چگونه باتری های لیتیوم خورشیدی را به صورت سری و موازی وصل کنیم؟

هنگامی که بسته باتری خورشیدی لیتیومی خود را خریداری می‌کنید یا خودتان دست به دست می‌شوید، رایج‌ترین اصطلاحاتی که با آن مواجه می‌شوید سری و موازی هستند و البته این یکی از سوالاتی است که از تیم BSLBATT پرسیده می‌شود. برای کسانی از شما که تازه با باتری های خورشیدی لیتیومی آشنا هستند، این می تواند بسیار گیج کننده باشد و با این مقاله BSLBATT، به عنوان یک تولید کننده حرفه ای باتری لیتیومی، امیدواریم بتوانیم این سوال را برای شما ساده کنیم! اتصال سری و موازی چیست؟ در واقع، به زبان ساده، اتصال دو (یا چند) باتری به صورت سری یا موازی، عمل اتصال دو (یا چند) باتری به یکدیگر است، اما عملیات اتصال مهاری انجام شده برای دستیابی به این دو نتیجه متفاوت است. به عنوان مثال، اگر می خواهید دو (یا چند) باتری LiPo را به صورت سری وصل کنید، ترمینال مثبت (+) هر باتری را به قطب منفی (-) باتری بعدی وصل کنید و به همین ترتیب، تا زمانی که تمام باتری های LiPo وصل شوند. . اگر می خواهید دو (یا چند) باتری لیتیومی را به صورت موازی وصل کنید، تمام پایانه های مثبت (+) را به هم وصل کنید و تمام پایانه های منفی (-) را به هم وصل کنید و به همین ترتیب تا زمانی که همه باتری های لیتیومی وصل شوند. چرا باید باتری ها را به صورت سری یا موازی وصل کنید؟ برای کاربردهای مختلف باتری خورشیدی لیتیومی، باید از طریق این دو روش اتصال، بهترین اثر را به دست آوریم، به طوری که باتری لیتیومی خورشیدی ما به حداکثر برسد، بنابراین اتصالات موازی و سری چه تاثیری را برای ما به ارمغان می آورد؟ تفاوت اصلی بین اتصال سری و موازی باتری‌های خورشیدی لیتیومی تأثیر بر ولتاژ خروجی و ظرفیت سیستم باتری است. باتری‌های خورشیدی لیتیومی که به صورت سری متصل هستند، ولتاژهای خود را با هم اضافه می‌کنند تا ماشین‌هایی را که به مقادیر ولتاژ بالاتری نیاز دارند، راه‌اندازی کنند. به عنوان مثال، اگر دو باتری 24 ولتی 100 آمپر ساعتی را به صورت سری وصل کنید، ولتاژ ترکیبی یک باتری 48 ولتی را دریافت خواهید کرد. ظرفیت 100 آمپر ساعت (Ah) ثابت می ماند. البته توجه به این نکته ضروری است که هنگام اتصال سری دو باتری باید ولتاژ و ظرفیت آن ها را یکسان نگه دارید، مثلاً نمی توانید یک 12 ولت 100 آمپر و 24 ولت 200 آمپر ساعت را به صورت سری وصل کنید! مهمتر از همه، همه باتری های خورشیدی لیتیومی را نمی توان به صورت سری وصل کرد، و اگر برای برنامه ذخیره انرژی خود نیاز به کار سری دارید، باید دستورالعمل های ما را بخوانید یا از قبل با مدیر محصول ما صحبت کنید! باتری های خورشیدی لیتیومی به صورت سری به صورت زیر متصل می شوند هر تعداد باتری خورشیدی لیتیومی معمولاً به صورت سری متصل می شوند. قطب منفی یک باتری به قطب مثبت باتری دیگر متصل می شود تا جریان یکسانی از تمام باتری ها عبور کند. سپس ولتاژ کلی حاصل حاصل جمع ولتاژهای جزئی است. مثال: اگر دو باتری 200Ah (آمپر ساعت) و 24 ولت (ولت) هر کدام به صورت سری متصل شوند، ولتاژ خروجی حاصل 48 ولت با ظرفیت 200 Ah است. در عوض، بانک باتری خورشیدی لیتیومی متصل به پیکربندی موازی می تواند ظرفیت آمپر ساعت باتری را در همان ولتاژ افزایش دهد. به عنوان مثال، اگر دو باتری خورشیدی 48 ولت 100 آمپر ساعتی را به صورت موازی وصل کنید، یک باتری خورشیدی لیتیوم یونی با ظرفیت 200 آمپر ساعت با همان ولتاژ 48 ولت دریافت خواهید کرد. به همین ترتیب، شما فقط می‌توانید از باتری‌ها و باتری‌های خورشیدی LiFePO4 با ظرفیت مشابه به صورت موازی استفاده کنید و می‌توانید تعداد سیم‌های موازی را با استفاده از باتری‌هایی با ولتاژ کمتر و ظرفیت بالاتر به حداقل برسانید. اتصالات موازی به گونه‌ای طراحی نشده‌اند که به باتری‌های شما اجازه دهند هر چیزی بالاتر از ولتاژ خروجی استاندارد خود را تغذیه کنند، بلکه برای افزایش مدت زمانی که می‌توانند دستگاه‌های شما را تغذیه کنند، طراحی شده‌اند. در عوض، بانک باتری خورشیدی لیتیومی متصل به پیکربندی موازی می تواند ظرفیت آمپر ساعت باتری را در همان ولتاژ افزایش دهد. به عنوان مثال، اگر دو باتری خورشیدی 48 ولت 100 آمپر ساعتی را به صورت موازی وصل کنید، یک باتری خورشیدی لیتیوم یونی با ظرفیت 200 آمپر ساعت با همان ولتاژ 48 ولت دریافت خواهید کرد. به همین ترتیب، شما فقط می‌توانید از باتری‌ها و باتری‌های خورشیدی LiFePO4 با ظرفیت مشابه به صورت موازی استفاده کنید و می‌توانید تعداد سیم‌های موازی را با استفاده از باتری‌هایی با ولتاژ کمتر و ظرفیت بالاتر به حداقل برسانید. اتصالات موازی طوری طراحی نشده اند که به باتری های شما اجازه دهند هر چیزی بالاتر از ولتاژ خروجی استاندارد خود را تغذیه کنند، بلکه برای افزایش مدت زمانی که می توانند دستگاه های شما را تغذیه کنند، طراحی شده اند. اینگونه است که باتری های لیتیومی خورشیدی به صورت موازی به یکدیگر متصل می شوند هنگامی که باتری های لیتیوم خورشیدی به صورت موازی متصل می شوند، ترمینال مثبت به ترمینال مثبت و ترمینال منفی به ترمینال منفی متصل می شود. سپس ظرفیت شارژ (Ah) هر باتری خورشیدی لیتیومی با هم جمع می‌شود در حالی که کل ولتاژ برابر با ولتاژ باتری‌های لیتیومی منفرد است. به عنوان یک قاعده کلی، فقط باتری های خورشیدی لیتیومی با ولتاژ و چگالی انرژی یکسان با حالت شارژ یکسان باید به صورت موازی به یکدیگر متصل شوند و مقطع و طول سیم نیز باید دقیقاً یکسان باشد. به عنوان مثال: اگر دو باتری، هر کدام با 100 Ah و 48 ولت، به صورت موازی وصل شوند، ولتاژ خروجی 48 ولت و ظرفیت کل ایجاد می شود.200Ah. مزایای اتصال باتری های لیتیوم خورشیدی به صورت سری چیست؟ اولاً، مدارهای سری به راحتی قابل درک و ساخت هستند. ویژگی های اصلی مدارهای سری ساده است و نگهداری و تعمیر آنها را آسان می کند. این سادگی همچنین به این معنی است که به راحتی می توان رفتار مدار را پیش بینی کرد و ولتاژ و جریان مورد انتظار را محاسبه کرد. ثانیاً، برای کاربردهایی که به ولتاژ بالا نیاز دارند، مانند سیستم خورشیدی سه فاز خانگی یا ذخیره‌سازی انرژی صنعتی و تجاری، باتری‌های متصل به سری اغلب انتخاب بهتری هستند. با اتصال چند باتری به صورت سری، ولتاژ کلی بسته باتری افزایش می یابد و ولتاژ مورد نیاز برای برنامه را فراهم می کند. این می تواند تعداد باتری های مورد نیاز را کاهش دهد و طراحی سیستم را ساده کند. ثالثاً، باتری‌های خورشیدی لیتیومی متصل به سری، ولتاژ سیستم بالاتری را فراهم می‌کنند که منجر به جریان کمتر سیستم می‌شود. این به این دلیل است که ولتاژ بین باتری‌ها در مدار سری توزیع می‌شود که جریان عبوری از هر باتری را کاهش می‌دهد. جریان کمتر سیستم به معنای اتلاف توان کمتر به دلیل مقاومت است که منجر به یک سیستم کارآمدتر می شود. چهارم، مدارهای سری به سرعت بیش از حد گرم نمی شوند، و آنها را در نزدیکی منابع بالقوه قابل اشتعال مفید می کند. از آنجایی که ولتاژ بین باتری‌ها در مدار سری توزیع می‌شود، هر باتری تحت جریان کمتری نسبت به زمانی است که همان ولتاژ روی یک باتری اعمال می‌شد. این امر میزان گرمای تولید شده را کاهش می دهد و خطر گرم شدن بیش از حد را کاهش می دهد. پنجم، ولتاژ بالاتر به معنای جریان کمتر سیستم است، بنابراین می توان از سیم کشی نازکتر استفاده کرد. افت ولتاژ نیز کوچکتر خواهد بود، به این معنی که ولتاژ در بار به ولتاژ اسمی باتری نزدیکتر خواهد شد. این می تواند کارایی سیستم را بهبود بخشد و نیاز به سیم کشی گران قیمت را کاهش دهد. در نهایت، در یک مدار سری، جریان باید از تمام اجزای مدار عبور کند. این باعث می شود که تمام اجزاء دارای مقدار یکسانی جریان باشند. این تضمین می‌کند که هر باتری در مدار سری تحت جریان یکسان قرار می‌گیرد، که به متعادل کردن شارژ باتری‌ها و بهبود عملکرد کلی بسته باتری کمک می‌کند. معایب اتصال باتری ها به صورت سری چیست؟ اولاً، هنگامی که یک نقطه در مدار سری از کار می افتد، کل مدار از کار می افتد. به این دلیل که یک مدار سری فقط یک مسیر برای جریان جریان دارد و اگر در آن مسیر قطع شود، جریان نمی تواند از مدار عبور کند. در مورد سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی فشرده، اگر یک باتری خورشیدی لیتیومی خراب شود، ممکن است کل بسته غیرقابل استفاده شود. این را می توان با استفاده از یک سیستم مدیریت باتری (BMS) برای نظارت بر باتری ها و ایزوله کردن باتری خراب قبل از اینکه روی بقیه بسته تأثیر بگذارد، کاهش داد. ثانیاً هنگامی که تعداد اجزای یک مدار افزایش می یابد، مقاومت مدار افزایش می یابد. در مدار سری، مقاومت کل مدار، مجموع مقاومت های تمام اجزای مدار است. با اضافه شدن قطعات بیشتر به مدار، مقاومت کل افزایش می یابد که می تواند باعث کاهش راندمان مدار و افزایش تلفات برق ناشی از مقاومت شود. این را می توان با استفاده از قطعات با مقاومت کمتر یا با استفاده از یک مدار موازی برای کاهش مقاومت کلی مدار کاهش داد. ثالثاً اتصال سری باعث افزایش ولتاژ باتری می شود و بدون مبدل ممکن است نتوان ولتاژ کمتری را از بسته باتری دریافت کرد. به عنوان مثال، اگر یک بسته باتری با ولتاژ 24 ولت به صورت سری به بسته باتری دیگری با ولتاژ 24 ولت متصل شود، ولتاژ حاصل 48 ولت خواهد بود. اگر یک دستگاه 24 ولت بدون مبدل به بسته باتری متصل شود، ولتاژ بسیار بالا خواهد بود که می تواند به دستگاه آسیب برساند. برای جلوگیری از این امر، می توان از یک مبدل یا تنظیم کننده ولتاژ برای کاهش ولتاژ به سطح مورد نیاز استفاده کرد. اتصال موازی باتری ها چه مزایایی دارد؟ یکی از مزایای اصلی اتصال موازی بانک های باتری خورشیدی لیتیومی این است که ظرفیت بانک باتری افزایش می یابد در حالی که ولتاژ ثابت می ماند. این به این معنی است که زمان کار بسته باتری افزایش یافته است و هر چه تعداد باتری‌هایی که به صورت موازی وصل شوند بیشتر می‌شود، بسته باتری طولانی‌تری قابل استفاده است. به عنوان مثال، اگر دو باتری با ظرفیت 100Ah باتری های لیتیومی به صورت موازی به هم متصل شوند، ظرفیت حاصل 200Ah خواهد بود که مدت زمان کارکرد بسته باتری را دو برابر می کند. این به ویژه برای برنامه هایی که به زمان بیشتری نیاز دارند مفید است. یکی دیگر از مزایای اتصال موازی این است که اگر یکی از باتری های خورشیدی لیتیومی از کار بیفتد، باتری های دیگر همچنان می توانند برق را حفظ کنند. در مدار موازی، هر باتری مسیر خاص خود را برای جریان جریان دارد، بنابراین اگر یکی از باتری ها از کار بیفتد، باتری های دیگر همچنان می توانند برق مدار را تامین کنند. این به این دلیل است که باتری های دیگر تحت تأثیر باتری خراب قرار نمی گیرند و همچنان می توانند همان ولتاژ و ظرفیت را حفظ کنند. این امر به ویژه برای برنامه هایی که به سطح بالایی از قابلیت اطمینان نیاز دارند بسیار مهم است. معایب اتصال موازی باتری های لیتیوم خورشیدی چیست؟ اتصال موازی باتری ها ظرفیت کل بانک باتری خورشیدی لیتیومی را افزایش می دهد که باعث افزایش زمان شارژ نیز می شود. زمان شارژ ممکن است طولانی تر و مدیریت آن دشوارتر شود، به خصوص اگر چندین باتری به صورت موازی وصل شده باشند. هنگامی که باتری های لیتیومی خورشیدی به صورت موازی متصل می شوند، جریان بین آنها تقسیم می شود که می تواند منجر به مصرف جریان بیشتر و افت ولتاژ بیشتر شود. این می تواند باعث مشکلاتی مانند کاهش بازده و حتی گرم شدن بیش از حد باتری ها شود. اتصال موازی باتری‌های لیتیومی خورشیدی می‌تواند هنگام تامین انرژی برنامه‌های برق بزرگتر یا هنگام استفاده از ژنراتورها چالش برانگیز باشد، زیرا ممکن است قادر به تحمل جریان‌های بالای تولید شده توسط باتری‌های موازی نباشند. هنگامی که باتری های خورشیدی لیتیومی به صورت موازی متصل می شوند، تشخیص نقص در سیم کشی یا باتری های جداگانه می تواند دشوارتر باشد. این می تواند شناسایی و رفع مشکلات را دشوارتر کند، که می تواند منجر به کاهش عملکرد یا حتی خطرات ایمنی شود. آیا امکان اتصال لیتیوم سولار B وجود دارد؟هم در سری و هم به صورت موازی؟ بله امکان اتصال باتری های لیتیومی به دو صورت سری و موازی وجود دارد و به این اتصال سری موازی می گویند. این نوع اتصال به شما امکان می دهد مزایای هر دو اتصال سری و موازی را با هم ترکیب کنید. در یک اتصال موازی سری، دو یا چند باتری را به صورت موازی گروه بندی می کنید و سپس چندین گروه را به صورت سری وصل می کنید. این به شما امکان می دهد ظرفیت و ولتاژ بسته باتری خود را افزایش دهید و در عین حال سیستم ایمن و قابل اعتماد را حفظ کنید. به عنوان مثال، اگر چهار باتری لیتیومی با ظرفیت 50 آمپر ساعت و ولتاژ نامی 24 ولت دارید، می توانید دو باتری را به صورت موازی گروه بندی کنید تا یک بسته باتری 100 آمپر ساعتی و 24 ولتی ایجاد کنید. سپس، می توانید یک بسته باتری 100 آمپر ساعتی و 24 ولتی با دو باتری دیگر ایجاد کنید و دو بسته را به صورت سری وصل کنید تا یک بسته باتری 100 آمپر ساعتی و 48 ولتی ایجاد کنید. اتصال سری و موازی باتری خورشیدی لیتیومی ترکیبی از یک اتصال سری و موازی به انعطاف پذیری بیشتری برای دستیابی به ولتاژ و توان مشخص با باتری های استاندارد اجازه می دهد. اتصال موازی ظرفیت کل مورد نیاز و اتصال سری ولتاژ عملیاتی بالاتر مورد نظر سیستم ذخیره سازی باتری را می دهد. مثال: 4 باتری با ولتاژ 24 ولت و 50 Ah هر کدام منجر به 48 ولت و 100 Ah در اتصال سری موازی می شود. بهترین روش ها برای اتصال سری و موازی باتری های لیتیوم خورشیدی برای اطمینان از استفاده ایمن و کارآمد از باتری های لیتیومی، رعایت بهترین شیوه ها هنگام اتصال سری یا موازی آنها ضروری است. این شیوه ها عبارتند از: ● از باتری هایی با ظرفیت و ولتاژ یکسان استفاده کنید. ● از باتری های همان سازنده و دسته استفاده کنید. ● از سیستم مدیریت باتری (BMS) برای نظارت و تعادل شارژ و دشارژ بسته باتری استفاده کنید. ● از فیوز یا قطع کننده مدار برای محافظت از بسته باتری در برابر جریان بیش از حد یا شرایط اضافه ولتاژ استفاده کنید. ● از کانکتورها و سیم کشی با کیفیت بالا برای به حداقل رساندن مقاومت و تولید گرما استفاده کنید. ● از شارژ یا تخلیه بیش از حد بسته باتری خودداری کنید، زیرا ممکن است باعث آسیب یا کاهش طول عمر کلی آن شود. آیا باتری های خورشیدی خانگی BSLBATT می توانند به صورت سری یا موازی متصل شوند؟ باتری‌های خورشیدی خانگی استاندارد ما را می‌توان به صورت سری یا موازی اجرا کرد، اما این مربوط به سناریوی استفاده از باتری است و سری پیچیده‌تر از موازی است، بنابراین اگر باتری BSLBATT را برای کاربرد بزرگ‌تری خریداری می‌کنید، تیم مهندسی ما یک باتری را طراحی می‌کند. راه حل مناسب برای کاربرد خاص شما، علاوه بر اضافه کردن یک جعبه سینک و جعبه ولتاژ بالا در سراسر سیستم به صورت سری! هنگام استفاده از باتری های لیتیومی خورشیدی خانگی BSLBATT، مخصوص سری ما، باید چند نکته را در نظر داشت. - باتری های دیواری Power ما فقط می توانند به صورت موازی متصل شوند و تا 30 بسته باتری یکسان قابل افزایش هستند. - باتری های Rack-mounted ما می توانند به صورت موازی یا سری، تا 32 باتری به صورت موازی و تا 400 ولت به صورت سری متصل شوند. در نهایت، درک تأثیرات مختلف پیکربندی‌های موازی و سری بر عملکرد باتری مهم است. خواه افزایش ولتاژ از پیکربندی سری باشد یا افزایش ظرفیت آمپر ساعت از پیکربندی موازی. درک اینکه چگونه این نتایج متفاوت هستند و نحوه تنظیم نحوه نگهداری باتری ها برای به حداکثر رساندن عمر و عملکرد باتری بسیار مهم است.