Miten kytkää aurinkopaneelit ja akut rinnan 12V-järjestelmään
12V aurinkopaneelin ja akun rinnakkaisyhteys voimasysteemeihin
12V-yhteys on yleisin asetus aurinkopaneelien kytkemiseksi akuihin. Yleensä tämän 12VDC-voiman muuntamiseksi 120/230VAC-järjestelmäksi, joka sopii tavallisiin kotitarpeisiin, sekä valosolmu (PV)-paneelit että akut kytketään rinnakkain. Tämä konfiguraatio mahdollistaa tehokkaan sähköntuotannon, akun latauksen ja AC-kulutusten toiminnan, sekä suoran DC-päätelaitteiden käytön. Tutkitaan askel kerrallaan prosessia kahden tai useamman aurinkopaneelin ja akun kytkemiseksi rinnakkain, integroituina aurinkolatausohjaimen ja automaattisen inverterin tai keskeytymättömän varauksen (UPS) kanssa erilaisiin voimatarpeisiin.
Useimmat aurinkopaneelit ja akut ovat saatavilla jännitesarjoissa, kuten 12V, 24V, 36V jne. Kun pyrkity on lisätä aurinkovoimasysteemin kapasiteettia, rinnakkainen kytkentäkonfiguraatio tulee olennaiseksi. Esimerkiksi, jos yksi akku voi toimittaa kattoventtiilille virtaa 6 tunnin ajan, kahden samankapasisuuden akun kytkeminen rinnakkain voi laajentaa venttiilin toiminta-aikaa noin 12 tuntiin – lähes kaksinkertaiseksi. Lisäksi kaksi rinnakkaista aurinkopaneelia lataavat akut nopeammin ja tarjoavat lisää voimaa suurempien sähkökulutusten tukemiseksi.
Tämä rinnakkainen kytkentätapa on erityisen tärkeä 12V-järjestelmille, jotka sisältävät komponentteja, kuten 12V-latausohjaimen ja inverterin. Siksi 12V-asennuksessa on yleistä kytketä useita 12VDC-aurinkopaneileja ja akkuja rinnakkain.
On tärkeää huomata, että riippuen tarkoituksista, useita aurinkopaneileja ja akkuja voidaan kytkää rinnakkaan, sarjaan, tai rinnakkaan-sarjassa yhdistetyssä konfiguraatiossa eri jännitetasoilla oleville DC-järjestelmille, kuten 12V, 24V, 36V tai 48V.
Rinnakkaissa yhteyksissä pätee tärkeä sähköllinen periaate: jännite pysyy vakiona kaikkien kytkettyjen komponenttien välillä, kun taas virrat arvot summataan. Esimerkiksi, kun kaksi aurinkopaneelia tai akkua, joiden jännite on 12VDC, teho 120W ja virta 10A, kytketään rinnakkain
Sama koskee akkuja, eli ampeeritunnin (Ah) kapasiteettia voidaan lisätä, kun ne kytketään rinnakkain.
Kun taas akun ja aurinkopaneelin jännite pysyy samana (rinnakkaissyöttö).
Toisin sanoen jännite pysyy 12V:nä molemmille 12V-aurinkopaneileille ja akkuille.
Tärkeä huomautus: Kun akkuja kytketään sarjaan tai rinnakkain, on välttämätöntä, että kaikilla akuilla on sama ampeeritunti (Ah) -kapasiteetti, aivan kuten samassa konfiguraatiossa olevilla aurinkopaneileilla pitää olla sama jännite. Tässä rinnakkaissa asetuksessa, kun sekä akujen että PV-paneelien jännite pysyy 12V:nä, kokonaisvirran kapasiteetti kasvaa. Tämä mahdollistaa voimantuotannon PV-paneelien ja energian tallentamisen akkujen (varauduttavat varaukset) sujuvan integraation 12V UPS/inverterin ja aurinkolatausohjaimen kanssa.
Päivävalojen aika normaalilla auringolla DC-AC-inverteri toimittaa virtaa suoraan aurinkopaneeleista. Varjoisissa tilanteissa tai yöllä inverteri hakee virtaa akuilta. Inverteri muuntaa sitten 12VDC-syötteen joko 120VAC:ksi (Yhdysvalloissa) tai 230VAC:ksi (Iso-Britannia ja EU), riippuen paikallisista AC-jännitestandardeista, ja toimittaa virtaa AC-kulutukselle, kuten lamppuille ja tuuletinlaitteille. Lisäksi DC-toimiviin laitteisiin voidaan kytkiä suoraan latausohjaimen DC-päätteisiin.
Kahden tai useamman aurinkopaneelin ja akun kytkeminen rinnakkain on suoraviivaista. Kuvan mukaan yhden aurinkopaneelin tai akun positiivinen pistorasia yhdistetään toisen positiiviseen pistorasiaan, ja sama toistetaan negatiivisille pistorasioille.
Seuraava kaavio havainnollistaa, miten kaksi 12V, 10A, 120W-aurinkopaneelia, jotka on kytketty rinnakkain, voivat ladata kaksi 12V, 100Ah-akkuja, jotka myös ovat kytketty rinnakkain. Päivällä normaalilla auringolla tämä asetus voi myös toimittaa virtaa AC-kulutukselle akkujen ja inverterin kautta. Kun varjoilu tapahtuu tai yöllä, kun aurinkopaneelit eivät pysty tuottamaan energiaa, akkujen tallentama energia toimii varauksena. Akut toimittavat sitten sähköä AC-kulutukselle inverterin kautta. Koko operaatio hallitaan automaattisesti UPS:llä, mikä poistaa tarpeen manuaaliselle puuttumiselle, vaihtosulkeille tai automaattisille siirtosulkeille (ATS) sähkölaitteiden ja katkojen syöttämiseksi pois, varmistamalla vaivaton virtatoimituskokemus.
