วิธีการต่อสายแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่แบบขนานสำหรับระบบ 12V

การต่อวงจรแบบขนานของแผงโซลาร์เซลล์ 12V และแบตเตอรี่สำหรับระบบพลังงาน

การเชื่อมต่อแบบ 12V เป็นการตั้งค่าที่พบมากที่สุดในการต่อแผงโซลาร์เซลล์กับแบตเตอรี่ ทั่วไปแล้ว เพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง 12VDC ให้เป็นระบบ 120/230VAC ที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานในบ้านทั่วไป ทั้งแผงโฟโตโวลตาอิค (PV) และแบตเตอรี่จะถูกต่อแบบขนาน การตั้งค่านี้ช่วยให้การผลิตพลังงาน การชาร์จแบตเตอรี่ และการจ่ายไฟฟ้าให้กับโหลด AC มีประสิทธิภาพ รวมถึงการทำงานโดยตรงของอุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรง ลองสำรวจกระบวนการต่อวงจรแบบขนานของแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่สองหรือมากกว่าสองชุด รวมถึงการผสานรวมกับคอนโทรลเลอร์ชาร์จโซลาร์และอินเวอร์เตอร์อัตโนมัติหรือระบบจ่ายไฟฟ้าไม่ขาดสาย (UPS) เพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานที่หลากหลาย

แผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ส่วนใหญ่มีระดับแรงดันไฟฟ้า เช่น 12V, 24V, 36V ฯลฯ เมื่อต้องการเพิ่มความจุของระบบพลังงานโซลาร์ การต่อวงจรแบบขนานจะเป็นสิ่งจำเป็น ตัวอย่างเช่น หากแบตเตอรี่หนึ่งชุดสามารถจ่ายไฟฟ้าให้กับพัดลมเพดานได้ 6 ชั่วโมง การต่อแบตเตอรี่สองชุดที่มีความจุเท่ากันแบบขนานสามารถยืดเวลาทำงานของพัดลมออกไปได้ประมาณ 12 ชั่วโมง ซึ่งเกือบเท่าตัว นอกจากนี้ แผงโซลาร์เซลล์สองชุดที่ต่อแบบขนานไม่เพียงแต่ชาร์จแบตเตอรี่ได้เร็วยิ่งขึ้น แต่ยังให้กำลังไฟฟ้าเพิ่มเติมเพื่อรองรับโหลดไฟฟ้าที่มากขึ้น

วิธีการต่อวงจรแบบขนานนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับระบบ 12V ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบ เช่น คอนโทรลเลอร์ชาร์จ 12V และอินเวอร์เตอร์ ดังนั้น ในระบบ 12V มักจะต่อแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่แบบ 12VDC หลายชุดแบบขนาน

ควรทราบว่าตามความต้องการเฉพาะ แผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่หลายชุดสามารถต่อแบบอนุกรม แบบขนาน หรือแบบผสมระหว่างอนุกรม-ขนาน สำหรับระบบ DC ที่มีระดับแรงดันไฟฟ้าต่างๆ เช่น 12V, 24V, 36V หรือ 48V

ในการต่อวงจรแบบขนาน มีหลักการทางไฟฟ้าที่สำคัญคือ แรงดันไฟฟ้าคงที่ตลอดทั้งส่วนประกอบที่ต่อเข้าด้วยกัน ในขณะที่ค่ากระแสไฟฟ้าจะรวมกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อต่อแผงโซลาร์เซลล์หรือแบตเตอรี่สองชุด ที่มีแรงดันไฟฟ้า 12VDC, กำลังไฟฟ้า 120W, และกระแสไฟฟ้า 10A แบบขนาน

เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ เราสามารถเพิ่มความจุแอมแปร์ชั่วโมง (Ah) ของแบตเตอรี่เมื่อต่อแบบขนาน

ในขณะที่ระดับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และแผงโซลาร์เซลล์ยังคงเหมือนเดิม (การต่อแบบขนาน)

นั่นคือ แรงดันไฟฟ้ายังคงที่ที่ 12V สำหรับทั้งแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่ 12V

หมายเหตุสำคัญ: เมื่อต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมหรือแบบขนาน ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ทั้งหมดมีความจุแอมแปร์ชั่วโมง (Ah) เท่ากัน เช่นเดียวกับแผงโซลาร์เซลล์ในระบบเดียวกันควรมีระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน ในระบบขนานนี้ แม้แรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่และแผง PV จะคงที่ที่ 12V แต่ความจุกระแสไฟฟ้ารวมจะเพิ่มขึ้น ทำให้สามารถผสานรวมแผง PV ที่สร้างพลังงานและแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงาน (ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำรอง) กับ UPS/inverter 12V และคอนโทรลเลอร์ชาร์จโซลาร์ได้อย่างราบรื่น

ในช่วงกลางวันที่มีแสงแดดปกติ อินเวอร์เตอร์ DC-AC จะได้รับพลังงานโดยตรงจากแผงโซลาร์เซลล์ ในสถานการณ์ที่มีเงาหรือในช่วงกลางคืน อินเวอร์เตอร์จะดึงพลังงานจากแบตเตอรี่ จากนั้นอินเวอร์เตอร์จะแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้า 12VDC ให้เป็น 120VAC (ในสหรัฐอเมริกา) หรือ 230VAC (ในสหราชอาณาจักรและสหภาพยุโรป) ตามมาตรฐานแรงดันไฟฟ้า AC ท้องถิ่น และจ่ายพลังงานให้กับโหลด AC เช่น หลอดไฟและพัดลม นอกจากนี้ อุปกรณ์ที่ใช้ไฟฟ้ากระแสตรงสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเทอร์มินอลโหลด DC ของคอนโทรลเลอร์ชาร์จ

การต่อแผงโซลาร์เซลล์และแบตเตอรี่สองชุดหรือมากกว่าแบบขนานเป็นเรื่องง่าย ตามที่แสดงในภาพต่อไปนี้ ให้เชื่อมต่อเทอร์มินอลบวกของแผงโซลาร์เซลล์หรือแบตเตอรี่หนึ่งชุดกับเทอร์มินอลบวกของอีกชุดหนึ่ง และทำเช่นเดียวกันกับเทอร์มินอลลบ

แผนภาพการต่อวงจรที่มาพร้อมแสดงวิธีการต่อแผงโซลาร์เซลล์ 12V, 10A, 120W สองชุดแบบขนานเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ 12V, 100Ah สองชุดที่ต่อแบบขนาน ในช่วงกลางวันที่มีแสงแดดปกติ ระบบดังกล่าวสามารถจ่ายพลังงานให้กับโหลด AC ผ่านแบตเตอรี่และอินเวอร์เตอร์ ขณะที่มีเงาหรือในช่วงกลางคืน เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ไม่สามารถสร้างพลังงานได้ พลังงานที่เก็บไว้ในแบตเตอรี่จะเป็นแหล่งพลังงานสำรอง แบตเตอรี่จะจ่ายพลังงานให้กับโหลด AC ผ่านอินเวอร์เตอร์ กระบวนการทั้งหมดนี้จะถูกจัดการโดยอัตโนมัติโดย UPS ไม่จำเป็นต้องมีการแทรกแซงด้วยตนเอง สวิตช์เปลี่ยนแปลง หรือสวิตช์เปลี่ยนแปลงอัตโนมัติ (ATS) เพื่อเปิดหรือปิดอุปกรณ์ไฟฟ้าและเบรกเกอร์ ทำให้การจ่ายพลังงานเป็นไปอย่างสะดวกสบาย