Jak połączyć panele słoneczne i baterie równolegle w systemie 12V

Połączenie równoległe panele słoneczne 12V i baterie w systemach energetycznych

Połączenie 12V jest najpopularniejszą konfiguracją do podłączania paneli słonecznych do baterii. Zazwyczaj, aby przekonwertować tę energię 12VDC na system 120/230VAC odpowiedni do typowego użytku domowego, panele fotowoltaiczne (PV) i baterie są połączone równolegle. Ta konfiguracja umożliwia efektywne generowanie energii, ładowanie baterii oraz zasilanie obciążeń AC, a także bezpośrednie działanie urządzeń zasilanych prądem DC. Przeanalizujmy krok po kroku proces podłączania dwóch lub więcej paneli słonecznych i baterii w układzie równoległym, integrując je z kontrolerem ładunku słonecznego i automatycznym inwerterem lub nieprzerwanym źródłem zasilania (UPS), aby spełnić różnorodne potrzeby energetyczne.

Większość paneli słonecznych i baterii dostępna jest w napięciach takich jak 12V, 24V, 36V itp. Gdy chcesz zwiększyć pojemność swojego systemu słonecznego, konfiguracja połączeń równoległych staje się niezbędna. Na przykład, jeśli jedna bateria może zasilać wentylator sufitowy przez 6 godzin, połączenie dwóch baterii o tej samej pojemności w układzie równoległym może przedłużyć czas działania wentylatora do około 12 godzin – prawie dwukrotnie. Ponadto dwa panele słoneczne połączone równolegle nie tylko ładowane są szybciej, ale również dostarczają dodatkowej mocy, co pozwala obsługiwać większą liczbę obciążeń elektrycznych.

Ten podejście do połączeń równoległych jest szczególnie kluczowe dla systemów 12V, które obejmują komponenty takie jak kontroler ładunku 12V i inwerter. Dlatego w ustawieniu 12V powszechną praktyką jest podłączanie wielu paneli słonecznych DC 12V i baterii w układzie równoległym.

Warto zauważyć, że w zależności od specyficznych wymagań, wiele paneli słonecznych i baterii może być podłączonych w szeregu, równolegle lub w kombinacji szereg-równoległy dla systemów DC o różnych napięciach, takich jak 12V, 24V, 36V lub 48V.

W połączeniu równoległym ważny jest zasada elektryczna: napięcie pozostaje stałe we wszystkich połączonych komponentach, podczas gdy wartości prądów sumują się. Na przykład, gdy dwa panele słoneczne lub baterie, każdy o napięciu 12VDC, mocy 120W i prądzie 10A, są podłączone równolegle

To samo dotyczy baterii, czyli możemy zwiększyć pojemność godzinową (Ah) baterii, gdy są one podłączone równolegle.

Podczas gdy poziom napięcia baterii oraz panela słonecznego pozostaje taki sam (połączenie równoległe)

Czyli napięcie pozostaje 12V zarówno dla paneli słonecznych 12V, jak i baterii.

Ważna uwaga: Podczas podłączania baterii w szeregu lub równolegle, kluczowe jest, aby wszystkie baterie miały taką samą pojemność godzinową (Ah), tak jak panele słoneczne w tej samej konfiguracji powinny mieć ten sam poziom napięcia. W tym układzie równoległym, podczas gdy napięcie z baterii i paneli PV pozostaje na poziomie 12V, całkowita pojemność amperowa zwiększa się. To pozwala na bezproblemową integrację paneli PV generujących energię oraz baterii magazynujących energię (które stanowią rezerwową moc) z 12V UPS/inwerterem i kontrolerem ładunku słonecznego.

W ciągu dnia przy normalnym nasłonecznieniu inwerter DC-AC jest bezpośrednio zasilany przez panele słoneczne. W sytuacjach takich jak zacienienie lub w nocy, inwerter pobiera energię z baterii. Inwerter następnie konwertuje 12VDC na 120VAC (w USA) lub 230VAC (w Wielkiej Brytanii i UE), w zależności od lokalnych standardów napięcia AC, i dostarcza energię do obciążeń AC, takich jak żarówki i wentylatory. Dodatkowo urządzenia zasilane prądem DC mogą być bezpośrednio podłączone do terminali obciążeń DC kontrolera ładunku.

Podłączenie dwóch lub więcej paneli słonecznych i baterii w układzie równoległym jest proste. Jak pokazano na rysunku poniżej, wystarczy połączyć terminal dodatni jednego panela słonecznego lub baterii z terminalem dodatnim drugiego, a to samo zrobić dla terminali ujemnych.

Przykład schematu połączeń pokazuje, jak dwa panele słoneczne 12V, 10A, 120W podłączone równolegle mogą ładować dwie baterie 12V, 100Ah również podłączone równolegle. W ciągu dnia przy normalnym nasłonecznieniu ta konfiguracja może również zasilać obciążenia AC poprzez baterie i inwerter. Gdy wystąpi zacienienie lub w nocy, gdy panele słoneczne nie są w stanie generować energii, przechowywana energia w bateriach działa jako rezerwowe zasilanie. Baterie następnie dostarczają energię do obciążeń AC poprzez inwerter. Cała ta operacja jest zarządzana automatycznie przez UPS, eliminując konieczność ręcznej interwencji, przełączników zmiany lub automatycznych przełączników transferu (ATS) do włączania lub wyłączania urządzeń elektrycznych i przekaźników, zapewniając bezproblemowe doświadczenie zasilenia.