Cara Memasang Panel Surya Secara Seri: Langkah Aman, Diagram & Perhitungan

Saat Anda memasang panel surya secara seri, Anda menghubungkannya positif ( ) dari satu panel ke negatif (−) berikutnya. Dalam string seri, tegangan ditambahkan sementara saat ini tetap (kira-kira) sama sebagai satu panel. Ini adalah metode paling umum ketika Anda memerlukan voltase lebih tinggi untuk mengurangi kehilangan kabel atau untuk memenuhi persyaratan input pengontrol muatan MPPT atau inverter yang terikat jaringan.

Pengkabelan seri biasanya merupakan pilihan yang tepat bila Anda ingin:

• Tingkatkan tegangan array sehingga sistem dapat digunakan kawat pengukur yang lebih kecil jarak yang lebih jauh dengan kerugian yang lebih sedikit.
• Memenuhi persyaratan pengontrol/inverter seperti tegangan MPPT minimum (terutama dalam cuaca dingin).
• Bangun string untuk inverter yang mengharapkan input DC lebih tinggi (seringkali ratusan volt DC dalam desain terikat jaringan).

Pengorbanan utama: dalam string seri, bayangan atau panel yang lemah dapat mengurangi output dari keseluruhan string. Dioda bypass membantu, tetapi tata letak yang baik dan menghindari bayangan parsial tetap penting.

Aturan pengkabelan seri: perhitungan tegangan harus Anda periksa terlebih dahulu

Sebelum menyambungkan apa pun, pastikan voltase rangkaian tetap berada dalam batas aman peralatan Anda pada suhu ekstrem. Dua spesifikasi panel utama adalah: Vok (tegangan rangkaian terbuka) dan Vmp (tegangan pada daya maksimum). Anda harus memastikan stringnya Voc cuaca dingin tidak melebihi volume input maksimum pengontrol/invertertage.

Perhitungan cepat untuk string seri

Untuk pengkabelan seri: Tali Vok ≈ jumlah Voc masing-masing panel dan Tali Vmp ≈ jumlah Vmp tiap panel . Arus tetap mendekati arus satu panel (Imp/Isc), sehingga rangkaian mempengaruhi tegangan jauh lebih besar daripada ampli.

Contoh dengan bilangan real

Misalkan setiap panel menunjukkan label Vok = 38.0V dan Vmp = 31,5V . Dengan 3 panel secara seri : Tali Voc ≈ 114.0V dan Tali Vmp ≈ 94.5V .

Jika input maksimal pengontrol MPPT Anda adalah 150V , 114V terlihat aman pada suhu kamar, namun dingin dapat meningkatkan Voc. Banyak lembar data panel menyertakan koefisien suhu Voc (seringkali sekitar −0,28% hingga −0,35%/°C ). Jika Anda tidak memiliki koefisien, perlakukan Voc cuaca dingin sebagai hal yang berpotensi 10–20% lebih tinggi daripada nilai label dan konfirmasikan dengan lembar data sebelum menyelesaikan panjang string Anda.

Takeaway utama: desain string seri dari pengontrol/inverter ke belakang. Tegangan input maksimum adalah batas yang sulit ; melebihi itu dapat merusak peralatan secara permanen.

Alat dan komponen yang Anda perlukan untuk sambungan seri yang bersih dan andal

Pembuatan seri yang benar sebagian besar bergantung pada penggunaan konektor dan perlindungan yang tepat. Hindari berimprovisasi dengan bagian kabel rumah tangga; Senar PV dapat membawa tegangan DC yang berbahaya dan memerlukan komponen yang diberi peringkat untuk penggunaan DC.

Item inti

• Konektor dengan rating PV (umumnya tipe MC4) itu cocokkan dengan lead panel Anda dan are from compatible families.
• Kabel PV (umumnya 10 AWG atau 12 AWG, diberi nilai sinar matahari/UV) sesuai ukuran arus dan jarak Anda.
• Multimeter berperingkat DC dengan probe dalam kondisi baik.
• Pemutus atau pemutus DC (seringkali berada di dekat pengontrol/inverter) untuk servis yang aman.

Perlindungan dan penggabungan (sesuai kebutuhan)

• Sekering atau pemutus tali jika ada dua atau lebih string secara paralel (string tunggal khusus seri seringkali tidak memerlukan sekering string, tetapi ikuti kode lokal dan instruksi peralatan).
• Kotak penggabung jika beberapa string digabungkan.
• Perlindungan lonjakan arus (SPD) jika diperlukan atau direkomendasikan, terutama untuk rangkaian terbuka.

Catatan kompatibilitas: banyak pemasang menghindari pencampuran merek konektor karena “MC4” sering digunakan sebagai istilah umum. Untuk keandalan dan keamanan terbaik, gunakan jenis konektor yang cocok atau produk setara yang disetujui pabrikan.

Langkah demi langkah: cara memasang panel surya secara seri (prosedur praktis)

Prosedur ini mengasumsikan panel yang identik dan konektor PV yang khas. Bekerjalah secara metodis, dan perlakukan susunannya seperti hidup setiap kali terkena cahaya. Jika Anda merasa tidak nyaman bekerja dengan daya DC, sewalah pemasang yang berkualifikasi.

1) Identifikasi petunjuk positif dan negatif setiap panel

Konfirmasikan polaritas pada label panel dan tanda timah. Jika ada yang kurang jelas, verifikasi dengan multimeter di siang hari. Identifikasi yang benar mencegah polaritas terbalik yang dapat membuat pelindung tersandung atau merusak peralatan.

2) Hubungkan Panel 1 ( ) ke Panel 2 (−)

Pasang konektor dengan kuat hingga berbunyi klik/terkunci. Ini akan membuat tautan seri pertama Anda. Lanjutkan pola yang sama.

3) Ulangi sampai string selesai

Untuk tiga panel: Panel 1 ( ) hingga Panel 2 (−), kemudian Panel 2 ( ) hingga Panel 3 (−). Ujung bebas yang tersisa menjadi keluaran string Anda: String negatif adalah Panel 1 (−) dan String positif adalah Panel 3 ( ).

4) Ukur tegangan rangkaian sebelum menghubungkan ke elektronik

Dengan tali terputus dari pengontrol/inverter, ukur tegangan pada ujung positif dan negatif akhir. Harapkan pembacaan mendekati perhitungan String Voc di bawah sinar matahari cerah. Jika nilai yang diukur berbeda drastis, hentikan dan periksa kembali setiap sambungan dan polaritas.

5) Hubungkan string ke pemutus DC, lalu ke pengontrol/inverter

Gunakan pemutus/pemutus dengan rating DC sehingga Anda dapat mengisolasi array. Ikuti perintah pemasangan kabel dari pabriknya; banyak pengontrol muatan menentukan menghubungkan baterai terlebih dahulu sehingga pengontrol dapat menyala dan mengonfigurasi dengan aman sebelum input PV diterapkan. Hasil utamanya sama: jangan melakukan hot-plug secara tidak terduga —gunakan pemutusan dan ikuti manual.

• Jaga agar kabel senar seri tetap rapi, aman, dan tidak tajam.
• Pertahankan polaritas yang benar dari string hingga terminal PV dan PV−.
• Beri label voltase rangkaian dan lokasi pemutusan untuk servis di masa mendatang.

Seri vs. Paralel: apa yang berubah secara elektrik dan mengapa itu penting

Banyak sistem menggunakan string seri karena tegangan yang lebih tinggi mengurangi arus untuk daya yang sama. Hal ini sering kali menurunkan kehilangan kabel dan dapat mengurangi ukuran dan biaya konduktor (dalam batasan kode).

Ilustrasi praktis hilangnya daya

Asumsikan Anda ingin mengirimkan 600W dari array ke pengontrol. Di 60V , saat ini adalah tentang 10A (600W 60V). Di 120V , saat ini adalah tentang 5A . Karena kerugian kawat resistif berskala sebagai saya²R , memotong arus kira-kira setengahnya dapat mengurangi penurunan tegangan dan pemanasan secara signifikan dalam jangka panjang.

Dalam praktiknya, banyak penggunaan array string seri untuk mencapai tegangan target, lalu sambungkan beberapa string paralel untuk meningkatkan total arus dan daya. Tujuan desainnya adalah untuk mendarat di dalam jendela tegangan peralatan sambil menyeimbangkan risiko naungan, biaya pemasangan kabel, dan keselamatan.

Keamanan dan hal-hal penting yang berdekatan dengan kode untuk string seri

Pengkabelan seri dapat menghasilkan tegangan DC yang berbahaya dengan cepat. Bahkan array yang relatif kecil pun bisa melebihi 100VDC , yang meningkatkan risiko guncangan dan potensi busur. Gunakan perangkat keras yang diperingkat untuk layanan PV DC dan ikuti kode kelistrikan setempat dan instruksi pabrik.

Praktik keselamatan minimum

• Matikan energi jika memungkinkan: tutupi modul atau bekerja saat fajar/senja, dan gunakan a pemutusan DC .
• Jangan pernah mencabut konektor saat ada beban. Busur DC bersifat persisten; buka putuskan dulu.
• Verifikasi polaritas dengan satu meter sebelum memasang konduktor pada terminal PV / PV−.
• Gunakan manajemen kabel dengan rating PV, pelepas regangan, dan tahan cuaca untuk mencegah kerusakan insulasi dan masuknya air.

Perlindungan arus berlebih: ketika sekering penting

Dalam string seri tunggal yang mengumpankan satu input pengontrol, arus setiap modul dibatasi oleh arus string, sehingga penggabungan string mungkin tidak diperlukan. Namun, bila sudah beberapa string secara paralel , satu string dapat memberi umpan balik terhadap arus kesalahan ke string lainnya, jadi sekering/pemutus tali umum digunakan. Selalu ikuti panduan pengontrol/inverter dan kode kelistrikan yang berlaku di wilayah hukum Anda.

Pemecahan masalah: kesalahan pengkabelan seri yang umum dan pemeriksaan cepat

Jika sistem berkinerja buruk setelah memasang panel surya secara seri, penyebabnya sering kali adalah sambungan sederhana, polaritas, atau ketidaksesuaian ekspektasi. Gunakan pemeriksaan ini untuk mengisolasi masalah dengan cepat.

Daftar periksa berdasarkan gejala

• Tegangan string yang diukur mendekati nol: kemungkinan besar sambungan terbalik sehingga menimbulkan loop yang terputus, konektor tidak terpasang sepenuhnya, atau kabel putus.
• Tegangan benar tetapi daya rendah: periksa bayangan sebagian, kekotoran, atau panel dengan dioda bypass yang gagal; pastikan semua panel memiliki model/spesifikasi yang sama.
• Pengontrol menunjukkan tegangan lebih PV: string memiliki terlalu banyak panel secara seri untuk kondisi suhu; kurangi jumlah seri atau gunakan peralatan dengan peringkat input lebih tinggi.
• Kesalahan intermiten: curigai adanya konektor yang kendor, masuknya air, atau ketegangan kabel pada kotak sambungan modul.

Rutinitas validasi sederhana

1. Ukur Voc setiap panel satu per satu di bawah sinar matahari yang sama; perhatikan panel mana pun yang mati secara signifikan.
2. Hubungkan string seri dan ukur total Voc; konfirmasikan bahwa itu cocok dengan jumlah yang diharapkan dalam margin yang wajar.
3. Jika tersedia, gunakan tampilan/aplikasi pengontrol untuk mengonfirmasi volume pengoperasiantage mendekati perhitungan String Vmp saat matahari cerah.

Jika pembacaan Anda tidak sesuai dengan matematika seri dasar, hentikan dan perbaiki kabel sebelum menghubungkan ke perangkat elektronik mahal. Sebagian besar kegagalan dapat dicegah dengan pemeriksaan tegangan sebelum sambungan.

Tip desain praktis untuk performa lebih baik dengan string seri

Performa seri-string yang baik berkaitan dengan tata letak dan juga pengkabelan. Langkah-langkah praktis ini mengurangi kerugian dan menghindari penurunan nilai yang dapat dihindari.

Simpan modul dalam kondisi sinar matahari yang sama

Dalam string seri, satu panel yang diarsir dapat menyeret string ke bawah. Tempatkan panel pada bidang yang sama dan hindari pencampuran modul yang terkena pola naungan berbeda (cerobong asap, pohon, atap) dalam rantai seri yang sama.

Minimalkan penurunan tegangan pada home run

Tegangan seri yang lebih tinggi membantu, tetapi Anda tetap harus menargetkan penurunan tegangan yang rendah. Sebagai aturan praktis, banyak desainer yang menargetkan Penurunan tegangan ≤ 3%. untuk kabel array. Untuk mencapai hal tersebut mungkin memerlukan jangka waktu yang lebih pendek, kabel yang lebih besar, atau rangkaian tegangan yang lebih tinggi dalam batas peralatan.

Gunakan panel yang cocok di setiap string

Untuk hasil yang dapat diprediksi, buat setiap string seri dari model yang sama dan umur yang sama. Mencampur panel dengan peringkat arus berbeda dapat memaksa seluruh rangkaian beroperasi mendekati kemampuan panel terlemah.

Intinya: jika Anda ingin lebih sedikit kejutan, prioritaskan desain tegangan yang benar , penyinaran yang konsisten per string , dan pengukuran verifikasi sebelum memberi energi pada pengontrol atau inverter.