Schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi: Kompleksowy poradnik 2025

Zanurzmy się w świat energii odnawialnej, a dokładniej w schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi. Na czym to polega? Mówiąc wprost, to połączenie dwóch niezależnych "łańcuchów" paneli słonecznych do jednego falownika, często z wykorzystaniem oddzielnych trackerów MPPT, co pozwala na optymalizację produkcji energii nawet w zmiennych warunkach. To konfiguracja często stosowana, gdy powierzchnia dachu jest nieregularna lub występują przeszkody powodujące zacienienie.

Dlaczego 2 stringi? Zalety i zastosowanie konfiguracji

Decyzja o podziale instalacji fotowoltaicznej na dwa niezależne łańcuchy paneli, czyli stringi, nie jest przypadkowa. Ten schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych oferuje szereg konkretnych korzyści, które sprawiają, że jest on często optymalnym rozwiązaniem dla współczesnych budynków mieszkalnych i mniejszych obiektów komercyjnych. Głównym motorem tej konfiguracji jest dążenie do maksymalizacji uzysków energetycznych w obliczu realnych wyzwań instalacyjnych, takich jak specyfika dachu czy obecność czynników cieniujących.

Najczęstszym scenariuszem uzasadniającym zastosowanie dwóch stringów jest instalacja paneli na różnych połaciach dachu. Na przykład, gdy jedna część modułów skierowana jest na wschód, a druga na zachód, każda grupa paneli będzie miała swoją szczytową produkcję o innej porze dnia. Łączenie ich w jeden długi string, nawet jeśli teoretyczne napięcie się zgadza, spowodowałoby permanentne obniżenie wydajności całego łańcucha do poziomu najsłabszego ogniwa, czyli grupy paneli będącej aktualnie w cieniu lub mającej gorszą orientację względem słońca. To jak w "Efekcie domina" - jeden słabszy panel w stringu wpływa negatywnie na wszystkie.

Drugim kluczowym powodem jest kwestia zacienienia. Budynki często posiadają kominy, lukarny, anteny, drzewa czy inne przeszkody, które mogą rzucać cień na fragment instalacji o różnych porach dnia i roku. Jeśli cały system działa jako jeden string, nawet niewielkie zacienienie kilku paneli może drastycznie obniżyć napięcie i prąd całego łańcucha, co prowadzi do znacznych strat energii. Podział na dwa stringi pozwala na odseparowanie grupy paneli narażonych na cień od grupy pracującej w pełnym słońcu.

Każdy string może być wówczas podłączony do osobnego wejścia MPPT (Maximum Power Point Tracker) w falowniku. MPPT to nic innego jak mózg falownika, który stale monitoruje parametry prądu i napięcia z paneli, aby znaleźć i utrzymać punkt maksymalnej mocy. Mając dwa takie trackery, falownik może niezależnie optymalizować pracę każdego stringa. String w pełnym słońcu pracuje z pełną mocą, a string częściowo zacieniony pracuje z najwyższą możliwą mocą w danych warunkach, nie wpływając negatywnie na ten pierwszy. Różnica w rocznych uzyskach między systemem jedno- a dwustringowym z dwoma MPPT, zwłaszcza przy występowaniu cienia, może sięgać nawet 10-25%, a w skrajnych przypadkach jeszcze więcej.

Pomyślmy o przykładzie: mamy 20 paneli o mocy 400W każdy, co daje łączną moc 8 kW. Montujemy je na dachu dwuspadowym – 10 paneli na wschód, 10 na zachód. Przy założeniu, że standardowy panel ma napięcie Vmpp około 35V i prąd Impp około 11.5A, pojedynczy string 20 paneli miałby Vmpp rzędu 700V. Falownik jednotrackerowy podłączony do takiego stringa musiałby zarządzać obiema grupami paneli jako jedną. Gdy rano świeci słońce na wschód, panele zachodnie są w cieniu i ograniczają prąd, co obniża moc całego stringa. Po południu sytuacja się odwraca. Zastosowanie dwóch stringów (po 10 paneli każdy) podłączonych do falownika z dwoma MPPT (jeden MPPT dla stringa wschodniego, drugi dla zachodniego) pozwala obu grupom paneli pracować z optymalną mocą o każdej porze dnia. Wschodni string produkuje najwięcej rano, zachodni po południu, a falownik sumuje obie moce. To "podwójne działanie" przynosi realne korzyści.

Kolejną zaletą jest elastyczność w projektowaniu i doborze paneli. Choć zaleca się stosowanie tych samych modeli paneli w obu stringach dla maksymalnej efektywności MPPT, podział na dwa stringi daje projektantowi większą swobodę w rozmieszczeniu modułów na dostępnej przestrzeni. Czasem wynika to z konieczności ominięcia przeszkody lub dostosowania długości stringów do wymagań napięciowych falownika.

Długość stringu jest ściśle związana z napięciem. Standardowe panele mają napięcie pracy w punkcie mocy maksymalnej (Vmpp) w okolicach 30-40V. Sumaryczne napięcie stringu (Vmpp * liczba paneli) musi mieścić się w zakresie pracy MPPT falownika. Zazwyczaj zakres ten wynosi od ok. 80V do 800V lub nawet 1000V. Dzieląc system na dwa stringi, można na przykład stworzyć dwa krótsze łańcuchy paneli, co może być konieczne, jeśli jeden długi string przekroczyłby maksymalne napięcie falownika lub miałby zbyt niskie napięcie minimalne w zimie. To daje większe pole manewru. Przykładowo, jeśli minimalne napięcie MPPT falownika to 150V, a panele mają Vmpp=35V, potrzebujesz co najmniej 150V / 35V ≈ 5 paneli w stringu. Jeśli chcesz zainstalować 10 paneli na wschodzie i 10 na zachodzie, podział na 2 stringi po 10 paneli (V stringu = 10 * 35V = 350V) idealnie mieści się w tym zakresie i pozwala optymalnie zarządzać obydwoma grupami. Jeden string 20 paneli miałby Vmpp = 20 * 35V = 700V, co również mieści się w zakresie, ale traciłby na efektywności przy cieniowaniu czy różnej orientacji.

Warto również wspomnieć o aspekcie bezpieczeństwa i redundancji. Choć to nie główny powód, uszkodzenie jednego panelu lub problem ze złączem w jednym stringu zazwyczaj wpływa tylko na ten jeden łańcuch paneli. Drugi string, jeśli jest podłączony do osobnego MPPT, nadal pracuje i generuje energię. W systemie jednotrringowym, taki problem mógłby wyłączyć całą instalację lub znacznie obniżyć jej moc. To pewna forma zabezpieczenia przed całkowitym przestojem.

Podsumowując ten fragment - konfiguracja z dwoma stringami nie jest fanaberią, lecz przemyślanym, technicznym rozwiązaniem stosowanym tam, gdzie warunki instalacyjne nie pozwalają na jednolity, optymalny układ paneli. Zwiększa ona odporność systemu na zacienienie i różne orientacje, co bezpośrednio przekłada się na wyższe uzysk energii w ujęciu rocznym. Decydując się na taki schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi, kluczowe jest dobranie falownika z odpowiednią liczbą wejść MPPT.

Pamiętajmy, że mówimy o realnej produkcji energii, która wpłynie na nasze rachunki. Teoretyczne wyliczenia mocy paneli to jedno, ale to, ile faktycznie "wyciśniemy" z instalacji w ciągu roku, zależy w dużej mierze od tego, jak sprawnie falownik radzi sobie z warunkami panującymi w stringach. Dwustringowy system, w połączeniu z odpowiednim falownikiem, jest często najlepszym ubezpieczeniem przed "straconym" prądem. Warto to rozważyć, projektując instalację, zwłaszcza gdy dach nie jest idealnie gładki i skierowany prosto na południe, bez żadnych przeszkód.

Elastyczność, jaką oferuje podział na stringi, dotyczy także możliwości przyszłej rozbudowy, choć to temat bardziej złożony i wymagający precyzyjnego planowania na etapie projektu. Napięcia i prądy w stringach muszą być kompatybilne z możliwościami falownika, a dokładając panele, musimy upewnić się, że nowy układ elektrycznie "dogada się" z istniejącym. Niemniej jednak, mając do dyspozycji np. falownik z 2 MPPT, z których na początku wykorzystujemy tylko jedno (np. do 10 paneli), w przyszłości możemy dodać kolejny string paneli, wykorzystując drugie wolne wejście. To oczywiście uproszczenie, bo wymaga dokładnej analizy, ale pokazuje potencjał.

Rozwiązania dwustringowe dominują na rynku prosumenckim, bo rzadko kiedy mamy idealne warunki montażowe. Dachy mają skomplikowane kształty, w otoczeniu są drzewa czy inne budynki. Nawet mały obiekt komercyjny z dachem podzielonym na kilka płaszczyzn o różnym kącie nachylenia i orientacji praktycznie wymusi zastosowanie rozwiązania wielostringowego, aby zapewnić maksymalną efektywność każdej z części instalacji. Ignorowanie tych kwestii na etapie projektu to proszenie się o straty w produkcji.

Dodatkowo, podział na stringi może być podyktowany kwestiami technicznymi dotyczącymi samego falownika. Na przykład, mniejsze falowniki mogą mieć ograniczony prąd maksymalny na jednym wejściu MPPT. Jeśli nasza instalacja generuje wysoki prąd (np. z nowych, bardziej wydajnych paneli z wysokim prądem pracy), może okazać się, że musimy podzielić panele na dwa stringi, aby prąd w każdym z nich mieścił się w specyfikacji falownika.

Konfiguracje dwustringowe są dzisiaj standardem, a falowniki z dwoma lub więcej MPPT powszechnie dostępne. Wybierając taki schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi, inwestujemy w lepszą wydajność i stabilność produkcji energii przez cały okres życia instalacji. To inwestycja w zoptymalizowany zysk, a nie tylko w sumę mocy na papierze. Zatem, pytanie "dlaczego 2 stringi?" sprowadza się do prostej odpowiedzi: "aby zarobić więcej na wyprodukowanej energii i zminimalizować straty spowodowane warunkami zewnętrznymi".

Jak połączyć stringi do falownika: Rola inwertera i MPPT

Sercem każdej instalacji fotowoltaicznej, która ma współpracować z siecią energetyczną, jest falownik, nazywany też inwerterem. Jego podstawowe, niepodważalne zadanie, to przetworzenie prądu stałego (DC) wyprodukowanego przez panele słoneczne na prąd zmienny (AC), który jest standardem w naszych domowych gniazdkach i sieci energetycznej. Bez niego cała energia ze słońca pozostałaby "uwięziona" w formie nieużytecznego dla większości urządzeń prądu stałego.

W przypadku instalacji z dwoma stringami, sposób ich połączenia z falownikiem zależy w dużej mierze od specyfikacji samego inwertera. Nowoczesne falowniki zaprojektowane z myślą o konfiguracjach wielostringowych są wyposażone w multiple trackery MPPT (Maximum Power Point Tracker). To one stanowią klucz do efektywności schematu podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi.

Falownik z dwoma wejściami MPPT pozwala na podłączenie każdego ze stringów paneli do osobnego wejścia. Jest to idealne rozwiązanie w sytuacji, gdy oba stringi różnią się od siebie, np. pod względem liczby paneli, orientacji względem słońca, kąta nachylenia, czy są narażone na różne rodzaje lub stopnie zacienienia. Każde wejście MPPT działa niezależnie, optymalizując produkcję mocy dla "swojego" stringu. Jeśli jeden string jest w pełnym słońcu, a drugi zacieniony, falownik "wyciąga" maksimum mocy z obu, sumując ją na wyjściu AC.

Złącza po stronie DC falownika, do których podłączamy stringi, to zazwyczaj standardowe gniazda MC4. Dla dwóch stringów potrzebujemy więc dwóch par złączy MC4 - jednego zestawu (+) i (-) dla stringa pierwszego, i drugiego dla stringa drugiego. Przewody DC prowadzone od paneli (lub skrzynki przyłączeniowej DC, jeśli jest stosowana) są bezpośrednio wprowadzane do tych złączy. Pamiętajmy, że napięcia DC generowane przez stringi mogą być bardzo wysokie (rzędu kilkuset woltów), dlatego prace przy podłączaniu wymagają szczególnej ostrożności.

Rola MPPT w przypadku dwóch stringów jest nie do przecenienia. Wyobraźmy sobie krzywą mocy P(V) dla panelu fotowoltaicznego, pokazującą zależność generowanej mocy od napięcia. Istnieje na niej punkt (MPP), w którym moc jest maksymalna. Tracker MPPT to algorytm w falowniku, który dynamicznie poszukuje tego punktu dla aktualnych warunków oświetlenia i temperatury. W systemie z dwoma MPPT, falownik niezależnie poszukuje optymalnych punktów pracy dla każdego stringa. Jeśli jeden string ma Vmpp na poziomie 350V (np. 10 paneli), a drugi, z powodu częściowego cienia, ma efektywne Vmpp na poziomie 300V, dwa trackery MPPT pozwolą obu stringom pracować z najwyższą możliwą wydajnością w tych różnych warunkach. Gdyby był tylko jeden MPPT, falownik musiałby znaleźć kompromis dla obu stringów razem, co zazwyczaj skutkowałoby niższą mocą całkowitą.

Dobór falownika o odpowiedniej liczbie MPPT jest więc krytyczny dla optymalnego wykorzystania potencjału dwóch stringów. W przypadku instalacji na dwóch różnych połaciach dachu lub z wyraźnymi różnicami w warunkach pracy stringów, falownik z dwoma MPPT to de facto konieczność, a nie opcja. Inwerter jednotrackerowy, nawet jeśli ma dwa zestawy wejść DC (często są one wówczas połączone wewnętrznie równolegle lub szeregowo, tracąc niezależność MPPT), nie zapewni optymalizacji dla dwóch różnych stringów. W specyfikacji technicznej falownika zawsze znajdziemy informację o liczbie wejść MPPT.

Parametry techniczne falownika, na które należy zwrócić uwagę przy konfiguracji z dwoma stringami, to przede wszystkim: liczba MPPT, maksymalne napięcie DC (Voc paneli nie może go przekroczyć nawet w najniższej temperaturze), zakres pracy MPPT (Vmpp stringu musi się w nim mieścić), maksymalny prąd na wejście MPPT (Impp stringu nie może go przekroczyć) oraz maksymalna sumaryczna moc DC, jaką falownik może przyjąć. Na przykład, typowy falownik 5 kW do domu jednorodzinnego może mieć 2 MPPT, każde z zakresem napięcia 80-800V i maksymalnym prądem 13A. Jeśli nasze panele mają Vmpp=35V i Impp=11.5A, w jednym stringu możemy połączyć od 3 (3x35V=105V - mieści się w zakresie 80-800V, choć lepiej celować wyżej) do około 20 paneli (20x35V=700V). Prąd stringu (11.5A) mieści się w limicie 13A. Zatem możemy zbudować dwa stringi po, powiedzmy, 14 paneli (14x35V = 490V), podłączając każdy do osobnego MPPT.

Choć zdarzają się falowniki z jednym MPPT i dwoma wejściami, które są wewnętrznie połączone równolegle, takie rozwiązanie nie zapewnia niezależnej optymalizacji i traci kluczowe zalety układu dwustringowego. Zastosowanie go przy różnych orientacjach czy znaczącym zacienieniu mija się z celem. To tak, jakby próbować zarządzać dwoma niezależnymi biznesami przy użyciu jednego budżetu i jednej strategii - na pewno gdzieś pojawią się kompromisy.

Istnieją również bardziej zaawansowane rozwiązania, takie jak optymalizatory mocy instalowane przy każdym panelu lub mikroinwertery (jeden na panel lub kilka paneli). Te technologie pozwalają na optymalizację produkcji na poziomie pojedynczego modułu, co jest idealne w przypadku ekstremalnego lub bardzo zróżnicowanego zacienienia. Jednak konfiguracja z dwoma stringami i falownikiem z dwoma MPPT to rozwiązanie często wystarczające i bardziej kosztowo efektywne dla typowych zastosowań domowych z umiarkowanym cieniem lub dachem dwuspadowym.

Podsumowując, odpowiednie połączenie stringów do falownika w instalacji dwustringowej opiera się na wykorzystaniu wejść MPPT falownika. Jeśli falownik posiada dwa wejścia MPPT, każdy string podłączamy do osobnego. To umożliwia niezależną optymalizację pracy obu grup paneli, co jest kluczem do maksymalizacji uzysków energii, zwłaszcza w nieidealnych warunkach instalacyjnych. Wybór falownika o odpowiedniej liczbie i parametrach MPPT jest jednym z najważniejszych kroków podczas projektowania schematu podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi.

Elementy składowe schematu: Złącza, przewody DC i zabezpieczenia

Poprawnie zaprojektowany i wykonany schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi to nie tylko panele i falownik. Kluczową rolę odgrywają również pozostałe, często niedoceniane elementy, które zapewniają bezpieczeństwo, niezawodność i efektywność całej instalacji. Mowa tu o okablowaniu DC, złączach, zabezpieczeniach przeciwprzepięciowych oraz rozłącznikach, które tworzą kompletną ścieżkę przepływu prądu stałego od paneli do falownika.

Przewody DC, czyli te transportujące prąd stały z paneli, muszą spełniać surowe wymagania. Pracują w trudnych warunkach - są wystawione na działanie promieni UV, deszczu, wahania temperatury od -40°C do +90°C (lub więcej) oraz muszą być odporne mechanicznie. Z tego powodu stosuje się specjalne przewody solarne, najczęściej o izolacji podwójnej, wykonane z materiałów odpornych na warunki atmosferyczne. Typowy przekrój takich przewodów w instalacjach domowych wynosi 4 mm² lub 6 mm². Wybór przekroju zależy od długości trasy i prądu płynącego w stringu. Dłuższe trasy lub wyższe prądy wymagają większego przekroju (np. 6 mm²) w celu minimalizacji strat energii spowodowanych opornością przewodów (tzw. straty Joule'a). Każdy z dwóch stringów wymaga osobnych przewodów plus (+) i minus (-), co oznacza łącznie cztery żyły prowadzące do falownika lub skrzynki przyłączeniowej DC.

Złącza to kolejny newralgiczny punkt systemu. Standardem rynkowym są złącza typu MC4 (Multi-Contact, 4mm). Są one zaprojektowane tak, aby zapewnić szczelne i trwałe połączenie, odporne na warunki zewnętrzne oraz uniemożliwiające przypadkowe rozłączenie pod obciążeniem. Każdy panel posiada wyprowadzone przewody z fabrycznie założonymi złączami (męskim i żeńskim), co umożliwia łatwe łączenie paneli szeregowo w stringi. Na końcach stringów, które łączymy z przewodami prowadzącymi do falownika, również stosuje się złącza MC4, aby uzyskać bezpieczne i modularne połączenie. Stosowanie wysokiej jakości złączy i narzędzi do ich zaciskania jest absolutnie kluczowe, ponieważ źle wykonane połączenie MC4 może prowadzić do wzrostu oporu, przegrzewania, a nawet pożaru. Niewielka oszczędność na złączach to igranie z ogniem.

Bardzo ważnym elementem schematu są zabezpieczenia po stronie DC. Choć paneli i przewodów DC nie dotyczy bezpośrednio standardowe zabezpieczenie różnicowoprądowe (jak w obwodach AC), są one narażone na inne ryzyka. Głównym zagrożeniem są przepięcia spowodowane uderzeniami piorunów (bezpośrednimi lub pośrednimi) oraz zwarcia łukowe DC, które są niezwykle niebezpieczne ze względu na trudność w ich gaszeniu.

Aby chronić falownik i resztę instalacji przed przepięciami z linii DC, stosuje się ograniczniki przepięć (SPD - Surge Protective Devices). Są to specjalistyczne aparaty montowane zazwyczaj w dedykowanej skrzynce przyłączeniowej DC (tzw. DC Box), która znajduje się pomiędzy panelami a falownikiem. Dla instalacji dwustringowej, skrzynka ta musi pomieścić zabezpieczenia dla obu stringów. Ograniczniki przepięć po stronie DC to najczęściej moduły typu Type 2, które "zwierają" przepięcie do uziemienia, chroniąc podłączone urządzenia. Ważne jest odpowiednie uziemienie SPD i całej konstrukcji wsporczej paneli. Koszt dobrego SPD typu 2 to typowo kilkaset złotych.

Zabezpieczenia nadprądowe w obwodach DC mogą być realizowane za pomocą bezpieczników topikowych (np. gPV fuses) lub wyłączników nadprądowych DC. Zabezpieczenia te dobiera się do maksymalnego prądu zwarciowego stringu (Isc). Ich rolą jest ochrona przewodów przed przeciążeniem i zwarciem. Zazwyczaj bezpieczniki montuje się w skrzynce przyłączeniowej DC na obu biegunach każdego stringu. Daje to łącznie 4 bezpieczniki (2 na string). Ich wartość dobiera się z odpowiednim zapasem, zazwyczaj 1.5 x Isc stringu, ale zgodnie z zaleceniami producenta paneli i normami.

Dodatkowo, w skrzynce DC lub przy falowniku często montuje się rozłącznik DC. Umożliwia on bezpieczne odłączenie paneli od falownika na czas prac serwisowych lub awarii. To ważny element bezpieczeństwa, który pozwala na odizolowanie obwodu DC, w którym stale panuje wysokie napięcie podczas dnia. Standardowy rozłącznik DC dla instalacji dwustringowej musi być w stanie bezpiecznie rozłączyć dwa niezależne obwody DC pod pełnym obciążeniem i napięciem.

Sumując elementy składowe schematu dla dwóch stringów: mamy przewody solarne DC (po dwie żyły na string), złącza MC4 (zarówno do łączenia paneli między sobą, jak i paneli z przewodami głównymi), skrzynkę przyłączeniową DC (opcjonalna, ale zalecana), a w niej lub osobno: rozłącznik DC, bezpieczniki DC oraz ograniczniki przepięć DC. Nie można zapomnieć o uziemieniu – konstrukcja wsporcza paneli, moduły paneli oraz skrzynka DC (i/lub falownik) powinny być poprawnie uziemione, najlepiej za pomocą dedykowanego przewodu PE o odpowiednim przekroju (np. 6 mm² lub więcej). To klucz do skutecznego działania zabezpieczeń przepięciowych.

Wszystkie te komponenty muszą być dobrane do parametrów elektrycznych stringów (napięcie maksymalne obwodu otwartego Voc w najniższej temperaturze, prąd zwarciowy Isc) oraz do warunków środowiskowych (stopień ochrony IP minimum IP65 dla elementów zewnętrznych, odporność na UV). Niedoszacowanie któregokolwiek z tych elementów może prowadzić do problemów z wydajnością, a co gorsza, stanowić poważne zagrożenie pożarowe lub porażeniowe. Inwestycja w wysokiej jakości zabezpieczenia i osprzęt to niezbędny element prawidłowego i bezpiecznego schematu podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi.

Praktyczne wskazówki przy tworzeniu schematu dla dwóch stringów

Tworzenie schematu podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi to etap, który absolutnie nie powinien być pominięty ani potraktowany po macoszemu w procesie inwestycji. To na tym etapie decyduje się o przyszłej wydajności, bezpieczeństwie i niezawodności całego systemu. Projekt schematu, najlepiej wykonany przez doświadczonego projektanta z uprawnieniami, to plan bitwy o energię ze słońca, a dobry plan to połowa sukcesu, albo i więcej.

Pierwszym krokiem jest szczegółowa analiza miejsca instalacji, a zwłaszcza dachu. Trzeba precyzyjnie zmierzyć i zwymiarować dostępne połacie, określić ich orientację (azymut) i kąt nachylenia. Konieczne jest również zidentyfikowanie wszelkich przeszkód, które mogą rzucać cień w ciągu dnia i roku - kominów, wywietrzników, anten, sąsiednich budynków czy drzew. Profesjonalna analiza zacienienia, często wykonywana za pomocą specjalistycznego oprogramowania, jest tu nieoceniona. To ona podpowie, czy i jak mocno cieniowanie wpłynie na poszczególne części planowanej instalacji, co bezpośrednio przełoży się na decyzję o podziale na stringi i doborze falownika z odpowiednią liczbą MPPT.

Mając mapę dachu i wiedzę o zacienieniu, można przejść do fizycznego rozmieszczenia paneli na schemacie. Panele, które będą pracować w podobnych warunkach (ta sama orientacja, kąt, brak lub podobne zacienienie), najlepiej połączyć w jeden string. Jeśli mamy dwie różne orientacje (np. wschód/zachód) lub dwie wyraźnie oddzielone strefy zacienienia, naturalnym wyborem staje się podział na dwa stringi. Liczba paneli w każdym stringu musi być dobrana tak, aby suma napięć (Vmpp w normalnych warunkach pracy oraz Voc w najniższej przewidywanej temperaturze) mieściła się w zakresie pracy MPPT oraz maksymalnym napięciu dopuszczalnym przez wybrany falownik.

Obliczanie napięć i prądów to kluczowy punkt. Napięcie Voc (obwodu otwartego) paneli rośnie wraz ze spadkiem temperatury, a Vmpp (napięcie w punkcie mocy maksymalnej) zmienia się w zależności od temperatury i nasłonecznienia. Trzeba sprawdzić w karcie katalogowej panelu, jak te parametry zmieniają się w funkcji temperatury i wziąć pod uwagę minimalną temperaturę, jaka może wystąpić w miejscu instalacji (tzw. skrajna temperatura referencyjna dla danego regionu). Napięcie Voc stringu w najniższej temperaturze (z reguły na mrozie) nie może przekroczyć maksymalnego napięcia DC falownika. Równocześnie, napięcie Vmpp stringu w normalnych warunkach pracy musi mieścić się w zakresie pracy MPPT falownika. To są twarde limity, których przekroczenie może uszkodzić falownik lub sprawić, że system będzie pracował nieefektywnie.

Na schemacie musi znaleźć się również precyzyjne zaplanowanie trasy kablowej. Przewody DC od paneli (lub skrzynki DC) do falownika powinny być prowadzone możliwie najkrótszą drogą, aby zminimalizować straty energii i koszty okablowania. Trzeba jednak pamiętać o zasadach bezpieczeństwa – unikać ostrych zagięć, zabezpieczać kable przed uszkodzeniami mechanicznymi, a w przypadku prowadzenia ich przez nieogrzewane poddasza czy na zewnątrz – stosować rury osłonowe odporne na UV. Schemat powinien wskazywać przekrój przewodów DC (np. 4 mm², 6 mm²) dobrany na podstawie długości trasy i prądu maksymalnego w stringu, z uwzględnieniem spadków napięcia.

Kolejnym elementem schematu są lokalizacje i typy zabezpieczeń oraz rozłączników. Jak już wspomniano, dla dwóch stringów standardem jest stosowanie ochronników przepięć DC (SPD) i bezpieczników topikowych DC (lub wyłączników nadprądowych DC) dla każdego stringu. Schemat musi precyzyjnie pokazywać, gdzie te elementy zostaną zamontowane (np. w dedykowanej skrzynce DC na dachu lub przy falowniku) i jakie parametry elektryczne (napięcie znamionowe, prąd znamionowy, prąd wyzwalania/znamionowy) będą miały. Trzeba również uwzględnić rozłącznik DC, który pozwoli odizolować falownik od napięcia z paneli.

W schemacie nie można zapomnieć o połączeniu uziemiającym. Konstrukcja wsporcza paneli oraz same panele powinny być uziemione. Przewód uziemiający (PE) o odpowiednim przekroju powinien łączyć te elementy z główną szyną uziemiającą w budynku. W przypadku stosowania skrzynki DC, również jej metalowa obudowa powinna być uziemiona, podobnie jak obudowa falownika, jeśli wymaga tego jego instrukcja instalacji. Uziemienie jest kluczowe dla prawidłowego działania zabezpieczeń przeciwprzepięciowych.

Dobór wszystkich komponentów – paneli, falownika, okablowania, złączy, zabezpieczeń – powinien być ze sobą spójny i oparty na dokładnych wyliczeniach. Nie można po prostu "zgadnąć", ile paneli podłączyć, czy jaki przekrój kabla zastosować. Błędy na tym etapie mogą prowadzić do problemów z wydajnością (np. zbyt cienkie kable), awarii (np. przekroczenie limitu napięcia na falowniku) lub nawet zagrożeń (np. brak skutecznych zabezpieczeń). Przykładem często spotykanego błędu jest przeciągnięcie limitu maksymalnego prądu wejściowego na MPPT falownika przy zastosowaniu paneli o bardzo wysokim prądzie (np. ponad 13A). Choć napięciowo string może pasować, prąd może być za wysoki dla falownika, co skutkuje ograniczeniem mocy.

Wreszcie, gotowy schemat powinien być czytelny i zawierać wszystkie niezbędne informacje dla instalatorów: lokalizację paneli i sposób ich połączenia w stringi, trasy i przekroje kabli DC (oraz AC od falownika), lokalizacje i parametry zabezpieczeń i rozłączników, miejsce montażu falownika oraz punkty połączenia z uziemieniem i siecią AC budynku. Dobry projekt to inwestycja, która zwraca się w bezproblemowej pracy instalacji i maksymalnych uzyskach. Niektórzy mówią: "Na budowie widać, co się działo w biurze". I w przypadku fotowoltaiki jest to w 100% prawda. Prawidłowo zaprojektowany schemat podłączenia paneli fotowoltaicznych 2 stringi to podstawa profesjonalnej, wydajnej i bezpiecznej instalacji.