Haruskah Anda Menyambungkan Panel Surya Anda Secara Seri Atau Paralel?
Saat Anda memasang sistem kelistrikan RV atau campervan, Anda akan menghadapi pilihan untuk menyambungkan panel surya Anda secara seri atau paralel.
Ada pro dan kontra untuk setiap pengaturan, dan keputusan Anda pada akhirnya akan bergantung pada kasus penggunaan Anda. Tetapi seri biasanya merupakan pilihan yang lebih baik untuk sebagian besar pengaturan tenaga surya campervan DIY. Jika Anda memiliki susunan surya yang lebih besar, Anda juga dapat menggunakan kabel seri-paralel untuk manfaat tambahan.
Perbedaan penting antara pemasangan kabel panel surya secara seri vs paralel adalah apa yang terjadi pada tegangan dan arus di setiap konfigurasi. Dengan tegangan kabel seri bertambah sementara arus tetap sama, sedangkan dengan tegangan kabel paralel tetap sama saat arus bertambah.
Apa artinya ini dan mengapa ini penting? Artikel ini menggali jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini. Kami akan membahas manfaat dan kerugian dari koneksi seri dan paralel untuk panel surya van dan RV, melihat beberapa contoh dan kasus penggunaan, dan berbicara tentang apa artinya semua ini untuk merancang susunan PV surya (fotovoltaik) off grid Anda.
Intinya: Memasang cable panel surya Anda secara seri vs paralel adalah cara yang harus dilakukan untuk tata surya campervan dan RV. Karena tegangan bertambah dengan kabel seri, panel surya Anda akan mencapai tegangan pengisian lebih cepat di siang hari, yang berarti baterai Anda akan mengisi daya lebih cepat dan lebih lama. Pengkabelan seri juga jauh lebih sederhana karena Anda tidak memerlukan konektor kabel atau sekering tambahan.
Untuk susunan yang lebih besar (minimal 400W, tetapi lebih baik dengan 600W atau lebih), Anda dapat menggunakan kabel seri-paralel, yang menggabungkan manfaat tegangan dari kabel seri dengan manfaat naungan dari kabel paralel.
Pengkabelan Panel Surya Secara Seri
Untuk menyambungkan panel surya Anda seçara seri, sambungkan terminal positif dari satu panel ke terminal negatif panel berikutnya, dan seterusnya. Metode pengkabelan ini menciptakan apa yang disebut serangkaian panel surya.
Dengan kabel seri, tegangan panel bertambah bersama sementara arus listrik (arus) tetap sama.
Contoh: Jika Anda memiliki empat panel surya 100W yang disambungkan secara seri dan setiap panel menghasilkan 5A pada 20V, array Anda akan mengeluarkan 5A pada 80V (4 panel x 20V = 80V).
Output 80V itu berada di bawah sinar matahari penuh. Pada saat-saat siang hari ketika lebih sedikit matahari yang menerpa panel Anda (pagi-pagi sekali, sore hari) atau ketika ada awan di langit, tegangan keluaran sistem akan jauh lebih sedikit.
Mengapa ini penting? Tegangan keluaran panel surya Anda harus melebihi tegangan pengisian baterai Anda sebelum dapat mulai mengisi daya. Karena Volt ditambahkan dengan kabel seri, output dari susunan PV Anda akan mencapai tegangan pengisian itu jauh lebih awal di siang hari dibandingkan dengan sistem paralel, dan akan terus mengisi daya lebih lama.
Di mana menemukan tegangan panel surya Anda
Anda memiliki panel surya 12 Volt, jadi tegangan yang dihasilkan harus 12 Volt, bukan? Salah.
12V adalah apa yang disebut tegangan nominal, dan pada dasarnya digunakan untuk mencocokkan peralatan dan komponen bersama-sama untuk kompatibilitas. Jika Anda membangun sistem kelistrikan 12V, Anda akan menginginkan bank baterai 12V, pengontrol pengisian daya 12V, panel surya 12V, dan inverter 12V, misalnya.
Volume keluaran aktualtage dari modul pv surya Anda akan lebih tinggi dari tegangan nominal. Panel 12V menghasilkan hingga 18V-24V, tergantung pada panelnya. Cari tahu tegangan maksimum untuk panel PV spesifik Anda, lihat tegangan sirkuit terbuka(voc). Anda dapat menemukan tegangan sirkuit terbuka pada stiker spesifikasi di bagian belakang sebagian besar panel surya, di manual, atau di situs web pabrikan.
Manfaat Pengkabelan Seri untuk Panel Surya
Memasang kabel panel surya secara seri vs paralel memiliki beberapa manfaat dalam hal menyiapkan sistem tenaga surya yang efisien yang akan menopang Anda seumur hidup di jalan.
- Manfaat utama dari kabel seri adalah tegangan yang lebih tinggi yang dihasilkannya. Karena tegangan yang lebih tinggi dari koneksi seri, baterai Anda pada akhirnya akan terisi lebih awal, lebih cepat, dan lebih lama. Panel surya Anda akan dapat menghasilkan tegangan yang cukup bahkan dalam kondisi cahaya yang buruk dari tempat teduh atau orientasi panel yang kurang optimal ke arah matahari. Dan dikombinasikan dengan pengontrol muatan MPPT, ini memungkinkan Anda untuk memeras efisiensi yang lebih besar dari panel surya Anda.
- Pengkabelan seri menghasilkan lebih sedikit arus keluaran (Amps), artinya Anda dapat menggunakan kabel pengukur yang lebih kecil untuk terhubung ke pengontrol muatan surya Anda. Cable surya 10AWG biasanya hanya yang Anda butuhkan.
- Koneksi seri jauh lebih sederhana (dan lebih murah) untuk diterapkan. Karena output arus listrik yang lebih rendah, Anda biasanya tidak memerlukan sekering sürya (meskipun Anda harus selalu memeriksa ulang persyaratan sekering spesifik Anda). Anda juga tidak memerlukan konektor kabel apa pun – cukup pasang panel surya Anda bersama-sama dan Anda siap melakukannya.
Baca lebih lanjut: Kapan Anda Perlu Menggabungkan Panel Surya? (Dan Bagaimana Melakukannya)
Catatan Penting: Jika Anda memilih untuk menyambungkan panel surya secará seri vs paralel, Anda memerlukan pengontrol muatan MPPT. Pengontrol muatan MPPT dapat mengubah tegangan berlebih menjadi lebih banyak arus untuk pengisian yang lebih cepat/lebih lama dan efisiensi yang lebih tinggi. Pengontrol muatan PWM yang kurang efisien hanya akan menurunkan tegangan berlebih, yang berarti Anda akan kehilangan hingga 30% dari keluaran surya Anda.
Kekurangan Pengkabelan Seri untuk Panel Surya
Ada satu kelemahan untuk memasang kabel panel surya secará seri vs paralel, dan begitulah cara naungan memengaruhi keluaran surya Anda.
Saat Anda menghubungkan panel surya secara seri, arus harus melewati semua panel fotovoltaik sebelum masuk ke pengontrol muatan dan masuk ke bank baterai Anda. Sama seperti lampu Natal jadul, jika satu panel padam, semua panel terpengaruh. Misalnya, jika Anda berada di hutan dan naungan hanya ada di satu panel, itu memotong output daya dari seluruh sistem panel surya.
Kehilangan daya dari naungan ini adalah alasan utama mengapa beberapa influencer vanlife dan Youtuber mungkin menyuruh Anda memasang panel surya secará paralel vs seri. Namun, seperti yang akan kita bahas di bawah ini, ini bukan masalah besar seperti kelihatannya, dan secara keseluruhan manfaat pengkabelan seri jauh lebih besar daripada kelemahan ini.
Pengkabelan Panel Surya Secara Paralel
Untuk menyambungkan panel surya Anda seçara paralel, sambungkan semua terminal positif bersama-sama lalu sambungkan semua terminal negatif bersama-sama (menggunakan konektor cabang atau kotak penggabung).
Dengan kabel paralel, arus listrik (arus) bertambah bersama sementara tegangan tetap sama.
Contoh: Jika Anda memiliki empat panel surya 100W yang disambungkan secara paralel dan setiap panel mengeluarkan 5A pada 20V, array Anda akan menghasilkan 20A pada 20V (4 panel x 5A = 20A).
Sekali lagi, output 20V itu berada di bawah sinar matahari penuh dan akan jauh lebih sedikit di pagi hari dan sore hari ketika ada lebih sedikit sinar matahari. Ini berarti bahwa tegangan susunan panel surya Anda tidak akan mencapai tegangan pengisian sampai jauh lebih lambat dibandingkan dengan kabel seri, dan akan turun kembali di bawah tegangan pengisian lebih cepat.
Kekurangan Kabel Paralel untuk Panel Surya
Menggunakan sambungan panel surya paralel memiliki beberapa kelemahan signifikan yang membuatnya sulit dijual untuk sebagian besar sistem kelistrikan RV dan campervan.
- Kelemahan utama koneksi paralel untuk panel surya adalah tegangan yang lebih rendah. Pengontrol muatan surya Anda tidak dapat mengisi daya baterai Anda sampai tegangan keluaran susunan surya Anda melebihi tegangan pengisian baterai Anda. Ini berarti baterai Anda mungkin tidak terisi secara berarti sampai mendekati siang hari, dan baterai akan mengisi daya untuk jangka waktu yang lebih singkat sebelum input tegangan turun lagi di sore hari.
- Karena Anda tidak memiliki tegangan berlebih untuk diubah menjadi arus, Anda menyia-nyiakan manfaat utama dari pengontrol muatan MPPT dan kehilangan peningkatan efisiensi yang signifikan dengan menggunakan koneksi paralel.
- Instalasi lebih kompleks. Karena panel surya paralel menghasilkan arus yang lebih tinggi, Anda mungkin harus menyatukan panel Anda dan bahkan mungkin memerlukan kabel surya yang lebih tebal. Anda juga memerlukan konektor kabel tambahan untuk menggabungkan panel Anda, yang semuanya menambah kompleksitas, biaya, dan lebih banyak potensi titik kegagalan.
Manfaat Kabel Paralel untuk Panel Surya
Manfaat utama menggunakan koneksi paralel adalah bagaimana naungan memengaruhi panel surya Anda.
Saat Anda memasang panel surya secara paralel, panel surya disambungkan secara independen satu sama lain. Ini berarti bahwa naungan pada satu panel tidak berpengaruh pada panel lainnya, yang bisa menjadi pro besar jika Anda menghabiskan banyak waktu di area yang mungkin ada naungan yang berlebihan.
Ini lebih bermanfaat dalam hal instalasi stasioner di mana modul PV Anda tidak dapat dipindahkan, seperti rumah kecil atau kabin off grid. Jika Anda tinggal di daerah berhutan dan tidak dapat mengontrol bayangan di sekitar susunan fotovoltaik Anda, pengkabelan secara paralel lebih baik karena memiliki beberapa string paralel pasti dapat membantu Anda memeras lebih banyak output bahkan ketika ada bayangan parsial.
Tetapi untuk instalasi seluler seperti campervan dan RV, negatif dari penggunaan koneksi paralel jauh lebih besar daripada manfaat kecil ini, dan ada banyak cara untuk mengurangi efek bayangan pada panel Anda (yang akan kita bahas di bawah).
Seri Panel Surya Pengkabelan vs Paralel
Masalah dengan bayangan adalah alasan yang sering dikutip untuk memasang kabel panel surya campervan secara paralel vs seri (dan itu benar-benar satu-satunya poin yang mendukung kabel paralel). Kami menggunakan koneksi paralel di van pertama kami karena alasan yang tepat ini.
Namun, naungan bukanlah masalah utama dalam praktiknya, dan manfaat kabel seri vs paralel sangat besar sehingga paralel jarang masuk akal.
Jika Anda memasang panel secara paralel hanya karena Anda mungkin memiliki naungan di salah satu panel Anda, Anda menghambat kemampuan pengisian tenaga surya Anda untuk merencanakan skenario yang sering dapat dihindari.
Menemukan diri Anda diparkir di tempat teduh? Pindahkan van Anda. Dan sebelum Anda mendirikan kemah, pikirkan tentang potensi bayangan dan pilih tempat Anda yang sesuai. Sisa waktu Anda akan menuai manfaat pengisian daya yang meningkat dari tegangan yang lebih tinggi dari kabel seri.
Bayangan juga tidak terlalu menjadi masalah dengan panel surya 9BB yang lebih baru, yang tidak terpengaruh oleh naungan secara umum. Dengan panel surya, bahkan titik naungan memotong output Watt dari seluruh panel. Namun, efek ini jauh lebih kecil dengan panel surya 9BB karena listrik memiliki lebih banyak rute untuk melewati area yang teduh. Ini berarti bahwa bahkan dalam string seri, sejumlah kecil naungan seringkali bukan masalah besar.
Jadi kapan Anda akan memasang panel surya secara paralel?
Hanya menggunakan koneksi paralel tidak masuk akal kecuali Anda memiliki susunan PV yang lebih kecil (200W atau kurang) dan menggunakan pengontrol muatan PWM. Jika Anda memiliki anggaran yang sangat ketat dan hanya membutuhkan energi matahari dasar dengan uang sesedikit mungkin di muka, sistem tegangan rendah kecil ini adalah salah satu pilihan termurah.
Untuk susunan yang lebih besar, ada metode pengkabelan lain yang disebut seri-paralel yang memungkinkan Anda menuai manfaat dari koneksi seri dan paralel dalam kombinasi.
Pengkabelan Panel Surya secara Seri-Paralel
Untuk menyambungkan panel surya Anda secara seri-paralel, buat rangkaian panel terpisah yang disambungkan secara seri, lalu sambungkan string bersama-sama secara paralel menggunakan konektor kabel.
Dengan koneksi seri-paralel, tegangan panel dalam string seri bertambah, kemudian arus kedua string secara paralel bertambah.
Contoh: Jika Anda memiliki empat panel surya 100W yang disambungkan secara seri-paralel (dua string seri panel 2 x 100W yang disambungkan secara paralel) dan setiap panel menghasilkan 5A pada 20V, array Anda akan mengeluarkan 10A pada 40V (string seri 2 panel x 20V = 40V; 2 string secara paralel x 5A = 10A).
Anda memerlukan setidaknya 400W tenaga surya untuk koneksi seri-paralel, dan setiap string harus memiliki jumlah panel yang sama. Untuk meningkatkan ukuran susunan surya Anda, Anda dapat menaikkan watt senar seri Anda (yaitu dua senar panel 3 x 100W) atau menambahkan lebih banyak senar (yaitu tiga senar panel 2 x 100W). Atau keduanya.
Secara pribadi, kami akan tetap menggunakan seri untuk susunan panel surya hingga 400W, dan mempertimbangkan untuk membagi susunan menjadi dua string paralel seri untuk 600W atau lebih tinggi. Ini akan memastikan bahwa tegangan array cukup tinggi untuk benar-benar memanfaatkan manfaat pengisian.
Manfaat Pengkabelan Seri-Paralel untuk Panel Surya
Dengan konfigurasi kabel surya hibrida ini, Anda akan mendapatkan manfaat kinerja dari kabel seri dan paralel.
- Peningkatan tegangan karena string seri berarti baterai Anda akan mengisi daya lebih awal, lebih cepat, dan lebih lama, dan Anda akan menggunakan pengontrol pengisian daya MPPT dengan benar.
- Anda dapat membangun susunan yang lebih besar tanpa meningkatkan tegangan terlalu banyak.
- Mengurangi efek naungan karena Anda memiliki banyak senar yang tidak terpengaruh satu sama lain.
Kekurangan Pengkabelan Seri-Paralel untuk Panel Surya
Kelemahan utama dari kabel seri-paralel adalah meningkatnya kompleksitas perencanaan dan pemasangan sistem energi surya kemping Anda. Anda akan memerlukan konektor kabel tambahan, dan Anda perlu menyatukan setiap senar Anda.
Series-parallel juga paling baik digunakan untuk pengaturan yang lebih besar. Meskipun Anda dapat menggunakan seri-paralel dengan tenaga surya hanya 400W, manfaat yang lebih besar benar-benar muncul ketika Anda memiliki 600W atau lebih.
Catatan Penting: Jika Anda berpikir untuk menggunakan kabel seri-paralel, pastikan untuk meninjau rekomendasi kami untuk menyatukan panel surya. Anda mungkin perlu menyatukan setiap string dari susunan seri-paralel pada konektor kabel positif.
Seri vs Paralel untuk Panel Surya yang Tidak Cocok
Meskipun ideal untuk menggunakan panel surya yang identik apa pun metode pengkabelannya, terkadang itu bukan pilihan. Mungkin Anda memperluas kapasitas susunan surya yang ada dan Anda tidak dapat menemukan kecocokan yang sama persis untuk panel asli Anda. Atau mungkin Anda hanya ingin memanfaatkan panel surya acak yang sudah Anda miliki.
Untungnya, dimungkinkan untuk menyatukan berbagai jenis panel surya yang memiliki ukuran yang tidak cocok, peringkat listrik yang berbeda, atau dari produsen yang berbeda.
Kunci untuk memutuskan antara kabel paralel atau seri untuk panel pencampuran terletak pada apa yang terjadi pada tegangan dan arus di setiap skema kabel.
Saat Anda memasang kabel panel surya yang tidak cocok secara seri, Anda ingin menggunakan panel dengan peringkat arus yang sama (atau serupa). Ingat, untuk kabel seri, tegangan keluaran bertambah sementara arus tetap sama. Jadi dengan panel yang tidak cocok, semua tegangan panel masih akan bertambah bersama, tetapi arus keluaran string seri akan sama dengan panel surya dengan peringkat arus terendah.
Contoh: Anda memiliki empat panel surya 100W yang tidak cocok yang disambungkan secara seri. Tiga panel menghasilkan 5A pada 20V, sedangkan panel keempat mengeluarkan 4A pada 25V. Output dari seluruh array akan menjadi 4A pada 85V (20V + 20V +20V + 25V = 85V. Peringkat arus terendah = 4A).
Dengan kata lain, jika Anda menyatukan panel surya dengan peringkat arus yang sama tetapi tegangan yang berbeda, kami merekomendasikan pengkabelan paralel vs seri atau seri-paralel.
Saat Anda memasang kabel panel surya yang tidak cocok secara paralel, Anda ingin menggunakan panel dengan peringkat tegangan yang sama(atau serupa). Ingat, untuk kabel paralel, Amps menambahkan sementara Volt tetap sama. Jadi dengan panel yang tidak cocok, semua arus listrik masih akan bertambah bersama, tetapi tegangan keluaran susunan akan sama dengan panel surya dengan peringkat tegangan terendah.
Contoh: Anda memiliki empat panel surya 100W yang tidak cocok yang disambungkan secara paralel. Tiga panel mengeluarkan 4A pada 25V, sedangkan panel keempat mengeluarkan 5A pada 20V. Output dari seluruh array akan menjadi 17A pada 20V (4A + 4A +4A + 5A = 17A. Tegangan terendah = 20V).
Jadi, jika Anda memasang kabel panel surya dengan tegangan yang sama tetapi peringkat arus yang berbeda, kami merekomendasikan kabel seri vs paralel.
Pedoman di atas dapat membantu Anda menyusun tata surya menggunakan beberapa panel surya dengan peringkat listrik yang berbeda. Namun, jika Anda memperluas sistem yang ada dengan panel yang berbeda, pertimbangkan untuk menyambungkannya ke pengontrol surya tambahan sebagai gantinya. Anda akan mendapatkan hasil maksimal dari sistem kelistrikan Anda jika semua panel yang sama dimasukkan ke setiap pengontrol muatan.