Optimaliseren van zonnepaneel- en batterijbedrading: Serie-parallelconfiguraties uitgelegd

Batterijen en zonnepaneel in serie-parallelconfiguratie bedraden

Je zou kunnen denken wat het doel is van deze rare combinatie van serie- en parallelverbinding van zowel zonnepanelen als batterijen in plaats van een eenvoudige serie- of parallelconfiguratie. Nou, het hangt af van de systeembehovens: het verhogen van zowel de laadspanning als de batterijopslagcapaciteit in ampère-uur (Ah) door zowel zonnepaneel als batterijen in serie/parallelcombinatie te koppelen volgens de systeemeis.

Dit unieke ontwerp is nodig wanneer zowel de laad- als opslagenergie verhoogd moeten worden met zonnepanelen en batterijen. Dit komt doordat stromen optellen in parallelverbinding en spanningen optellen in serieverbinding. Met andere woorden, stroom blijft gelijk in serieverbinding, terwijl spanning gelijk blijft in parallelverbinding. Op deze manier verkrijgen we de voordelen van zowel serie- als parallelverbindingen door PV-paneel en batterijen in combinatie van serie-parallelconfiguratie te koppelen. Laten we zien hoe we dat doen.

• Gerelateerd artikel: Hoe zonnepanelen in serie & batterijen in parallel te bedraden? 12/24/48 V systeem

Serie-gekoppelde zonnepanelen & batterijen

We kunnen twee zonnepanelen of batterijen koppelen door hun negatieve terminal "−" aan de positieve "+" terminal te verbinden en vice versa. Op deze manier zouden twee 6 V (of 12 of 24 V) 150 W, 12,5 A zonnepanelen en 12 V, 100 Ah batterijen in serie de volgende waarden hebben.

Stromen:

I₁ = I₂ ….. = I_n

d.w.z. stroom is gelijk in elke tak

12,5 A = 12,5 A

Vergelijkbaar,

Stroom in serie-gekoppelde batterijen

100 Ah = 100 Ah

Spanning:

Aangezien spanningen optelbaar zijn in parallelverbinding, op deze manier,

V₁ + V₂ …… + Vn

d.w.z. spanning zal optellen in parallelverbinding. (Stel we hebben 12 V PV-panelen en batterijen).

12 V + 12 V = 24 V.

• Gerelateerd artikel: Hoe zonnepanelen in parallel & batterijen in serie te bedraden? 24 V systeem

PV-panelen & batterijen in parallel:

Een zonnepaneel of batterij kan in parallel worden gekoppeld door de negatieve terminal "−" van de eerste aan de negatieve terminal "−" van de tweede te verbinden en de positieve terminal "+" van de tweede aan de positieve terminal "+" van de eerste. In eenvoudige woorden, gelijke terminalen worden verbonden met brugdraaden. Op deze manier zouden twee 6 V (of 12 of 24 V) 150 W, 12,5 A zonnepanelen en 12 V, 100 Ah batterijen in parallel de volgende hoeveelheden hebben.

Stroom

Stroom van zonnepaneel naar de laadregelaar:

I₁ + I₂ ….. + I_n

d.w.z.

12,5 A + 12,5 A = 25 A

Vergelijkbaar, Ah-capaciteit van batterijen in serie zou hebben:

100 Ah + 100 Ah = 200 Ah.

Spanning

Spanning voor zonnepaneel en batterijen blijft gelijk in parallelverbinding:

V₁ = V₂ …… = V_n

d.w.z. spanning blijft hetzelfde voor zowel PV-panelen als batterijen.

12 V = 12 V.

• Gerelateerd artikel: Hoe zonnepaneel & batterijen in serie te bedraden voor 24 V systeem

PV-panelen & batterijen in serie-parallelcombinatie:

Het volgende deel is interessant: we zullen de maximale efficiëntie van 12 V zonnepanelen en batterijen benutten door ze in serie-parallelcombinatie te rangschikken om zowel het laadvermogen van zonnepanelen als de opslagcapaciteit van batterijen te verhogen. Op deze manier laadt meer vermogen de batterij sneller met extra opslag. We kunnen dit systeem gebruiken in kleine projecten zoals 6 V batterijen en PV-panelen voor 12 V systemen of residentiële toepassingen zoals 24 V of 48 V enz.

Stel we hebben de volgende gewaardeerde apparaten.

• 4 stuks zonnepanelen elk met 12 V, 150 W, 12,5 A
• 4 stuks batterijen elk met 12 V, 100 Ah

We moeten ze koppelen voor een efficiënt 24 V groenenergiesysteem.

Om dit te doen, koppel de eerste 2 zonnepanelen in serie en doe hetzelfde voor de overige twee zonnepanelen. In eenvoudige woorden: maak twee paren van twee in serie gekoppelde zonnepanelen. Koppel nu deze twee sets van in serie gekoppelde PV-panelen parallel zoals in de volgende figuur getoond. Doe hetzelfde voor batterijen om dezelfde serie-parallelverbinding van batterijen te realiseren. Op deze manier verkrijg je:

Spanning & stroom in serie-parallelgekoppelde PV-panelen

Een set van twee in serie gekoppelde zonnepanelen heeft =

12 V + 12 V = 24 V

en

12,5 A = 12,5 A

Als we deze serieparen parallel koppelen, verkrijg je:

24 V = 24 V (van eerdere serie (12 V + 12 V = 24 V) en nu in parallel)

en

12,5 A + 12,5 A = 25 A (van eerdere serie 12,5 A = 12,5 A en nu in parallel).

Je ziet dat we de zonnepanelespanning van 12 V naar 24 V en het laadvermogen van 12,5 A naar 25 A hebben verhoogd.

• Gerelateerd artikel: Hoe zonnepaneel & batterijen in parallel te bedraden voor 12 V systeem

Spanning & stroom in serie-parallelgekoppelde batterijen

Evenzo zou de serie-parallelcombinatie van batterijen dezelfde impact hebben als hierboven vermeld voor zonnepanelen; de batterijbank spanning zou stijgen van 12 V naar 24 V en opslagcapaciteit van 100 Ah naar 200 Ah.

Spanning in een set van twee parallel gekoppelde batterijen:

12 V = 12 V = 12 V

en

12,5 A + 12,5 A = 25 A.

Als we deze twee sets van in serie gekoppelde batterijen parallel koppelen, verkrijgen we:

12 V + 12 V = 24 V

en

25 A = 25 A

Je ziet dat we 24 V uit 12 V en 200 Ah uit 100 Ah tegelijkertijd bereikten en dat past bij ons ontworpen 24 V systeem. Dus we kunnen ze via een zonne-laadregelaar bedraden en aan de lastapparatuur koppelen.

• Gerelateerd artikel: Hoe een zonnestroom-PV-systeem te ontwerpen en installeren? Met opgelost voorbeeld

PV-panelen & batterijen in serie-parallelcombo bedraden voor 24 V systeem

De volgende eenvoudige bedrading toont dat vier 12 V zonnepanelen en 12 V, 100 Ah batterijen in serie-parallelcombinatie zijn aangesloten. PV-panelen zijn verbonden met de batterijen en DC-last via een laadregelaar. De 120 V of 230 V AC-last is verbonden via omvormer. De last kan gevoed worden tijdens normale zonneschijn/dag en werkt via back-upenergie opgeslagen in de batterijen tijdens beschaduwing/nacht. Dit hele 24 V systeem werkt automatisch omdat we de onderbrekingsvrije stroomvoorziening (UPS) / omvormer hebben gebruikt; d.w.z. we hebben automatische UPS-bedrading gebruikt. Het betekent dat er geen extra handmatige of automatische omschakelaar of automatische overlaadschakelaar nodig is voor automatische werking.

Goed om te weten:

• Serieverbinding van batterijen of zonnepanelen verhoogt het spanningsniveau; bijvoorbeeld twee 12 V, 5 A PV-paneel of 12 V, 100 A batterij in serie leveren 24 V. Waarbij de stroom gelijk blijft in beide apparaten: 5 A in panelen en 100 Ah in batterijen.
• Parallelverbinding van PV-panelen en batterijen telt de stroom en ampère-uur waarde van de batterij (opslagcapaciteit) op; bijvoorbeeld twee 12 V, 5 A PV-panelen in serie leveren 12 V, 10 A. Vergelijkbaar, twee 12 V, 100 Ah batterijen in parallel leveren 12 V, 200 Ah opslagcapaciteit. Waarbij de spanning gelijk blijft in beide apparaten: 12 V.

Belangrijke opmerkingen:

Zorg ervoor dat de batterij- en zonnepanelespanningswaarde hetzelfde is tijdens het koppelen in serie, parallel of serie-parallel. Met andere woorden, een 6 V batterij mag niet in serie/parallel met 9 V, 12 V of andere gespannen batterijen worden aangesloten. Dezelfde regel geldt voor zonnepanelen: koppel geen 12 V zonnepaneel in serie/parallel met 6 V of 24 V PV-paneel.