Enera Switch logoEnera Switch
Inapoi la blog

Schema de legare a panourilor fotovoltaice: ghid pentru conectarea electrică a sistemului fotovoltaic

Noiembrie 25, 2025Ruben Serb
Schema de legare a panourilor fotovoltaice: ghid pentru conectarea electrică a sistemului fotovoltaic

Energia solară este tot mai populară în România, dar un sistem fotovoltaic eficient necesită, înaintea proiectării și execuției, o înțelegere a conexiunilor electrice care stau la baza funcționării lui. O schemă de legare a panourilor fotovoltaice realizată conform principiilor de bază este esențială pentru un sistem solar performant, influențând direct randamentul și siguranța acestuia.

O conectare corectă asigură transformarea optimă a energiei solare în electricitate, maximizând astfel eficiența sistemului. Alegerea schemei potrivite depinde de mai mulți factori, inclusiv tipul panourilor, caracteristicile invertorului și necesitățile de consum.

De asemenea, un serviciu competent de proiectare a sistemului fotovoltaic este esențial pentru a beneficia la maximum energia solară și a asigura exploatarea optimă pe termen lung a acestuia. În plus, serviciile profesionale de instalare și montaj de panouri fotovoltaice sunt indispensabile pentru un rezultat funcțional în parametrii stabiliți prin proiect. Pentru a estima rapid costurile și dimensiunea sistemului, poți utiliza un calculator sau configurator de sisteme fotovoltaice online pentru a avea o imagine de ansamblu a obiectivului tău.

Despre toate acestea și multe alte detalii vei afla citind articolul pe care te invităm să-l parcurgi în continuare.

Rezumat

  1. Schema electrică a unui sistem fotovoltaic este esențială pentru eficiență, siguranță și diagnosticare rapidă. Ea arată modul în care sunt conectate componentele sistemului și fluxul energiei, de la captarea luminii solare până la utilizarea electricității.

  2. Există două metode principale de legare: în serie, care crește tensiunea totală și este potrivită pentru invertoare de tensiune mare, și în paralel, care menține tensiunea constantă și crește curentul, fiind ideală în condiții de umbrire parțială. Unele sisteme folosesc combinații ale celor două.

  3. Sistemele conectate la rețea sunt cele mai răspândite în România, permițând injectarea surplusului de energie în rețeaua publică. Ele includ componente esențiale precum panouri, invertor de rețea, contor bidirecțional și sistem de protecție.

  4. Panourile fotovoltaice transformă energia luminoasă în energie electrică prin efectul fotovoltaic. Celulele din siliciu, contactele metalice și straturile protectoare contribuie la eficiența și durabilitatea sistemului.

  5. Poziționarea corectă a panourilor (orientare spre sud, unghi optim), utilizarea componentelor de calitate, verificările periodice și proiectarea profesională asigură randament maxim și durată lungă de viață a sistemului fotovoltaic.

Cuprins

Ce înseamnă schema electrică panouri fotovoltaice?

Schema electrică a panourilor fotovoltaice este o reprezentare grafică detaliată a modului în care componentele unui sistem solar sunt interconectate electric. Aceasta servește drept ghid esențial pentru instalarea, întreținerea și depanarea sistemului, asigurând o funcționare eficientă și sigură.

Elementele de bază ale unei scheme electrice la un sistem de panouri fotovoltaice

Elementele principale ale unei scheme electrice includ:

  • conexiunile dintre panourile solare;
  • invertoare;
  • baterii (dacă este cazul unui sistem off grid);
  • alte componente ale sistemului.

Schema indică clar polaritatea conexiunilor, tipurile de cabluri utilizate și locația dispozitivelor de protecție.

De asemenea, schema indică fluxul energiei de la captarea luminii solare până la utilizarea electricității produse, oferind o imagine completă a funcționării sistemului.

Importanța schemei sistemelor fotovoltaice

O schemă electrică bine realizată ajută la identificarea rapidă a eventualelor probleme, optimizează performanța sistemului și asigură respectarea standardelor de siguranță. Aceasta este o referință valoroasă pentru tehnicienii care efectuează instalarea, întreținerea sau reparațiile, permițându-le să diagnosticheze și să rezolve eficient orice defecțiune.

În plus, o schemă electrică detaliată facilitează extinderea ulterioară a sistemului, asigurând compatibilitatea și funcționarea corectă a noilor componente adăugate.

Tipuri de legare a panourilor fotovoltaice în cadrul schemelor de montaj

Panourile fotovoltaice se pot conecta prin două metode principale: în serie și în paralel, fiecare având caracteristici și aplicații specifice. Alegerea metodei potrivite influențează semnificativ performanța generală a sistemului solar, adaptându-l la cerințele specifice ale instalației.

Conectarea în serie implică legarea terminalului pozitiv al unui panou la terminalul negativ al panoului următor, creând un circuit continuu.

  • Această configurație crește tensiunea totală a sistemului, menținând curentul constant.
  • Metoda este potrivită pentru sistemele care necesită tensiuni ridicate pentru funcționarea eficientă a invertorului, optimizând astfel conversia energiei solare în electricitate utilizabilă.

Conectarea în paralel presupune unirea tuturor terminalelor pozitive într-un punct comun și a tuturor terminalelor negative în alt punct comun.

  • Rezultatul este menținerea tensiunii constante (la nivelul unui singur panou) și creșterea curentului total.
  • Această metodă oferă flexibilitate și o mai mare rezistență la efectele umbririi parțiale, deoarece, dacă un panou este umbrit, celelalte continuă să funcționeze la capacitate maximă.

Alegerea între conectarea în serie sau paralel depinde de specificațiile invertorului, condițiile de instalare (ex: umbrire) și obiectivele de performanță ale sistemului. Unele instalații fotovoltaice utilizează o combinație a ambelor metode (conexiuni mixte) pentru a optimiza producția de energie în funcție de particularitățile locației și cerințele de consum. O analiză atentă a acestor factori este esențială pentru a determina cea mai eficientă schemă de conectare.

Schema monofilară sau de conectare a panourilor fotovoltaice în serie

Conectarea în serie este o metodă de interconectare a panourilor fotovoltaice care creează un circuit electric continuu, similar cu legarea mai multor baterii pentru a obține o tensiune mai mare. În această configurație, terminalul pozitiv al unui panou se conectează la terminalul negativ al panoului următor, formând o catenă electrică.

Avantajele legării panourilor fotovoltaice în serie

Avantajul principal al conectării în serie este creșterea tensiunii totale a sistemului. De exemplu, dacă fiecare panou produce 30V, conectarea a patru panouri în serie va genera 120V. Această caracteristică este importantă pentru invertoarele care funcționează la tensiuni ridicate, deoarece permite optimizarea eficienței conversiei energetice și reducerea pierderilor de putere. O tensiune mai mare înseamnă un curent mai mic pentru aceeași putere, ceea ce permite utilizarea unor cabluri mai subțiri și reducerea costurilor.

Componente necesare pentru schema de montaj în serie a panourilor solare

  • Conectori MC4 de înaltă calitate pentru o legătură sigură, etanșă și rezistentă la intemperii. Acești conectori asigură o conexiune fiabilă și previn coroziunea.
  • Cabluri solare dimensionate corespunzător pentru tensiunea și curentul maxim al sistemului. Cablurile trebuie să fie rezistente la radiațiile UV, temperaturi extreme și umiditate.
  • Dispozitive de protecție precum siguranțe și descărcătoare de supratensiune (SPD-uri) pentru a proteja panourile și invertorul de eventualele supratensiuni cauzate de fulgere sau alte evenimente.

Ce trebuie să știi despre schema monofilară a panourilor fotovoltaice?

Un aspect important al conectării în serie este că performanța întregului șir este limitată de cel mai slab panou. Dacă un panou este umbrit, murdar sau defect, acesta va reduce tensiunea și curentul întregului circuit, afectând producția totală de energie.

De aceea, este esențial ca toate panourile dintr-un șir să aibă caracteristici similare (aceeași putere, tensiune și curent) și să fie expuse la condiții de iluminare uniforme. Utilizarea optimizatoarelor de putere poate minimiza efectele umbririi parțiale.

Etapele realizării montajului în serie

  • Verificarea polarității fiecărui panou cu un multimetru înainte de conectare pentru a evita inversarea polarității, care poate deteriora echipamentele.
  • Conectarea cablurilor folosind conectori MC4 de calitate, asigurându-vă că sunt bine fixați și etanși.
  • Testarea continuității circuitului electric cu un multimetru pentru a verifica dacă există întreruperi sau scurtcircuite.
  • Măsurarea tensiunii totale a șirului cu un multimetru pentru a confirma conectarea corectă și funcționarea normală. Tensiunea măsurată trebuie să fie egală cu suma tensiunilor individuale ale panourilor.
  • Instalarea dispozitivelor de protecție (siguranțe și SPD-uri) la începutul și sfârșitul șirului pentru a proteja sistemul de supratensiuni și supracurenți.

Schema monofilară oferă o reprezentare simplificată a acestei configurații, arătând fluxul energiei prin sistemul conectat în serie. Această diagramă este importantă pentru înțelegerea funcționării sistemului, pentru depanarea eventualelor probleme și pentru respectarea cerințelor de siguranță.

Pentru a maximiza eficiența, este important să se utilizeze componente de calitate, să se respecte cu strictețe instrucțiunile de instalare prin apelarea la servicii profesionale de instalare și montaj de panouri fotovoltaice și să se efectueze verificări periodice ale sistemului.

O conexiune corectă în serie asigură un randament energetic optim și o durată de viață extinsă a sistemului fotovoltaic, contribuind la reducerea costurilor cu energia electrică și la protejarea mediului înconjurător.

Conectarea panourilor fotovoltaice în paralel

Conectarea în paralel oferă o abordare alternativă cu avantaje distincte în anumite situații specifice, completând astfel opțiunile de configurare a sistemelor fotovoltaice. Această metodă implică conectarea tuturor terminalelor pozitive ale panourilor la un conductor comun pozitiv și a tuturor terminalelor negative la un conductor comun negativ.

Caracteristica principală a conectării în paralel este menținerea tensiunii la nivelul unui singur panou (de exemplu, 30V), indiferent de numărul de panouri conectate, în timp ce curentul total devine suma curenților produși de fiecare panou individual. Această configurație este utilă când invertorul necesită o tensiune specifică, dar este nevoie de un curent mai mare pentru a satisface cerințele de putere ale consumatorilor. De asemenea, este avantajoasă în situațiile în care panourile sunt expuse la condiții de umbrire diferite.

Avantajele conectării în paralel a panourilor fotovoltaice

  • Independența funcționării fiecărui panou - dacă unul este umbrit, murdar sau defect, celelalte continuă să producă energie la capacitate maximă, minimizând pierderile de producție.
  • Flexibilitatea în adăugarea sau eliminarea de panouri fără afectarea funcționării întregului sistem. Aceasta permite extinderea treptată a sistemului în funcție de necesități și buget.
  • Performanță mai bună în condiții de umbrire parțială, deoarece panourile umbrite nu afectează semnificativ producția celorlalte panouri.
  • Posibilitatea utilizării panourilor cu caracteristici ușor diferite (de exemplu, putere sau tensiune), oferind o mai mare flexibilitate în alegerea componentelor.

Componente specializate pentru schema de montaj a panourilor solare în paralel

  • Conectori MC4 Y sau T pentru ramificarea circuitelor și conectarea mai multor panouri la un singur cablu. Acești conectori trebuie să fie de înaltă calitate și rezistenți la intemperii.
  • Cabluri solare cu secțiunea adecvată pentru curentul total al sistemului. Este important să se calculeze corect secțiunea cablurilor pentru a evita pierderile de energie și supraîncălzirea.
  • Siguranțe individuale pentru fiecare panou sau grup de panouri pentru a proteja împotriva supracurenților și scurtcircuitelor.
  • Bare de distribuție (sau blocuri de conexiuni) pentru conectarea multiplă a cablurilor pozitive și negative.

Etapele conectării panourilor în paralel

  • Gruparea panourilor cu caracteristici similare (putere, tensiune, curent) pentru a optimiza performanța sistemului.
  • Instalarea siguranțelor individuale pentru protecția fiecărui panou sau grup de panouri.
  • Conectarea terminalelor pozitive ale panourilor la bara de distribuție pozitivă.
  • Conectarea terminalelor negative ale panourilor la bara de distribuție negativă.
  • Verificarea tensiunii și curentului total al sistemului cu un multimetru pentru a confirma conectarea corectă și funcționarea normală.
  • Testarea funcționării independente a fiecărui panou pentru a identifica eventualele probleme.

Această metodă este recomandată în situațiile unde există risc de umbrire parțială, când se dorește expandarea treptată a sistemului sau când specificațiile invertorului impun anumite limitări de tensiune. Conectarea în paralel, realizată pe baza unei proiectări a sistemului fotovoltaic conformă principiilor tehnice și nevoilor de exploatare oferă o soluție robustă și flexibilă pentru multe aplicații fotovoltaice, asigurând o producție constantă de energie chiar și în condiții dificile.

În plus, utilizarea unor componente de calitate, respectarea standardelor de siguranță și efectuarea unor verificări periodice sunt esențiale pentru o funcționare optimă și durabilă a sistemului fotovoltaic conectat în paralel. O instalare corectă asigură un randament energetic ridicat și o protecție eficientă împotriva eventualelor defecțiuni, contribuind la maximizarea beneficiilor investiției în energia solară.

Schema unui sistem fotovoltaic on grid: conectarea la rețea

Sistemele fotovoltaice conectate la rețeaua electrică națională (on grid) reprezintă cea mai populară soluție pentru producția de energie solară în mediul rezidențial și comercial din România. Aceste sisteme permit utilizatorilor să producă energie electrică din surse solare și să injecteze surplusul în rețeaua publică, beneficiind de compensarea energetică conform legislației în vigoare.

Componentele esențiale ale unui sistem on grid

Componentele esențiale ale unui sistem on grid includ:

  • panourile fotovoltaice;
  • invertorul de rețea (care sincronizează energia produsă cu rețeaua);
  • contorul bidirecțional (care măsoară atât energia consumată, cât și cea injectată în rețea);
  • sistemul de protecție (care asigură siguranța instalației și a rețelei).

Invertorul de rețea are un rol crucial, convertind curentul continuu (DC) produs de panouri în curent alternativ (AC) sincronizat cu frecvența și tensiunea rețelei electrice.

Elementele cheie ale schemei sistemelor fotovoltaice

  • Grupurile de panouri conectate în serie sau paralel, în funcție de specificațiile invertorului și de condițiile de umbrire.
  • Invertorul de rețea cu funcții de monitorizare și protecție, care asigură conversia eficientă a energiei și protejează sistemul de supratensiuni și supracurenți.
  • Tabloul electric cu siguranțe și întrerupătoare automate (disjunctoare) de protecție, care protejează circuitele de scurtcircuite și suprasarcini.
  • Contorul bidirecțional pentru măsurarea precisă a energiei produse și consumate, permițând calculul compensării energetice.
  • Sistemul de împământare pentru siguranța electrică, care protejează împotriva electrocutărilor și a defectelor de izolație.

Conectarea la rețea necesită respectarea strictă a normelor tehnice și obținerea autorizațiilor de la operatorul de distribuție a energiei electrice. Sistemul trebuie să includă funcții de protecție care să deconecteze automat instalația în caz de probleme cu rețeaua electrică (de exemplu, variații de tensiune sau frecvență). Aceste funcții sunt esențiale pentru a preveni deteriorarea echipamentelor și pentru a asigura siguranța personalului și a rețelei.

Avantajele unui sistem fotovoltaic on-grid

Avantajele sistemelor on-grid includ investiția inițială mai mică comparativ cu sistemele autonome (off-grid), posibilitatea compensării energetice (reducerea facturii la electricitate) și lipsa necesității de baterii pentru stocare (ceea ce reduce costurile de întreținere și înlocuire). Aceste sisteme oferă o soluție eficientă și economică pentru reducerea facturilor la energie electrică și pentru contribuția la protejarea mediului înconjurător.

Pentru o funcționare optimă, este important să se efectueze verificări periodice ale sistemului (de exemplu, inspecția panourilor, verificarea conexiunilor electrice) și să se asigure mentenanța corespunzătoare a componentelor (de exemplu, curățarea panourilor, verificarea invertorului). Monitorizarea producției de energie și compararea cu valorile estimate pot ajuta la identificarea eventualelor probleme (de exemplu, scăderea producției din cauza umbririi sau a defecțiunilor) și la optimizarea performanței sistemului.

Schema de funcționare a unui panou solar - componente și principii

Componentele unui panou solar fotovoltaic

Înțelegerea schemei de funcționare a unui panou solar este importantă pentru optimizarea performanței sistemului fotovoltaic și pentru diagnosticarea eventualelor probleme. Un panou solar transformă energia luminoasă (fotonii) în energie electrică prin efectul fotovoltaic, un proces complex care implică interacțiunea fotonilor cu materialul semiconductor (de obicei, siliciu).

Componentele principale ale unui panou fotovoltaic

Componentele principale ale unui panou fotovoltaic includ:

  • celulele fotovoltaice (care generează electricitate);
  • contactele metalice (care colectează curentul electric);
  • stratul antireflexiv (care maximizează absorbția luminii solare);
  • materialele de încapsulare (care protejează celulele de factorii de mediu);
  • rama (care oferă suport structural).

Fiecare element contribuie la eficiența generală a conversiei energetice și la durabilitatea panoului.

Materialele de protecție includ sticla temperată pe partea frontală (care permite trecerea luminii, dar protejează celulele de impact, grindină și alte intemperii) și foaia de protecție pe partea posterioară (care asigură izolarea electrică și rezistența la umiditate). Rama din aluminiu oferă suport structural, facilitează montajul și protejează marginile panoului.

Principiul de funcționare al panourilor fotovoltaice

  • Procesul de conversie începe când fotonii din lumina solară lovesc celula de siliciu, transferând energie electronilor și creând o diferență de potențial electric (tensiune).
  • Contactele metalice (sub forma unor grile fine) colectează acești electroni liberi și îi direcționează către un circuit extern, generând curent electric continuu (DC).
  • Cantitatea de energie electrică produsă depinde de intensitatea luminii solare și de caracteristicile celulelor fotovoltaice.
  • Principiul de funcționare se bazează pe proprietățile semiconductorului de siliciu, care poate fi dopat cu impurități (de exemplu, fosfor și bor) pentru a crea zone cu sarcini electrice diferite (zona N și zona P).
  • Joncțiunea dintre aceste zone creează un câmp electric intern care separă electronii și găurile (lipsa de electroni), generând tensiunea electrică necesară pentru producția de curent.

Factori importanți la instalarea unui sistem fotovoltaic

Schema de montaj a unui panou fotovoltaic trebuie să țină cont de factori precum:

  • orientarea optimă către sud (în emisfera nordică);
  • unghiul de înclinare corespunzător latitudinii geografice (pentru a maximiza captarea luminii solare pe tot parcursul anului);
  • evitarea umbririlor (care pot reduce semnificativ producția de energie).

Poziționarea corectă a panourilor poate crește randamentul energetic cu până la 25%.

Pentru a asigura o funcționare eficientă și durabilă a sistemului, este important să se efectueze inspecții periodice ale panourilor fotovoltaice (de exemplu, verificarea stării sticlei, a conexiunilor electrice) și să se curețe suprafața acestora de praf, murdărie, zăpadă și alte impurități (care pot reduce absorbția luminii solare).

Menținerea unei temperaturi optime de funcționare (prin asigurarea unei ventilații adecvate) și evitarea umbririlor pot contribui la creșterea randamentului energetic și la prelungirea duratei de viață a panourilor.

Ghid pas cu pas pentru realizarea unei scheme de montaj al panourilor fotovoltaice

Realizarea schemei de montaj pentru panouri fotovoltaice

Realizarea unei scheme de montaj pentru panourile fotovoltaice necesită o abordare sistematică, o planificare atentă și o atenție deosebită la detalii pentru a asigura funcționarea optimă, siguranța și durabilitatea sistemului fotovoltaic. O proiectare a sistemului fotovoltaic de nivel profesional este primul pas esențial, implicând mai multe etape critice care trebuie executate în ordine logică, respectând standardele de siguranță și reglementările locale.

Evaluarea locației și planificarea inițială

Această etapă implică:

  • analiza detaliată a spațiului disponibil (acoperiș, sol),
  • măsurarea precisă a expunerii la soare (unghiul de incidență, durata zilnică),
  • identificarea obstacolelor care ar putea cauza umbrire (arbori, clădiri)
  • evaluarea condițiilor meteorologice locale (vânt, zăpadă).

Se calculează unghiul optim de înclinare a panourilor (în funcție de latitudinea geografică) și se evaluează rezistența structurală a acoperișului sau a solului pentru a suporta greutatea panourilor și a structurii de susținere. Pentru o estimare rapidă a costurilor și a dimensiunii sistemului, un configurator de sisteme fotovoltaice poate fi de mare ajutor în această etapă inițială.

Construirea structurii de susținere

Structura trebuie să fie dimensionată corect pentru a suporta greutatea panourilor, a rezista la solicitările de vânt și zăpadă și a asigura o fixare sigură pe suprafața de montaj. Materialele utilizate trebuie să fie rezistente la coroziune (de exemplu, aluminiu, oțel galvanizat) și să respecte standardele de siguranță. Este important să se utilizeze sisteme de fixare certificate și să se respecte instrucțiunile producătorului.

Poziționarea panourilor pe structură

Este o etapă care necesită precizie pentru a asigura alinierea corectă, distanțele optime între panouri (pentru a permite ventilația și accesul pentru întreținere) și unghiul de înclinare optim (pentru a maximiza captarea luminii solare).

Fiecare panou trebuie fixat conform instrucțiunilor producătorului, folosind șuruburi, cleme și alte elemente de fixare adecvate. Tot acum se verifică nivelarea panourilor și se asigură ventilația corespunzătoare pentru răcirea panourilor (temperatura ridicată poate reduce eficiența).

Lucrările de conexiuni electrice

Această etapă include conectarea panourilor conform schemei alese (serie, paralel sau mixtă), utilizând conectori MC4 de calitate și cabluri solare dimensionate corespunzător pentru tensiunea și curentul maxim al sistemului.

Toate conexiunile trebuie să fie etanșe, rezistente la intemperii și protejate împotriva radiațiilor UV. Se instalează dispozitivele de protecție (siguranțe, descărcătoare de supratensiune) pentru a proteja sistemul de supratensiuni, supracurenți și scurtcircuite.

Integrarea invertorului în sistem necesită alegerea unei locații adecvate, de preferință într-un spațiu uscat, bine ventilat și ușor accesibil pentru întreținere. Invertorul se conectează la panourile fotovoltaice prin cabluri DC (curent continuu) și la rețeaua electrică prin cabluri AC (curent alternativ).

Se configurează parametrii de funcționare ai invertorului conform specificațiilor sistemului și cerințelor operatorului de distribuție a energiei electrice.

Împământarea sistemului este obligatorie pentru siguranța electrică și protecția împotriva electrocutărilor.

Se instalează electrozi de împământare (de exemplu, bare de cupru) și se conectează toate componentele metalice ale sistemului (panouri, structură de susținere, invertor) la circuitul de împământare.

Rezistența de împământare trebuie să respecte valorile impuse de normele în vigoare (de obicei, sub 4 ohmi).

Faza finală de testare și punere în funcțiune

Este etapa care implică verificarea tuturor conexiunilor electrice, măsurarea tensiunilor și curenților, testarea funcționării sistemului în condiții reale (cu sarcină) și verificarea funcționării dispozitivelor de protecție. Se efectuează calibrarea sistemului de monitorizare (dacă există) și se verifică conformitatea cu cerințele operatorului de distribuție a energiei electrice.

Documentația tehnică se completează cu valorile măsurate și se elaborează instrucțiunile de întreținere.

Respectarea acestor etape, utilizarea unor materiale și echipamente de calitate, respectarea standardelor de siguranță și efectuarea unor verificări periodice contribuie la o instal