니다.
병렬: 소규모 시스템을 위한 저렴한 PWM 컨트롤러와 함께 작동
배선 및 구성 요소 :
시리즈: 더 작은 게이지 와이어(더 저렴함)
병렬: 더 두꺼운 전선, 분기 커넥터 또는 결합기 상자가 필요합니다.
보호 장치 :
시리즈: 전압 보호 필요
병렬: 전류 보호 필요(각 스트링에 대한 퓨즈)
직렬 연결 : 일정한 햇빛, 그리드 연결 시스템, 긴 케이블 연결 및 MPPT 컨트롤러 사용 시에 적합합니다.
병렬 연결 : 부분적인 음영이 있는 지역, 소규모 독립형 시스템, RV, 보트 및 간단한 확장이 필요한 경우에 이상적입니다.
태양광 패널을 배선하기 전에 시스템 요구 사항을 평가하는 것이 중요합니다. 올바른 구성은 다음과 같은 몇 가지 주요 요소에 따라 달라집니다.
태양전지 어레이를 계획할 때 다음과 같은 주요 요소를 고려하십시오.
입지조건 : 일조 일관성 및 차광 가능성 평가
전력 요구 사항 : 필요한 전압 및 전류 수준을 결정합니다.
물리적 공간 : 패널 배치 제한 고려
향후 확장 : 잠재적인 시스템 성장 계획
기존 또는 계획된 장비는 배선 선택에 큰 영향을 미칩니다.
| 장비 | 시리즈 기본 설정 | 병렬 기본 설정 |
|---|---|---|
| MPPT 충전 컨트롤러 | ✓ (더 높은 전압 처리) | - |
| PWM 충전 컨트롤러 | - | ✓ (배터리 전압과 일치) |
| 그리드 연결형 인버터 | ✓ (더 높은 전압 필요) | - |
| 12V/24V 배터리 시스템 | - | ✓ (일관된 충전 전압) |
설치의 실제적인 측면도 중요합니다.
시리즈 장점 :
저렴하고 얇은 게이지 배선이 필요합니다.
더 적은 수의 구성 요소로 더 간단한 연결
거리에 따른 전송 손실 감소
병행 고려사항 :
더 두껍고 더 비싼 배선이 필요함
추가 구성요소 필요(결합기, 분기 커넥터)
각 문자열마다 추가 융합이 필요할 수 있습니다.
최적의 구성은 특정 환경 조건, 장비 호환성, 예산 제약 및 성능 요구 사항의 균형을 맞추는 경우가 많습니다.
예! 직렬 병렬 구성은 최적의 시스템 성능을 위해 두 배선 방법의 장점을 결합하여 두 가지 장점을 모두 제공합니다.
직렬 병렬 구성에는 다음이 포함됩니다.
직렬로 연결된 여러 개의 패널 스트링 생성
그런 다음 이 문자열을 병렬로 연결합니다.
이 하이브리드 접근 방식을 사용하면 제어된 방식으로 전압과 전류를 모두 높일 수 있습니다.
다음 시나리오에서는 직렬 병렬 구성을 고려하십시오.
| 시나리오 | 이점 |
|---|---|
| 더 큰 시스템 | 충전 컨트롤러 전압/전류 제한 내에서 유지 |
| 혼합된 햇빛 조건 | 색상 내성과 효율성의 균형을 유지합니다. |
| 더 높은 전력 요구 사항 | 최적의 전압 및 전류 레벨 달성 |
| 복잡한 설치 현장 | 다양한 패널 방향 수용 |
이 접근 방식은 시스템 크기가 장비의 전압 또는 전류 제한을 초과할 때 특히 유용합니다.
직렬 병렬 구성을 생성하려면 다음 단계를 따르십시오.
시리즈 스트링 생성 : 2~4개의 패널을 직렬로 연결하여 여러 개의 동일한 스트링을 형성합니다.
문자열 끝점 연결 : 모든 문자열의 양극 단자를 함께 연결합니다.
음극 단자 연결 : 모든 문자열의 음극 단자를 함께 연결하십시오.
보호 추가 : 각 스트링에 적합한 퓨즈를 설치합니다.
장비에 연결 : 결합된 양극 및 음극 리드를 컨트롤러로 연결합니다.
이 구성은 장비에 대한 합리적인 전압 및 전류 수준을 유지하면서 더 큰 시스템을 설계할 때 유연성을 제공합니다.
이상적인 태양광 패널 배선 구성은 어느 것이 보편적으로 '더 나은지'의 문제가 아니라 특정 상황에 어떤 것이 더 나은지에 관한 것 입니다 . 각 접근 방식은 다양한 애플리케이션에 적합한 뚜렷한 장점을 제공합니다.
| 시리즈 이점 | 병행 이점 |
|---|---|
| 그리드 연결 시스템을 위한 더 높은 전압 | 배터리 충전을 위한 더 높은 전류 |
| 저조도에서 더 나은 성능 | 독립적인 패널 작동 |
| 저렴한 배선 | 더 나은 그늘 내성 |
| 장거리에 효율적 | 더욱 쉬워진 시스템 확장 |
| MPPT 컨트롤러와 함께 작동 | PWM 컨트롤러와 호환 가능 |
특정 상황에 맞는 구성을 선택하십시오.
다음과 같은 경우 시리즈를 선택하세요 .
일관되고 그늘지지 않은 햇빛이 있습니다.
그리드 연결을 위해서는 더 높은 전압이 필요합니다
패널이 컨트롤러/인버터에서 멀리 떨어져 있습니다.
다음과 같은 경우 병렬을 선택하십시오 .
귀하의 위치에 부분적인 음영이 발생합니다.
소규모 독립형 시스템을 구축하고 있습니다.
나중에 더 많은 패널을 추가할 것으로 예상됩니다.
이러한 지침은 차이점을 명확히 하는 데 도움이 되지만 특정 상황에서는 전문가 분석이 도움이 될 수 있습니다. 전문 태양광 설치자는 다음을 수행할 수 있습니다.
에너지 수요와 위치를 평가하세요.
최적의 장비 구성 추천
효율성과 성능을 극대화하는 시스템 설계
규정 준수 및 안전 표준을 충족하는지 확인하세요.
최상의 구성은 궁극적으로 에너지 목표, 예산 및 설치 환경의 균형에 달려 있습니다.
시리즈는 전압을 증가시킵니다. 병렬은 전류를 증가시킵니다. 둘 다 전력을 공급하지만 그늘이나 부하가 있는 경우 다르게 작동합니다.
전압, 전류, 차광 등 시스템 요구 사항에 따라 배선을 선택해야 합니다.
설정과 목표에 대해 생각해 보세요. 그런 다음 그에 따라 구성을 일치시키십시오.
직렬 또는 병렬 태양광 패널 설정이 귀하의 요구 사항에 어떻게 부합하는지 알아보려면 TERLI New Energy에 문의하세요. 명확한 답변을 빠르게 얻으세요.
