سیم کشی باتری های سری در مقابل موازی در سیستم انرژی خورشیدی

در دنیای سیستم های انرژی خورشیدی، پیکربندی باتری ها یک عامل حیاتی است که بر عملکرد کلی تأثیر می گذارد. تصمیم به سیم کشی باتری ها به صورت سری یا موازی، یا ترکیبی از هر دو، به طور قابل توجهی بر کارایی و طول عمر سیستم تأثیر می گذارد. این راهنمای جامع پیچیدگی های این گزینه ها را بررسی می کند.

سیم کشی باتری ها به صورت موازی

برای سیم کشی موازی باتری ها، پایانه های مثبت و پایانه های منفی به هم متصل می شوند. این پیکربندی ولتاژ را ثابت نگه می دارد، در حالی که ظرفیت کلی (Ah) افزایش می یابد.

چند باتری را می توانم به صورت موازی سیم کشی کنم

در تئوری، تعداد باتری هایی که می توانید به صورت موازی سیم کشی کنید نامحدود است. با این حال، ملاحظات عملی، مانند فضای موجود، دسترسی به تعمیر و نگهداری، و الزامات خاص سیستم، باید در نظر گرفته شوند.

مزایای سیم کشی باتری ها به صورت موازی

افزایش ظرفیت (Ah)

اتصال موازی باتری ها ظرفیت کل را افزایش می دهد در حالی که ولتاژ سیستم باتری را ثابت نگه می دارد و مدت زمان منبع تغذیه سیستم را افزایش می دهد.

به عنوان مثال، اگر دو باتری 12 ولتی 100 آمپر ساعتی به صورت موازی متصل شده باشید، ظرفیت کل به 200 آمپر ساعت می شود. ولتاژ ثابت می ماند، اما مدت زمان کار باتری ها دو برابر می شود.

تحمل خطا

اگر یک باتری به طور موازی خراب شود، بقیه می توانند به کار خود ادامه دهند و خطر خرابی سیستم را کاهش دهند.

معایب سیم کشی باتری های موازی

افزایش زمان شارژ

در باتری‌های متصل موازی، ظرفیت بزرگ‌تر آرایه باتری اغلب منجر به نیاز به دوره‌های شارژ طولانی‌تر می‌شود.

افزایش تلفات و هزینه های کابل

در مقایسه با باتری‌هایی که به صورت سری چیده شده‌اند، دستیابی به توان خروجی معادل با باتری‌های موازی به دلیل ولتاژ پایین‌تر سیستم، نیاز به جریان بالاتری دارد. جریان بیشتر مستلزم استفاده از کابل های با قطر بیشتر برای کاهش مقاومت داخلی و در نتیجه کاهش افت ولتاژ است. با این حال، کابل های با قطر بزرگتر می توانند گران تر باشند.

سیم کشی باتری های سری

اتصال باتری ها به صورت سری شامل اتصال ترمینال مثبت یک باتری به ترمینال منفی باتری بعدی است. این آرایش کل ولتاژ را افزایش می دهد و به عنوان مثال اتصال دو باتری 12 ولت 100 آمپر ساعتی به صورت سری منجر به یک سیستم 24 ولتی می شود.

چند باتری می توانم به صورت سری سیم کشی کنم

حداکثر تعداد باتری هایی که می توان به صورت سری وصل کرد به طور کلی با توجه به نوع باتری و مشخصات سازنده تعیین می شود.

به عنوان مثال، باتری PowMr 12V 100Ah امکان اتصال سری تا 4 واحد را فراهم می کند. لطفاً به دفترچه راهنمای محصول مراجعه کنید یا برای اطلاعات دقیق با سازنده تماس بگیرید.

مزایای سیم کشی باتری های سری

افزایش ولتاژ

با اتصال چهار باتری 12 ولتی 100 آمپر ساعتی LiFePO4 به صورت سری، یک سیستم قوی 48 ولتی بدون کاهش ظرفیت کلی به دست می آید. این پیکربندی ظرفیت 100Ah را حفظ می کند و تطبیق پذیری سیم کشی های سری را نشان می دهد.

افزایش راندمان در انتقال نیرو

افزایش ولتاژ سیستم ناشی از سیم کشی سری به کاهش جریان سیستم تبدیل می شود. این به نوبه خود، استفاده از سیم کشی نازک تر را امکان پذیر می کند و منجر به بهبود راندمان در انتقال نیرو و به حداقل رساندن افت ولتاژ در سیستم می شود.

راندمان شارژ تقویت شده

سیم کشی سری در فرآیند شارژ سودمند است، که نمونه آن عملکرد کنترل کننده شارژ خورشیدی MPPT است.

یک کنترلر شارژ خورشیدی 60 آمپر در ولتاژ 12 ولت می تواند 720 وات انرژی خورشیدی را تحمل کند، اما در ولتاژ 24 ولت در 60 آمپر، به طور موثر تا 1440 وات را مدیریت می کند. این امر بر مزایای قابل توجه استفاده از باتری های سری سیمی در سیستم های قدرت بزرگتر، به ویژه در ولتاژهای بالاتر، تأکید می کند.

معایب سیم کشی باتری های سری

ظرفیت سری ثابت

هنگامی که باتری ها به صورت سری متصل می شوند، ولتاژ کل افزایش می یابد در حالی که ظرفیت کل (بر حسب آمپر ساعت، Ah) ثابت می ماند. این به این معنی است که ظرفیت ذخیره انرژی کلی با اتصال باتری ها به صورت سری تغییر نمی کند.

عدم تعادل شارژ

یکی از معایب قابل توجه باتری های سیم کشی سری، پتانسیل عدم تعادل در شارژ است. به دلیل تفاوت در مقاومت های داخلی یا تغییرات در وضعیت شارژ، باتری های جداگانه ممکن است با نرخ های متفاوتی شارژ شوند.

محدودیت های اعمال ولتاژ بالا

انجام این عمل مستلزم آن است که همه برنامه های شما با ولتاژ بالا کار کنند. به عنوان مثال، وقتی دو باتری 12 ولتی را به صورت سری به هم وصل می کنید، ولتاژ حاصل 24 ولت است. بدون استفاده از مبدل، در این راه‌اندازی نمی‌توانید برق هیچ یک از لوازم 12 ولتی را تامین کنید.

کاهش افزونگی

اگر یک باتری در یک پیکربندی سری از کار بیفتد یا ظرفیت آن به طور قابل توجهی کاهش یابد، می تواند کل بانک باتری را تحت تأثیر قرار دهد و بر عملکرد کلی دستگاه های متصل یا کل سیستم تأثیر بگذارد.

باتری های خورشیدی در اتصال سری-موازی

شما می توانید باتری ها را به صورت سری و موازی وصل کنید، که اغلب برای برآورده کردن نیازهای ولتاژ و ظرفیت خاص در یک سیستم انرژی خورشیدی انجام می شود.

اتصال باتری ها به صورت سری شامل اتصال ترمینال مثبت یک باتری به ترمینال منفی باتری بعدی است که به طور تجمعی ولتاژ را افزایش می دهد. برای اتصالات موازی، پایانه های مثبت را به یکدیگر و پایانه های منفی را به همین ترتیب وصل کنید و ظرفیت کلی را افزایش دهید. از سازگاری نوع و ظرفیت باتری در هر سری یا گروه موازی اطمینان حاصل کنید.

برای نشان دادن، یک راه اندازی با هشت باتری 12 ولتی 100 آمپر ساعتی LiFePO4 در نظر بگیرید. دو جفت به صورت موازی به هم متصل می شوند که در نتیجه چهار گروه موازی تشکیل می شود. سپس این گروه ها به صورت سری به هم متصل می شوند و یک سیستم 24 ولتی با ظرفیت کل 400Ah ایجاد می کنند.

به طور معمول، مرحله اولیه شامل اتصال باتری ها به صورت سری و به دنبال آن سیم کشی موازی به عنوان مرحله دوم است. هر دو روش قابل اجرا هستند، اما اولویت دادن به اتصالات سری نسبت به اتصالات موازی باعث افزایش ایمنی می شود.

سیم کشی باتری ها به صورت موازی بهتر است یا سری؟

هنگام تعیین پیکربندی بهینه سیم کشی، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شوند. جدول زیر مزایا و معایب سیم کشی باتری های سری یا موازی را خلاصه می کند:

نکاتی در مورد اتصال باتری های خورشیدی

اتصال باتری های خورشیدی شامل چندین ملاحظات برای اطمینان از راه اندازی ایمن و کارآمد است. در اینجا چند نکته برای اتصال باتری های خورشیدی وجود دارد:

انتخاب باتری

مهم است که اطمینان حاصل شود که تمام باتری‌های مورد استفاده در پیکربندی سری/موازی از یک نوع و هم سن هستند، ظرفیت و ولتاژ یکسانی دارند و به درستی متعادل می‌شوند تا از شارژ یا تخلیه بیش از حد باتری‌ها جلوگیری شود. باتری های سرب اسید و لیتیوم یون انواع رایج باتری های خورشیدی برای اینورتر هستند. عواملی مانند ظرفیت، ولتاژ و عمر چرخه را در نظر بگیرید.

سازگاری کنترل کننده شارژ و اینورتر

تنظیمات کنترل کننده شارژ را بر اساس توصیه های سازنده باتری، پوشش ولتاژ جذب، ولتاژ شناور و جبران دما تنظیم کنید. با توجه به الزامات اتصال خاص، از سازگاری اینورتر با ولتاژ و نوع باتری بانک اطمینان حاصل کنید.

اندازه کابل

برای اتصال باتری ها از کابل هایی با اندازه مناسب استفاده کنید. کابل های کم اندازه می توانند منجر به افت ولتاژ و کاهش راندمان سیستم شوند. به نمودار اندازه کابل دفترچه راهنمای محصول بر اساس جریان و فاصله مراجعه کنید.

دما و تهویه

باتری ها را در مکانی با تهویه مناسب نصب کنید و در صورت لزوم سیستم های تهویه را در نظر بگیرید. علاوه بر این، باتری ها در یک محدوده دمایی خاص عملکرد بهینه ای دارند. از قرار دادن آنها در معرض دماهای شدید خودداری کنید و اگر کنترل کننده شارژ شما از آن پشتیبانی می کند، شارژ با جبران دما را در نظر بگیرید.

فیوزینگ و حفاظت از مدار

برای محافظت از بانک باتری در برابر جریان اضافه و اتصال کوتاه، فیوزها و کلیدهای مدار مناسب را نصب کنید. فیوزها را در دو طرف مثبت و منفی بانک باتری قرار دهید.

همیشه به دستورالعمل ها و مشخصات سازنده برای باتری ها و قطعات خاصی که در سیستم انرژی خورشیدی خود استفاده می کنید، مراجعه کنید. علاوه بر این، قوانین و مقررات محلی برق باید در هنگام نصب رعایت شود. اگر از روند نصب مطمئن نیستید یا احساس ناراحتی می کنید، برای نصب و اتصال باتری های خورشیدی، یک متخصص را استخدام کنید. این می تواند به جلوگیری از اشتباهات و تضمین یک سیستم ایمن و کارآمد کمک کند.