Come Collegare Pannelli Solari e Batterie in Parallelo per un Sistema a 12V

Collegamento in parallelo di pannelli solari e batterie da 12V per sistemi di alimentazione

La connessione a 12V è la configurazione più diffusa per il collegamento di pannelli solari a batterie. Generalmente, per convertire questa energia a 12VDC in un sistema a 120/230VAC adatto all'uso domestico comune, i pannelli fotovoltaici (PV) e le batterie vengono connessi in parallelo. Questa configurazione permette una generazione efficiente di energia, la ricarica delle batterie e l'alimentazione dei carichi AC, nonché l'operatività diretta degli apparecchi a corrente continua (DC). Esploriamo il processo passo-passo per il collegamento in parallelo di due o più pannelli solari e batterie, integrandoli con un regolatore di carica solare e un inverter automatico o un gruppo di continuità (UPS) per soddisfare diverse esigenze energetiche.

La maggior parte dei pannelli solari e delle batterie sono disponibili in tensioni come 12V, 24V, 36V, ecc. Quando si intende aumentare la capacità del sistema di energia solare, diventa essenziale una configurazione di cavi in parallelo. Ad esempio, se una singola batteria può alimentare un ventilatore a soffitto per 6 ore, la connessione in parallelo di due batterie della stessa capacità può estendere il tempo di funzionamento del ventilatore a circa 12 ore—quasi il doppio della durata. Inoltre, due pannelli solari connessi in parallelo non solo ricaricano le batterie più rapidamente, ma forniscono anche potenza aggiuntiva per supportare un numero maggiore di carichi elettrici.

Questo approccio di collegamento in parallelo è particolarmente cruciale per i sistemi a 12V, che includono componenti come un regolatore di carica a 12V e un inverter. Per questo motivo, in un impianto a 12V, è pratica comune connettere più pannelli solari e batterie a 12VDC in parallelo.

È importante notare che, a seconda delle specifiche esigenze, più pannelli solari e batterie possono essere connessi in serie, in parallelo o in una combinazione di configurazioni serie-parallelo per sistemi DC con diversi livelli di tensione, come 12V, 24V, 36V o 48V.

In una connessione in parallelo, si applica un importante principio elettrico: la tensione rimane costante in tutti i componenti connessi, mentre i valori di corrente si sommano. Ad esempio, quando due pannelli solari o batterie, ciascuno con una tensione di 12VDC, 120W e 10A, sono connessi in parallelo

Lo stesso vale per le batterie, cioè possiamo aumentare la capacità in ampere-ora (Ah) delle batterie quando sono collegate in parallelo.

Mentre il livello di tensione della batteria e del pannello solare rimane lo stesso (connessione in parallelo)

Cioè, la tensione rimane a 12V sia per i pannelli solari a 12V che per le batterie.

Nota importante: Quando si connettono le batterie in serie o in parallelo, è cruciale che tutte le batterie abbiano la stessa capacità in ampere-ora (Ah), proprio come i pannelli solari nella stessa configurazione dovrebbero avere lo stesso livello di tensione. In questa configurazione in parallelo, mentre la tensione proveniente sia dalle batterie che dai pannelli PV rimane a 12V, la capacità complessiva di amperaggio aumenta. Ciò consente un'integrazione senza soluzione di continuità dei pannelli PV generatori di energia e delle batterie (che fungono da energia di riserva) con un UPS/inverter a 12V e un regolatore di carica solare.

Durante le ore diurne con luce solare normale, l'inverter DC-AC viene alimentato direttamente dai pannelli solari. In situazioni come l'ombreggiatura o di notte, l'inverter attinge energia dalle batterie. L'inverter converte quindi l'ingresso a 12VDC in 120VAC (negli Stati Uniti) o 230VAC (nel Regno Unito e nell'UE), a seconda degli standard locali di tensione AC, e fornisce energia ai carichi AC come lampadine e ventilatori. Inoltre, gli apparecchi a corrente continua (DC) possono essere connessi direttamente ai terminali di carico DC del regolatore di carica.

Il collegamento in parallelo di due o più pannelli solari e batterie è semplice. Come illustrato nella figura sottostante, basta connettere il terminale positivo di un pannello solare o batteria al terminale positivo di un altro, e fare lo stesso per i terminali negativi.

Il diagramma di cablaggio allegato dimostra come due pannelli solari a 12V, 10A, 120W connessi in parallelo possono caricare due batterie a 12V, 100Ah anch'esse collegate in parallelo. Durante il giorno con luce solare normale, questa configurazione può anche alimentare carichi AC attraverso le batterie e l'inverter. Quando si verifica un'ombreggiatura o di notte, quando i pannelli solari non possono generare energia, l'energia accumulata nelle batterie agisce come energia di riserva. Le batterie forniscono quindi elettricità ai carichi AC tramite l'inverter. Questa intera operazione è gestita automaticamente dal gruppo di continuità, eliminando la necessità di interventi manuali, interruttori di commutazione o interruttori di trasferimento automatico (ATS) per accendere o spegnere gli elettrodomestici e gli interruttori, garantendo un'esperienza di fornitura di energia senza problemi.