البطاريات في السلسلة والتوازي: الدليل العلوي

باعتباري مهندسًا شغوفًا بالطاقة المستدامة، أعتقد أن إتقان توصيلات البطارية أمر بالغ الأهمية لتحسين أنظمة الطاقة المتجددة. على الرغم من أن لكل من المتسلسلات والمتوازيات مكانًا خاصًا بها، إلا أنني متحمس بشكل خاص للتركيبات المتوازية والمتوازية. توفر هذه الإعدادات الهجينة مرونة لا مثيل لها، مما يسمح لنا بضبط الجهد والسعة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة. وبينما نمضي قدماً نحو مستقبل أكثر مراعاة للبيئة، أتوقع أن أرى تكوينات أكثر ابتكاراً للبطاريات، لا سيما في مجال تخزين الطاقة على المستوى السكني وعلى مستوى الشبكة. المفتاح هو تحقيق التوازن بين التعقيد والموثوقية، مما يضمن أن تكون أنظمة البطاريات لدينا قوية ويمكن الاعتماد عليها.

تخيل أنك تقوم بإعداد نظام طاقة شمسية لمقصورتك خارج الشبكة أو تقوم ببناء سيارة كهربائية من الصفر. لقد جهزت بطارياتك، ولكن الآن يأتي قرار حاسم: كيف يمكنك توصيلها؟ هل يجب توصيلهم على التوالي أم بالتوازي؟ يمكن أن يؤدي هذا الاختيار إلى تحسين أداء مشروعك أو إخفاقه.

البطاريات المتصلة على التوالي مقابل البطاريات المتوازية - إنه موضوع يربك العديد من عشاق الأعمال اليدوية وحتى بعض المحترفين. بالطبع، هذا أحد الأسئلة التي يطرحها عملاؤنا غالبًا على فريق BSLBATT. لكن لا تخف! في هذه المقالة، سنقوم بإزالة الغموض عن طرق الاتصال هذه وسنساعدك على فهم متى تستخدم كل واحدة منها.

هل تعلم أن توصيل بطاريتين 24 فولت على التوالي يمنحك ذلك48 فولت، بينما توصيلهما بالتوازي يبقيه عند 12 فولت ولكن يضاعف السعة؟ أو أن التوصيلات المتوازية مثالية للأنظمة الشمسية، في حين أن السلسلة غالبًا ما تكون أفضل لتخزين الطاقة التجارية؟ سنتعمق في كل هذه التفاصيل وأكثر.

لذا، سواء كنت من محبي التصليح في عطلة نهاية الأسبوع أو مهندسًا متمرسًا، تابع القراءة لإتقان فن توصيلات البطارية. وفي النهاية، ستتمكن من توصيل البطاريات بثقة مثل المحترفين. على استعداد لتعزيز معرفتك؟ دعونا نبدأ!

الوجبات السريعة الرئيسية

• تعمل التوصيلات المتسلسلة على زيادة الجهد، بينما تعمل التوصيلات المتوازية على زيادة السعة
• السلسلة جيدة لاحتياجات الجهد العالي، ومتوازية لوقت تشغيل أطول
• توفر المجموعات المتوازية المتسلسلة المرونة والكفاءة
• السلامة أمر بالغ الأهمية. استخدم العتاد المناسب وطابق البطاريات
• اختر بناءً على متطلبات الجهد والسعة المحددة لديك
• تعمل الصيانة الدورية على إطالة عمر البطارية في أي تكوين
• تحتاج الإعدادات المتقدمة مثل السلسلة المتوازية إلى إدارة دقيقة
• ضع في اعتبارك عوامل مثل التكرار والشحن وتعقيد النظام

فهم أساسيات البطارية

قبل أن نتعمق في تعقيدات التوصيلات المتسلسلة والمتوازية، دعونا نبدأ بالأساسيات. ما الذي نتعامل معه بالضبط عندما نتحدث عن البطاريات؟

البطارية هي في الأساس جهاز كهروكيميائي يقوم بتخزين الطاقة الكهربائية في شكل كيميائي. ولكن ما هي المعلمات الأساسية التي يجب أن نأخذها في الاعتبار عند العمل بالبطاريات؟

• الجهد االكهربى:هذا هو "الضغط" الكهربائي الذي يدفع الإلكترونات عبر الدائرة. ويقاس بالفولت (V). على سبيل المثال، يبلغ جهد بطارية السيارة النموذجية 12 فولت.
• التيار:يشير هذا إلى تدفق الشحنة الكهربائية ويتم قياسه بالأمبير (A). فكر في الأمر على أنه حجم الكهرباء المتدفق عبر دائرتك.
• سعة:هذه هي كمية الشحنة الكهربائية التي يمكن للبطارية تخزينها، ويتم قياسها عادة بوحدة الأمبير-ساعة (Ah). على سبيل المثال، يمكن لبطارية 100 أمبير نظريًا أن توفر 1 أمبير لمدة 100 ساعة، أو 100 أمبير لمدة ساعة واحدة.

لماذا قد لا تكون بطارية واحدة كافية لبعض التطبيقات؟ دعونا نفكر في بعض السيناريوهات:

• متطلبات الجهد:قد يحتاج جهازك إلى 24 فولت، ولكن لديك بطاريات 12 فولت فقط.
• احتياجات القدرات:قد لا تدوم بطارية واحدة لفترة كافية لنظامك الشمسي خارج الشبكة.
• متطلبات الطاقة:تتطلب بعض التطبيقات تيارًا أكبر مما يمكن أن توفره بطارية واحدة بأمان.

هذا هو المكان الذي يتم فيه توصيل البطاريات على التوالي أو بالتوازي. ولكن كيف تختلف هذه الروابط بالضبط؟ ومتى يجب عليك اختيار أحدهما على الآخر؟ تابعونا بينما نستكشف هذه الأسئلة في الأقسام التالية.

توصيل البطاريات على التوالي

كيف يعمل هذا بالضبط، وما هي إيجابياته وسلبياته؟

عندما نقوم بتوصيل البطاريات على التوالي، ماذا يحدث للجهد والسعة؟ تخيل أن لديك بطاريتين بقوة 12 فولت و100 أمبير في الساعة. كيف سيتغير جهدها وقدرتها إذا قمت بتوصيلها على التوالي؟ دعونا نقسمها:

الجهد االكهربى:12 فولت + 12 فولت = 24 فولت
سعة:يبقى عند 100Ah

مثير للاهتمام، أليس كذلك؟ يتضاعف الجهد، لكن السعة تبقى كما هي. هذه هي السمة الرئيسية للاتصالات المتسلسلة.

إذًا كيف يمكنك توصيل البطاريات على التوالي؟ فيما يلي دليل بسيط خطوة بخطوة:

1. حدد الأطراف الموجبة (+) والسالبة (-) في كل بطارية
2. قم بتوصيل الطرف السالب (-) للبطارية الأولى بالطرف الموجب (+) للبطارية الثانية
3. يصبح الطرف الموجب (+) المتبقي للبطارية الأولى هو الخرج الموجب الجديد (+).
4. يصبح الطرف السالب (-) المتبقي للبطارية الثانية هو الخرج السالب الجديد (-).

ولكن متى يجب عليك اختيار اتصال متسلسل على التوازي؟ فيما يلي بعض التطبيقات الشائعة:

• ESS التجارية:تستخدم العديد من أنظمة تخزين الطاقة التجارية التوصيل المتسلسل لتحقيق جهود أعلى
• أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية:يمكن أن تساعد التوصيلات المتسلسلة في مطابقة متطلبات إدخال العاكس
• عربات الغولف:يستخدم معظمهم بطاريات 6 فولت متسلسلة لتحقيق أنظمة 36 فولت أو 48 فولت

ما هي مزايا اتصالات السلسلة؟

• انتاج الجهد العالي:مثالية للتطبيقات عالية الطاقة
• انخفاض التدفق الحالي:وهذا يعني أنه يمكنك استخدام أسلاك رفيعة، مما يوفر التكاليف
• تحسين الكفاءة:غالبًا ما تعني الفولتية الأعلى فقدانًا أقل للطاقة أثناء النقل

ومع ذلك، فإن الاتصالات المتسلسلة لا تخلو من العيوب.ماذا يحدث إذا تعطلت إحدى البطاريات في السلسلة؟ لسوء الحظ، يمكن أن يسقط النظام بأكمله. هذا هو أحد الاختلافات الرئيسية بين البطاريات المتصلة على التوالي مقابل الموازية.

هل بدأت في رؤية كيف يمكن أن تتناسب الاتصالات المتسلسلة مع مشروعك؟ في القسم التالي، سنستكشف الاتصالات المتوازية ونرى كيفية مقارنتها. ما الذي تعتقد أنه سيكون أفضل لزيادة وقت التشغيل: التسلسل أم التوازي؟

توصيل البطاريات على التوازي

الآن وبعد أن استكشفنا التوصيلات المتسلسلة، فلنوجه انتباهنا إلى الأسلاك المتوازية. كيف تختلف هذه الطريقة عن السلسلة، وما هي الفوائد الفريدة التي تقدمها؟

عندما نقوم بتوصيل البطاريات على التوازي، ماذا يحدث للجهد والسعة؟ دعونا نستخدم بطاريتين 12 فولت 100 أمبير مرة أخرى كمثال:

الجهد االكهربى:يبقى عند 12 فولت
سعة:100 أمبير + 100 أمبير = 200 أمبير

لاحظ الفرق؟ على عكس التوصيلات المتسلسلة، تحافظ الأسلاك المتوازية على ثبات الجهد ولكنها تزيد من السعة. هذا هو الفرق الرئيسي بين البطاريات المتصلة على التوالي مقابل الموازية.

إذًا كيف يمكنك توصيل البطاريات بالتوازي؟ إليك دليل سريع:

1. حدد الأطراف الموجبة (+) والسالبة (-) في كل بطارية
2. قم بتوصيل جميع المحطات الموجبة (+) معًا
3. قم بتوصيل جميع المحطات السالبة (-) معًا
4. سيكون جهد الخرج الخاص بك هو نفس جهد البطارية الواحدة

يوفر BSLBATT 4 طرق توصيل متوازية للبطارية، العمليات المحددة هي كما يلي:

قضبان التوصيل

في منتصف الطريق

انحرافي

دعامات

متى يمكنك اختيار اتصال متوازي عبر السلسلة؟ تتضمن بعض التطبيقات الشائعة ما يلي:

• بطاريات منزل RV:تعمل التوصيلات المتوازية على زيادة وقت التشغيل دون تغيير جهد النظام
• أنظمة الطاقة الشمسية خارج الشبكة:المزيد من السعة يعني المزيد من تخزين الطاقة للاستخدام الليلي
• التطبيقات البحرية:غالبًا ما تستخدم القوارب بطاريات متوازية للاستخدام الممتد للإلكترونيات الموجودة على متنها

ما هي مزايا الاتصالات المتوازية؟

• زيادة القدرة:وقت تشغيل أطول دون تغيير الجهد
• التكرار:إذا تعطلت إحدى البطاريات، فلا يزال بإمكان البطاريات الأخرى توفير الطاقة
• شحن أسهل:يمكنك استخدام شاحن قياسي لنوع البطارية الخاصة بك

ولكن ماذا عن العيوب؟إحدى المشكلات المحتملة هي أن البطاريات الأضعف يمكن أن تستنزف البطاريات الأقوى في الإعداد المتوازي. ولهذا السبب من المهم استخدام بطاريات من نفس النوع والعمر والسعة.

هل بدأت ترى كيف يمكن أن تكون الاتصالات المتوازية مفيدة في مشاريعك؟ كيف تعتقد أن الاختيار بين السلسلة والتوازي قد يؤثر على عمر البطارية؟

في القسم التالي، سنقارن مباشرة بين التوصيلات المتوازية والمتسلسلة. ما الذي تعتقد أنه سيأتي في المقدمة لتلبية احتياجاتك المحددة؟

مقارنة السلسلة مقابل الاتصالات المتوازية

الآن بعد أن اكتشفنا كلاً من التوصيلات المتوالية والمتوازية، دعونا نضعها وجهاً لوجه. كيف تتكدس هاتان الطريقتان ضد بعضهما البعض؟

الجهد االكهربى:
السلسلة: الزيادات (على سبيل المثال 12V +12 فولت= 24 فولت)
التوازي: يبقى كما هو (على سبيل المثال 12 فولت + 12 فولت = 12 فولت)

سعة:
السلسلة: تظل كما هي (على سبيل المثال 100 أمبير + 100 أمبير = 100 أمبير)
بالتوازي: الزيادات (على سبيل المثال 100 أمبير + 100 أمبير = 200 أمبير)

حاضِر:
السلسلة: تبقى كما هي
الموازي : يزيد

ولكن ما هو التكوين الذي يجب أن تختاره لمشروعك؟ دعونا نقسمها:

متى تختار السلسلة:

• أنت بحاجة إلى جهد أعلى (مثل أنظمة 24 فولت أو 48 فولت)
• تريد تقليل التدفق الحالي للأسلاك الرقيقة
• يتطلب تطبيقك جهدًا أعلى (على سبيل المثال العديد من أنظمة الطاقة الشمسية ثلاثية الطور)

متى تختار الموازي:

• أنت بحاجة إلى سعة أكبر/وقت تشغيل أطول
• تريد الحفاظ على جهد النظام الحالي لديك
• أنت بحاجة إلى التكرار في حالة فشل بطارية واحدة

إذن، البطاريات المتصلة على التوالي أم على التوازي، أيهما أفضل؟ الجواب، كما خمنت على الأرجح، يعتمد كليًا على احتياجاتك المحددة. ما هو مشروعك؟ ما هو التكوين الذي تعتقد أنه سيعمل بشكل أفضل؟ أخبر مهندسينا بأفكارك.

هل تعلم أن بعض الإعدادات تستخدم الاتصالات المتسلسلة والمتوازية؟ على سبيل المثال، قد يستخدم نظام 24V 200Ah أربع بطاريات 12V 100Ah - مجموعتان متوازيتان من بطاريتين متتاليتين. وهذا يجمع بين فوائد كلا التكوينين.

التكوينات المتقدمة: مجموعات متوازية ومتوازية

هل أنت مستعد للارتقاء بمعرفتك بالبطارية إلى المستوى التالي؟ دعنا نستكشف بعض التكوينات المتقدمة التي تجمع بين أفضل ما في العالمين – الاتصالات المتسلسلة والمتوازية.

هل سبق لك أن تساءلت كيف تمكنت بنوك البطاريات واسعة النطاق في مزارع الطاقة الشمسية أو السيارات الكهربائية من تحقيق الجهد العالي والقدرة العالية؟ الجواب يكمن في مجموعات متوازية ومتوازية.

ما هو بالضبط مزيج سلسلة متوازية؟ هذا هو بالضبط ما يبدو عليه الأمر — إعداد يتم فيه توصيل بعض البطاريات على التوالي، ثم يتم توصيل سلاسل السلسلة هذه بالتوازي.

دعونا نلقي نظرة على مثال:

تخيل أن لديك ثماني بطاريات بقوة 12 فولت و100 أمبير في الساعة. يمكنك:

• قم بتوصيل جميع الثمانية في السلسلة لـ 96V 100Ah
• قم بتوصيل الثمانية بالتوازي لـ 12V 800Ah
• أو... قم بإنشاء سلسلتين من أربع بطاريات لكل منهما (48 فولت 100 أمبير)، ثم قم بتوصيل هاتين السلسلتين بالتوازي

نتيجة الخيار 3؟ نظام 48 فولت 200 أمبير. لاحظ كيف يجمع هذا بين زيادة جهد التوصيلات المتسلسلة مع زيادة سعة التوصيلات المتوازية.

ولكن لماذا تختار هذا الإعداد الأكثر تعقيدًا؟ فيما يلي بعض الأسباب:

• المرونة:يمكنك تحقيق نطاق أوسع من مجموعات الجهد/السعة
• التكرار:إذا فشلت إحدى السلاسل، فلا يزال لديك الطاقة من الأخرى
• كفاءة:يمكنك تحسين كل من الجهد العالي (الكفاءة) والقدرة العالية (وقت التشغيل)

هل تعلم أن العديد من أنظمة تخزين الطاقة ذات الجهد العالي تستخدم مجموعة متوازية ومتسلسلة؟ على سبيل المثال،حزمة BSLBATT ESS-GRID HVيستخدم حزم بطاريات 3-12 57.6 فولت 135 أمبير في التكوين المتسلسل، ثم يتم توصيل المجموعات بالتوازي لتحقيق الجهد العالي وتحسين كفاءة التحويل وسعة التخزين لتلبية احتياجات تخزين الطاقة على نطاق واسع.

لذا، عندما يتعلق الأمر بالبطاريات المتصلة على التوالي مقابل البطاريات المتوازية، أحيانًا يكون الجواب "كلاهما"! لكن تذكر أنه مع التعقيد الأكبر تأتي مسؤولية أكبر. تتطلب الإعدادات المتوازية المتسلسلة موازنة وإدارة دقيقة لضمان شحن جميع البطاريات وتفريغها بالتساوي.

ماذا تعتقد؟ هل يمكن أن تعمل مجموعة متوازية ومتوازية في مشروعك؟ أو ربما تفضل بساطة السلسلة النقية أو المتوازية.

في القسم التالي، سنناقش بعض اعتبارات السلامة المهمة وأفضل الممارسات لكل من التوصيلات المتسلسلة والمتوازية. بعد كل شيء، قد يكون العمل بالبطاريات خطيرًا إذا لم يتم بشكل صحيح. هل أنت مستعد لتعلم كيفية الحفاظ على أمانك مع زيادة أداء إعداد البطارية إلى الحد الأقصى؟

اعتبارات السلامة وأفضل الممارسات

الآن بعد أن قمنا بمقارنة التوصيلات المتوازية والمتسلسلة، ربما تتساءل: هل أحدهما أكثر أمانًا من الآخر؟ هل هناك أي احتياطات يجب علي اتخاذها عند توصيل البطاريات؟ دعونا نستكشف اعتبارات السلامة الحاسمة هذه.

أولاً وقبل كل شيء، تذكر دائمًا أن البطاريات تخزن الكثير من الطاقة. قد يؤدي سوء التعامل معها إلى حدوث ماس كهربائي أو حرائق أو حتى انفجارات. إذًا كيف يمكنك البقاء آمنًا؟

عند العمل مع البطاريات على التوالي أو بالتوازي:

1. استخدم معدات السلامة المناسبة: ارتد القفازات العازلة ونظارات السلامة
2. استخدم الأدوات المناسبة: يمكن للشدات المعزولة أن تمنع حدوث قصور عرضي
3. افصل البطاريات: افصل البطاريات دائمًا قبل العمل على التوصيلات
4. تطابق البطاريات: استخدم بطاريات من نفس النوع والعمر والسعة
5. فحص التوصيلات: تأكد من أن جميع التوصيلات محكمة وخالية من التآكل

أفضل الممارسات للتوصيل المتسلسل والمتوازي لبطاريات الليثيوم الشمسية

لضمان الاستخدام الآمن والفعال لبطاريات الليثيوم، من الضروري اتباع أفضل الممارسات عند توصيلها على التوالي أو بالتوازي.

وتشمل هذه الممارسات:

• استخدم البطاريات بنفس السعة والجهد.
• استخدم بطاريات من نفس الشركة المصنعة للبطارية والدفعة.
• استخدم نظام إدارة البطارية (BMS) لمراقبة وموازنة الشحن والتفريغ لحزمة البطارية.
• استخدم أفتيلأو قاطع الدائرة لحماية البطارية من ظروف التيار الزائد أو الجهد الزائد.
• استخدم موصلات وأسلاك عالية الجودة لتقليل المقاومة وتوليد الحرارة.
• تجنب الشحن الزائد أو الإفراط في تفريغ البطارية، حيث قد يؤدي ذلك إلى تلفها أو تقليل عمرها الإجمالي.

ولكن ماذا عن المخاوف المتعلقة بالسلامة المحددة للاتصالات المتسلسلة مقابل الاتصالات المتوازية؟

للاتصالات المتسلسلة:

تعمل التوصيلات المتسلسلة على زيادة الجهد، ومن المحتمل أن تتجاوز المستويات الآمنة. هل تعلم أن الفولتية التي تزيد عن 50 فولت تيار مستمر يمكن أن تكون قاتلة؟ استخدم دائمًا تقنيات العزل والتعامل المناسبة.
استخدم الفولتميتر للتحقق من الجهد الإجمالي قبل الاتصال بنظامك

للاتصالات المتوازية:

زيادة القدرة الحالية تعني زيادة خطر حدوث دوائر قصيرة.
يمكن أن يؤدي التيار العالي إلى ارتفاع درجة الحرارة إذا كانت الأسلاك صغيرة الحجم
استخدم الصمامات أو قواطع الدائرة على كل سلسلة متوازية للحماية

هل تعلم أن خلط البطاريات القديمة والجديدة يمكن أن يكون خطيرًا في كل من التكوينات المتسلسلة والمتوازية؟ يمكن للبطارية القديمة عكس الشحن، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها أو تسربها.

الإدارة الحرارية:

قد تواجه البطاريات المتسلسلة تسخينًا غير متساوٍ. كيف تمنع هذا؟ المراقبة المنتظمة والموازنة أمر بالغ الأهمية.

تقوم التوصيلات المتوازية بتوزيع الحرارة بالتساوي، ولكن ماذا لو ارتفعت درجة حرارة إحدى البطاريات؟ يمكن أن يؤدي إلى تفاعل متسلسل يسمى الهروب الحراري.

ماذا عن الشحن؟ بالنسبة للبطاريات المتسلسلة، ستحتاج إلى شاحن يتوافق مع الجهد الإجمالي. بالنسبة للبطاريات المتوازية، يمكنك استخدام شاحن قياسي لهذا النوع من البطاريات، ولكن قد يستغرق الشحن وقتًا أطول بسبب زيادة السعة.

هل تعلم؟ وفقا لالرابطة الوطنية للحماية من الحرائق، شاركت البطاريات في ما يقدر بنحو 15700 حريق في الولايات المتحدة بين عامي 2014-2018. إن احتياطات السلامة المناسبة ليست مهمة فحسب، بل إنها ضرورية!

تذكر أن السلامة لا تقتصر على منع وقوع الحوادث فحسب، بل تتعلق أيضًا بزيادة عمر البطاريات وأدائها إلى الحد الأقصى. يمكن أن تساعد الصيانة الدورية والشحن المناسب وتجنب التفريغ العميق في إطالة عمر البطارية، سواء كنت تستخدم اتصالات متسلسلة أو متوازية.

الخلاصة: اتخاذ الاختيار الصحيح لاحتياجاتك

لقد استكشفنا خصوصيات وعموميات البطاريات المتصلة على التوالي مقابل الموازية، ولكن ربما لا تزال تتساءل: ما هو التكوين المناسب لي؟ دعنا نختتم الأمور ببعض النقاط الرئيسية لمساعدتك على اتخاذ القرار.

أولاً، اسأل نفسك: ما هو هدفك الأساسي؟

هل تحتاج إلى جهد أعلى؟ اتصالات السلسلة هي خيارك المفضل.
هل تبحث عن وقت تشغيل أطول؟ سوف تخدمك الإعدادات المتوازية بشكل أفضل.

ولكن الأمر لا يتعلق فقط بالجهد والقدرة، أليس كذلك؟ خذ بعين الاعتبار هذه العوامل:

- التطبيق: هل تقوم بتشغيل عربة سكن متنقلة أو بناء نظام شمسي؟
- قيود المساحة: هل لديك مساحة لبطاريات متعددة؟
- الميزانية: تذكر أن التكوينات المختلفة قد تتطلب معدات معينة.

هل تعلم؟ ووفقا لدراسة أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة عام 2022، فإن 40% من منشآت الطاقة الشمسية السكنية تشتمل الآن على تخزين البطاريات. تستخدم العديد من هذه الأنظمة مجموعة من الاتصالات المتسلسلة والمتوازية لتحسين الأداء.

لا تزال غير متأكد؟ إليك ورقة الغش السريعة:

تذكر أنه لا يوجد حل واحد يناسب الجميع عندما يتعلق الأمر بالبطاريات المتصلة على التوالي مقابل الموازية. يعتمد الاختيار الأفضل على احتياجاتك وظروفك المحددة.

هل فكرت في اتباع نهج هجين؟ تستخدم بعض الأنظمة المتقدمة مجموعات متوازية ومتوازية للحصول على أفضل ما في العالمين. هل يمكن أن يكون هذا هو الحل الذي تبحث عنه؟

وفي نهاية المطاف، فإن فهم الاختلافات بين البطاريات المتصلة على التوالي مقابل البطاريات المتوازية يمكّنك من اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن إعداد الطاقة لديك. سواء كنت من عشاق الأعمال اليدوية أو متخصصًا في التركيب، فإن هذه المعرفة هي المفتاح لتحسين أداء نظام البطارية وطول عمره.

إذًا، ما هي خطوتك التالية؟ هل ستختار زيادة الجهد لاتصال متسلسل أو زيادة سعة الإعداد المتوازي؟ أو ربما ستستكشف حلاً مختلطًا؟ مهما كان اختيارك، تذكر إعطاء الأولوية للسلامة واستشارة الخبراء عندما تكون في شك.

تطبيقات عملية: المتوازية والمتوازية في العمل

الآن بعد أن تعمقنا في النظرية، ربما تتساءل: كيف يتم ذلك في سيناريوهات العالم الحقيقي؟ أين يمكننا أن نرى البطاريات المتصلة على التوالي مقابل البطاريات المتوازية تحدث فرقًا؟ دعونا نستكشف بعض التطبيقات العملية لإضفاء الحيوية على هذه المفاهيم.

أنظمة الطاقة الشمسية:

هل سبق لك أن تساءلت كيف تقوم الألواح الشمسية بتزويد المنازل بأكملها بالطاقة؟ تستخدم العديد من منشآت الطاقة الشمسية مجموعة من التوصيلات المتسلسلة والمتوازية. لماذا؟ تعمل التوصيلات المتسلسلة على تعزيز الجهد الكهربي لتتوافق مع متطلبات العاكس، بينما تعمل التوصيلات المتوازية على زيادة السعة الإجمالية للحصول على طاقة تدوم لفترة أطول. على سبيل المثال، قد يستخدم إعداد الطاقة الشمسية السكني النموذجي 4 سلاسل من 10 ألواح متتالية، مع توصيل تلك السلاسل بالتوازي.

المركبات الكهربائية:

هل تعلم أن سيارة Tesla Model S تستخدم ما يصل إلى 7,104 خلية بطارية فردية؟ يتم ترتيبها على التوالي وبالتوازي لتحقيق الجهد العالي والسعة اللازمة للقيادة لمسافات طويلة. يتم تجميع الخلايا في وحدات، والتي يتم بعد ذلك توصيلها في سلسلة للوصول إلى الجهد المطلوب.

الالكترونيات المحمولة:

هل لاحظت يومًا كيف تبدو بطارية هاتفك الذكي تدوم لفترة أطول من هاتفك القديم؟ غالبًا ما تستخدم الأجهزة الحديثة خلايا أيون الليثيوم المتوازية لزيادة السعة دون تغيير الجهد. على سبيل المثال، تستخدم العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة 2-3 خلايا بالتوازي لإطالة عمر البطارية.

تحلية المياه خارج الشبكة:

تعد إعدادات البطاريات المتسلسلة والمتوازية ضرورية في معالجة المياه خارج الشبكة. على سبيل المثال، فيوحدات تحلية المياه المحمولة بالطاقة الشمسية، تعمل التوصيلات المتسلسلة على تعزيز الجهد الكهربي لمضخات الضغط العالي في تحلية المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية، بينما تعمل الإعدادات المتوازية على إطالة عمر البطارية. وهذا يتيح تحلية المياه بكفاءة وصديقة للبيئة، وهو مثالي للاستخدام عن بعد أو في حالات الطوارئ.

التطبيقات البحرية:

غالبًا ما تواجه القوارب تحديات فريدة في مجال الطاقة. كيف يديرون؟ يستخدم الكثيرون مجموعة من الاتصالات المتسلسلة والمتوازية. على سبيل المثال، قد يتضمن الإعداد النموذجي بطاريتين 12 فولت بالتوازي لتشغيل المحرك والأحمال المنزلية، مع بطارية إضافية 12 فولت متسلسلة لتوفير 24 فولت لمعدات معينة.

أنظمة UPS الصناعية:

في البيئات الحيوية مثل مراكز البيانات، تعتبر مصادر الطاقة غير المنقطعة (UPS) ضرورية. غالبًا ما تستخدم هذه البطاريات بنوكًا كبيرة من البطاريات في تكوينات متوازية متسلسلة. لماذا؟ يوفر هذا الإعداد كلا من الجهد العالي اللازم لتحويل الطاقة بكفاءة ووقت التشغيل الممتد المطلوب لحماية النظام.

كما نرى، فإن الاختيار بين البطاريات المتصلة على التوالي مقابل البطاريات المتوازية ليس مجرد أمر نظري - بل له آثار في العالم الحقيقي عبر مختلف الصناعات. يتطلب كل تطبيق دراسة متأنية للجهد والسعة ومتطلبات النظام الشاملة.

هل واجهت أيًا من هذه الإعدادات في تجاربك الخاصة؟ أو ربما رأيت تطبيقات أخرى مثيرة للاهتمام للاتصالات المتسلسلة مقابل الاتصالات المتوازية؟ يمكن أن يساعدك فهم هذه الأمثلة العملية في اتخاذ قرارات أكثر استنارة بشأن تكوينات البطارية الخاصة بك.

الأسئلة الشائعة حول البطاريات المتصلة على التوالي أو على التوازي

س: هل يمكنني مزج أنواع أو ماركات مختلفة من البطاريات على التوالي أو بالتوازي؟

ج: لا يُنصح عمومًا بخلط أنواع أو ماركات مختلفة من البطاريات في توصيلات متسلسلة أو متوازية. قد يؤدي القيام بذلك إلى اختلال التوازن في الجهد والسعة والمقاومة الداخلية، مما قد يؤدي إلى ضعف الأداء أو انخفاض العمر الافتراضي أو حتى مخاطر السلامة.

يجب أن تكون البطاريات في السلسلة أو التكوين المتوازي من نفس النوع والسعة والعمر لتحقيق الأداء الأمثل وطول العمر. إذا كان يجب عليك استبدال بطارية في إعداد موجود، فمن الأفضل استبدال جميع البطاريات في النظام لضمان الاتساق. استشر دائمًا أحد المتخصصين إذا لم تكن متأكدًا من كيفية خلط البطاريات أو كنت بحاجة إلى إجراء تغييرات على تكوين البطارية.

س: كيف يمكنني حساب الجهد الإجمالي وقدرة البطاريات المتصلة على التوالي مقابل الموازية؟

ج: بالنسبة للبطاريات المتسلسلة، فإن الجهد الإجمالي هو مجموع الفولتية الفردية للبطارية، بينما تظل السعة كما هي مثل بطارية واحدة. على سبيل المثال، ستنتج بطاريتين 12 فولت 100 أمبير في السلسلة 24 فولت 100 أمبير. في التوصيلات المتوازية، يظل الجهد كما هو الحال في بطارية واحدة، ولكن السعة هي مجموع سعات البطارية الفردية. وباستخدام نفس المثال، فإن استخدام بطاريتين بقوة 12 فولت 100 أمبير في الساعة على التوازي سيؤدي إلى الحصول على 12 فولت 200 أمبير في الساعة.

لإجراء الحساب، ما عليك سوى إضافة الفولتية للتوصيلات المتسلسلة وإضافة السعات للتوصيلات المتوازية. تذكر أن هذه الحسابات تفترض ظروفًا مثالية وبطاريات متطابقة. من الناحية العملية، يمكن لعوامل مثل حالة البطارية والمقاومة الداخلية أن تؤثر على الإخراج الفعلي.

س: هل من الممكن الجمع بين التوصيلات المتسلسلة والمتوازية في نفس بنك البطارية؟

ج: نعم، من الممكن والمفيد غالبًا الجمع بين التوصيلات المتسلسلة والمتوازية في بنك بطارية واحد. يتيح لك هذا التكوين، المعروف باسم السلسلة المتوازية، زيادة الجهد والسعة في وقت واحد. على سبيل المثال، يمكن أن يكون لديك زوجين من البطاريات 12 فولت متصلين على التوالي (لإنشاء 24 فولت)، ثم قم بتوصيل هذين الزوجين بالتوازي لمضاعفة السعة.

يُستخدم هذا النهج بشكل شائع في الأنظمة الأكبر مثل تركيبات الطاقة الشمسية أو المركبات الكهربائية حيث يتطلب الأمر جهدًا عاليًا وقدرة عالية. ومع ذلك، يمكن أن تكون إدارة التكوينات المتسلسلة المتوازية أكثر تعقيدًا وتتطلب موازنة دقيقة. من الضروري التأكد من أن جميع البطاريات متطابقة واستخدام نظام إدارة البطارية (BMS) لمراقبة الخلايا وموازنتها بشكل فعال.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على أداء البطارية المتوازية والسلسلة؟

ج: تؤثر درجة الحرارة على جميع البطاريات بشكل مماثل، بغض النظر عن الاتصال. درجات الحرارة القصوى يمكن أن تقلل من الأداء والعمر.

س: هل يمكن توصيل بطاريات BSLBATT على التوالي أو بالتوازي؟

ج: يمكن تشغيل بطاريات ESS القياسية الخاصة بنا على التوالي أو بالتوازي، ولكن هذا خاص بسيناريو استخدام البطارية، والسلسلة أكثر تعقيدًا من التوازي، لذلك إذا كنت تشتريبطارية بيسلباتلتطبيق أكبر، سيقوم فريقنا الهندسي بتصميم حل قابل للتطبيق لتطبيقك المحدد، بالإضافة إلى إضافة صندوق موحد وصندوق الجهد العالي في جميع أنحاء النظام على التوالي!

للبطاريات المثبتة على الحائط:
يمكن أن تدعم ما يصل إلى 32 بطارية متطابقة بالتوازي

بالنسبة للبطاريات المثبتة على الرف:
يمكن أن تدعم ما يصل إلى 63 بطارية متطابقة بالتوازي

س: أيهما أكثر كفاءة على التوالي أم على التوازي؟

بشكل عام، تعتبر التوصيلات المتسلسلة أكثر كفاءة للتطبيقات عالية الطاقة بسبب انخفاض تدفق التيار. ومع ذلك، يمكن أن تكون الاتصالات المتوازية أكثر كفاءة للاستخدامات منخفضة الطاقة وطويلة الأمد.

س: ما هي البطارية التي تدوم لفترة أطول على التوالي أو بالتوازي؟

من حيث مدة البطارية، سيكون للاتصال المتوازي عمرًا أطول نظرًا لزيادة عدد الأمبير للبطارية. على سبيل المثال، بطاريتين 51.2 فولت 100 أمبير متصلتين على التوازي تشكل نظام 51.2 فولت 200 أمبير.

من حيث عمر خدمة البطارية، سيكون للاتصال المتسلسل عمر خدمة أطول لأن جهد نظام السلسلة يزداد، ويظل التيار دون تغيير، ويولد نفس خرج الطاقة حرارة أقل، وبالتالي يزيد عمر خدمة البطارية.

س: هل يمكن شحن بطاريتين على التوازي بشاحن واحد؟

نعم، ولكن الشرط الأساسي هو أن تكون البطاريتان المتصلتان على التوازي من إنتاج نفس الشركة المصنعة للبطارية، وأن تكون مواصفات البطارية وأنظمة إدارة المباني هي نفسها. قبل التوصيل على التوازي، تحتاج إلى شحن البطاريتين بنفس مستوى الجهد.

س: هل يجب أن تكون بطاريات المركبات الترفيهية متسلسلة أم متوازية؟

عادةً ما يتم تصميم بطاريات RV لتحقيق استقلالية الطاقة، لذا فهي تحتاج إلى توفير دعم كافٍ للطاقة في المواقف الخارجية، وعادةً ما يتم توصيلها بالتوازي للحصول على سعة أكبر.

س: ماذا يحدث إذا قمت بتوصيل بطاريتين غير متطابقتين على التوازي؟

إن توصيل بطاريتين بمواصفات مختلفة على التوازي أمر خطير للغاية وقد يتسبب في انفجار البطاريات. إذا كانت الفولتية للبطاريات مختلفة، فإن تيار البطارية ذات الجهد العالي سوف يشحن نهاية الجهد المنخفض، الأمر الذي سيؤدي في النهاية إلى زيادة التيار الزائد للبطارية ذات الجهد المنخفض، أو ارتفاع درجة حرارتها، أو تلفها، أو حتى انفجارها.

س: كيفية توصيل 8 بطاريات 12 فولت لصنع 48 فولت؟

لصنع بطارية 48 فولت باستخدام 8 بطاريات 12 فولت، يمكنك التفكير في توصيلها على التوالي. تظهر العملية المحددة في الشكل أدناه: