Aký je rozdiel medzi Sériovým a paralelným zapojením ?

Spojenia dvoch alebo viacerých batérií pre jednu aplikáciu. Čo umožňuje spojenie viacerých batérií? Pripojením batérií buď zvýšite napätie alebo ampérhodinovú kapacitu a niekedy aj oboje, čím nakoniec získate viac energie.

Existujú dva primárne spôsoby, ako úspešne pripojiť dve alebo viac batérií: Prvá sa nazýva sériové pripojenie a druhá sa nazýva paralelné pripojenie

Sériové pripojenia - zapojenie dvoch alebo viacerých batérií spolu s cieľom zvýšiť Napätie batériového systému, ale zachováva si rovnaké ampérhodinové hodnotenie. Pri sériových pripojeniach nezabudnite, že každá batéria musí mať rovnaké napätie a kapacitu, inak môže dôjsť k poškodeniu batérie. Ak chcete batérie zapojiť do série, pripojte kladný pól jednej batérie k zápornej z druhej, kým sa nedosiahne požadované napätie. Pri sériovom nabíjaní batérií musíte použiť nabíjačku, ktorá zodpovedá napätiu systému.

Na obrázku nižšie sú dve 12 V batérie zapojený do série, ktorá premení túto batériu na 24V systém. Môžete tiež vidieť, že banka má hodnotenie celkovej kapacity 100 Ah.

Dbajte na tieto podmienky:

Obe batérie musia mať rovnaké typové označenie.
Obe batérie musia byť približne rovnakého veku.
Úroveň nabitia oboch batérií sa musí zhodovať.
Prepojovacie vedenia musia byť dostatočne dimenzované, a je potrebné, aby boli čo možno najkratšie.

Ak nebudú vyššie uvedené odporúčania dodržané, bude pri sériovom zapojení v dôsledku rôznych vnútorných odporov jednotlivých batérií dochádzať k zodpovedajúcej nerovnomernej distribúcii napätia a tým aj k nesymetrickému zaťažovaniu počas fázy nabíjania a vybíjania.

Paralelné spojenia - zapojenie dvoch alebo viacerých batérií spolu na zvýšenie ampérhodiny kapacita batérie, ale vaše napätie zostáva rovnaké. Na paralelné pripojenie batérií sú kladné svorky spojené pomocou kábla a záporné svorky sú spojené spolu s iným káblom, až kým nedosiahnete požadovanú kapacitu..

Účelom paralelného pripojenia nie je umožniť vašim batériám napájať čokoľvek, čo je nad štandardným výstupným napätím, ale skôr predĺžiť dobu, počas ktorej môže napájať zariadenie. Je dôležité si uvedomiť, že pri nabíjaní batérií, ktoré sú zapojené paralelne, môže zvýšená kapacita za hodinu vyžadovať dlhší čas nabíjania.

V nasledujúcom príklade máme dve 12V batérie, ale vidíte nárast ampérhodín na 200 Ah.

Dbajte na tieto podmienky:

Obe batérie musia mať rovnaké typové označenie.
Obe batérie musia byť približne rovnakého veku.
Úroveň nabitia oboch batérií sa musí zhodovať.
Prepojovacie vedenia musia byť dostatočne dimenzované, a je potrebné, aby boli čo možno najkratšie.

Ak nebudú vyššie uvedené odporúčania dodržané, bude pri sériovom zapojení v dôsledku rôznych vnútorných odporov jednotlivých batérií dochádzať k zodpovedajúcej nerovnomernej distribúcii napätia a tým aj k nesymetrickému zaťažovaniu počas fázy nabíjania a vybíjania.

Kombinácia sériového a paralelného zapojenia

Áno, batérie je možné pripojiť súčasne do série aj paralelne. Táto kombinácia sa nazýva sériovo-paralelná konfigurácia batérie a používa sa na dosiahnutie požadovaného napätia a kapacity batériového systému podľa konkrétnych požiadaviek.

Sériovo-paralelné zapojenie batérií je spôsob súčasného zapojenia batérií do série a paralelne pre vytvorenie väčšej skupiny batérií so zvýšenou kapacitou a napätím, prispôsobené špecifickým požiadavkám aplikácie.

Na vytvorenie sériovo-paralelného spojenia sa batérie najskôr zapoja do párov paralelne, aby sa zvýšila celková kapacita batériového bloku. Kladné póly každej batérie sú spolu spojené, rovnako ako záporné póly. Počet batérií v paralelných skupinách je určený podľa požadovanej kapacity aplikácie.

Potom pripojte každú skupinu batérií paralelne, aby ste dosiahli požadované napätie. To sa dosiahne pripojením kladnej svorky prvého paralelného obvodu k zápornej svorke druhého paralelného obvodu atď., kým nedosiahnete požadované napätie. Posledný kladný a záporný pól sa používa na pripojenie batérie k záťaži.

Napríklad, ak chcete vytvoriť 24-voltovú batériu so zvýšenou kapacitou, môžete paralelne pripojiť dve 12-voltové batérie, každú s kapacitou 230 ampérhodín, s celkovou kapacitou 460 ampérhodín. Potom pripojte dva z týchto paralelných obvodov do série, aby ste dosiahli konečné napätie 24 voltov.

Je dôležité zabezpečiť, aby všetky batérie používané v sériovo-paralelnej konfigurácii boli rovnakého typu, s rovnakou kapacitou a napätím a boli správne vyvážené, aby nedochádzalo k prebíjaniu alebo vybíjaniu jednotlivých batérií.

Poznámka: Zvyčajne sa odporúča, aby boli batérie pred paralelným pripojením zapojené do série pre lepšiu bezpečnosť a účinnosť systému, hoci je možný aj opačný postup.

Upozornenie

Všetky batérie musia mať rovnaké typové označenie.
Všetky batérie musia byť približne rovnako staré.
Všetky batérie musia mať rovnaký stav nabitia.
Pripojovacie káble musia byť dostatočne dimenzované a mali by byť čo najkratšie.
Vždy vymeňte všetky batérie!

Prečo meniť vždy obe batérie naraz?

S dobou používania batérií dochádza k zmene vnútorného odporu. Čím je batéria staršia, tým vyšší je vnútorný odpor. Ak teraz prepojíme „starú“ batériu s batériou „novou“, dochádza k rozdielnej distribúcii prúdov, resp. napätie. Následkom je nesymetrické zaťažovanie batérií.

Ak nie sú batérie nabíjané alebo vybíjané, pretekajú medzi batériami pri paralelnom zapojení veľmi vysoké vyrovnávacie prúdy. „Nová“ batéria sa snaží „starú“ batériu nabíjať. (vyrovnávanie potenciálu)

Sériové pripojenie - výhody a nevýhody

Medzi výhody zapojenia batérií do série patria:

• Zvýšenie celkového napätia obvodu, čo je užitočné, keď je potrebné napájať zariadenia, ktoré vyžadujú vyššie napätie.
• Rovnomerné rozloženie záťaže medzi batérie znižuje záťaž jednotlivých batérií, čo môže zlepšiť celkovú efektivitu systému.
• Zvýšená schopnosť systému ukladať energiu, keď sú batérie zapojené do série, čo je užitočné v situáciách, keď je potrebné nepretržité napájanie, napríklad v odľahlých oblastiach s obmedzenými zdrojmi energie.
• Sériové zapojenie batérií sa ľahko nastavuje a nevyžaduje zložité zapojenie alebo inštalačné postupy, čo má za následok nižšie náklady na zapojenie v porovnaní s paralelnými pripojeniami.

Nevýhody sériového zapojenia batérií zahŕňajú:

• Zapojenie batérií do série môže skrátiť ich celkovú životnosť, pretože batérie sa nevybíjajú rovnomerne, čo môže spôsobiť, že niektoré batérie sa opotrebujú rýchlejšie ako iné.
• Porucha jednej batérie v sérii môže spôsobiť zlyhanie celého systému, čo je obzvlášť problematické v situáciách, keď je spoľahlivé napájanie kritické.
• Zapojenie batérií do série si vyžaduje dodatočné vedenie a komponenty, ktoré môžu zvýšiť zložitosť inštalácie a údržby systému.
• Ak je jedna batéria v sérii slabšia ako ostatné, môže sa prebíjať alebo nadmerne vybíjať, čo môže skrátiť jej životnosť a negatívne ovplyvniť celkový výkon systému.
• Často je potrebné použiť externé zariadenia na vyváženie nabíjania a vybíjania, ako napr balancéry batérií.

Paralelné pripojenie - výhody a nevýhody

Medzi výhody paralelných batérií patria:

• Všetky batérie v paralelnom zapojení dostávajú rovnaké napätie, čo znižuje riziko nerovnováhy v nabíjaní, teda prebitia alebo podbitia jednej batérie v porovnaní s ostatnými.
• Ak jedna batéria v paralelnom zapojení prestane fungovať, ostatné batérie fungujú ďalej, čím sa znižuje riziko zlyhania celého systému.
• Zvyšuje celkový výkon systému, čo je užitočné pri napájaní zariadení s vysokými požiadavkami na napájanie.

Nevýhody paralelných batérií zahŕňajú:

• Paralelné pripojenie batérií môže byť drahšie, pretože vyžaduje ďalšie káble a komponenty.
• Ak sa jedna batéria v paralelnom zapojení prehreje, môže to spôsobiť zahriatie ostatných batérií, čo môže viesť k tepelnému úniku a poškodeniu batérií a celého systému.
• Na rozdiel od sériového zapojenia, paralelné pripojenie batérií výrazne nezvyšuje kapacitu akumulácie energie systému.
• Pri paralelnom zapojení batérií sú možné rozdiely vo výstupnom napätí a prúde jednotlivých batérií, čo môže ovplyvniť celkovú účinnosť systému.

Záver

Správne pripojenie batérie hrá kľúčovú úlohu pri zaistení optimálneho výkonu, bezpečnosti a životnosti batériových systémov. Nesprávne pripojenie môže mať vážne následky vrátane zníženia celkovej kapacity batérie, možného prehriatia batérií vedúceho k vnútornému poškodeniu a skráteniu ich životnosti a potenciálne nebezpečných situácií, ako sú skrat alebo dokonca požiar.

Preto je mimoriadne dôležité starostlivo naplánovať a vykonať všetky pripojenia batérie v súlade s odporúčaniami výrobcu a odbornými pokynmi. To zahŕňa výber batérií rovnakého typu, podobnej kapacity a napätia a správne vyváženie napätia a prúdu cez batériový systém. Je tiež dôležité zabezpečiť, aby boli pripojenia bezpečné a stabilné, aby sa minimalizovalo riziko nežiaducich udalostí a zabezpečilo sa spoľahlivé prevádzkové prostredie pre všetky aplikácie využívajúce napájanie z batérie.