Como conectar baterias solares de lítio em série e em paralelo?

Quando você compra ou faz DIY sua própria bateria solar de lítio, os termos mais comuns que você encontra são série e paralelo e, claro, esta é uma das perguntas mais frequentes da equipe BSLBATT. Para aqueles que são novos em baterias solares de lítio, isso pode ser muito confuso e, com este artigo, BSLBATT, como fabricante profissional de baterias de lítio, esperamos ajudar a simplificar essa questão para vocês! O que é conexão em série e paralela? Na verdade, em termos simples, conectar duas (ou mais) baterias em série ou paralelo é o ato de conectar duas (ou mais) baterias entre si, mas as operações de conexão do chicote realizadas para alcançar esses dois resultados são diferentes. Por exemplo, se você deseja conectar duas (ou mais) baterias LiPo em série, conecte o terminal positivo (+) de cada bateria ao terminal negativo (-) da próxima bateria e assim por diante, até que todas as baterias LiPo estejam conectadas. . Se você quiser conectar duas (ou mais) baterias de lítio em paralelo, conecte todos os terminais positivos (+) juntos e todos os terminais negativos (-) juntos, e assim por diante, até que todas as baterias de lítio estejam conectadas. Por que você precisa conectar as baterias em série ou paralelo? Para diferentes aplicações de bateria solar de lítio, precisamos obter o efeito mais perfeito por meio desses dois métodos de conexão, para que nossa bateria solar de lítio possa ser maximizada. Então, que tipo de efeito as conexões paralelas e em série trazem para nós? A principal diferença entre a conexão em série e paralela de baterias solares de lítio é o impacto na tensão de saída e na capacidade do sistema de bateria. As baterias solares de lítio conectadas em série somarão suas tensões para operar máquinas que exigem quantidades de tensão mais altas. Por exemplo, se você conectar duas baterias de 24V 100Ah em série, obterá a tensão combinada de uma bateria de 48V. A capacidade de 100 amperes-hora (Ah) permanece a mesma. Porém, é importante ressaltar que você deve manter a mesma tensão e capacidade das duas baterias ao conectá-las em série, por exemplo, não é possível conectar uma 12V 100Ah e uma 24V 200Ah em série! Mais importante ainda, nem todas as baterias solares de lítio podem ser conectadas em série e, se você precisar operar em série para sua aplicação de armazenamento de energia, precisará ler nossas instruções ou falar com nosso gerente de produto com antecedência! As baterias solares de lítio são conectadas em série como segue Qualquer número de baterias solares de lítio geralmente são conectadas em série. O pólo negativo de uma bateria está conectado ao pólo positivo da outra bateria para que a mesma corrente flua através de todas as baterias. A tensão total resultante é então a soma das tensões parciais. Exemplo: Se duas baterias de 200Ah (amp-hora) e 24V (volts) cada uma forem conectadas em série, a tensão de saída resultante será de 48V com capacidade de 200 Ah. Em vez disso, o banco de baterias solares de lítio conectado em configuração paralela pode aumentar a capacidade de amperes-hora da bateria na mesma tensão. Por exemplo, se você conectar duas baterias solares de 48V 100Ah em paralelo, obterá uma bateria solar de íons de lítio com capacidade de 200Ah, com a mesma tensão de 48V. Da mesma forma, você só pode usar as mesmas baterias e baterias solares LiFePO4 de mesma capacidade em paralelo e pode minimizar o número de fios paralelos usando baterias de menor tensão e maior capacidade. As conexões paralelas não são projetadas para permitir que suas baterias alimentem algo acima de sua saída de tensão padrão, mas sim para aumentar a duração pela qual elas podem alimentar seus dispositivos. Em vez disso, o banco de baterias solares de lítio conectado em configuração paralela pode aumentar a capacidade de amperes-hora da bateria na mesma tensão. Por exemplo, se você conectar duas baterias solares de 48V 100Ah em paralelo, obterá uma bateria solar de íons de lítio com capacidade de 200Ah, com a mesma tensão de 48V. Da mesma forma, você só pode usar as mesmas baterias e baterias solares LiFePO4 de mesma capacidade em paralelo e pode minimizar o número de fios paralelos usando baterias de menor tensão e maior capacidade. As conexões paralelas não são projetadas para permitir que suas baterias alimentem algo acima de sua saída de tensão padrão, mas sim para aumentar a duração durante a qual elas podem alimentar seus dispositivos É assim que as baterias solares de lítio são conectadas em paralelo Quando as baterias solares de lítio são conectadas em paralelo, o terminal positivo é conectado ao terminal positivo e o terminal negativo é conectado ao terminal negativo. A capacidade de carga (Ah) das baterias solares de lítio individuais aumenta enquanto a tensão total é igual à tensão das baterias solares de lítio individuais. Como regra geral, apenas baterias solares de lítio da mesma tensão e densidade de energia com o mesmo estado de carga devem ser conectadas em paralelo, e as seções transversais e comprimentos dos fios também devem ser exatamente os mesmos. Exemplo: Se duas baterias, cada uma com 100 Ah e 48 V, forem ligadas em paralelo, isto resulta numa tensão de saída de 48 V e numa capacidade total de200Ah. Quais são os benefícios de conectar baterias solares de lítio em série? Em primeiro lugar, os circuitos em série são fáceis de entender e construir. As propriedades básicas dos circuitos em série são simples, tornando-os fáceis de manter e reparar. Esta simplicidade também significa que é fácil prever o comportamento do circuito e calcular a tensão e a corrente esperadas. Em segundo lugar, para aplicações que requerem altas tensões, como um sistema solar trifásico doméstico ou armazenamento de energia industrial e comercial, as baterias ligadas em série são frequentemente a melhor escolha. Ao conectar várias baterias em série, a tensão geral da bateria aumenta, fornecendo a tensão necessária para a aplicação. Isto pode reduzir o número de baterias necessárias e simplificar o projeto do sistema. Em terceiro lugar, as baterias solares de lítio conectadas em série fornecem tensões de sistema mais altas, o que resulta em correntes de sistema mais baixas. Isso ocorre porque a tensão é distribuída pelas baterias no circuito em série, o que reduz a corrente que flui através de cada bateria. Correntes mais baixas do sistema significam menos perda de energia devido à resistência, o que resulta em um sistema mais eficiente. Em quarto lugar, os circuitos em série não sobreaquecem tão rapidamente, tornando-os úteis perto de fontes potencialmente inflamáveis. Como a tensão é distribuída pelas baterias no circuito em série, cada bateria está sujeita a uma corrente mais baixa do que se a mesma tensão fosse aplicada a uma única bateria. Isso reduz a quantidade de calor gerada e diminui o risco de superaquecimento. Em quinto lugar, uma tensão mais alta significa uma corrente de sistema mais baixa, portanto uma fiação mais fina pode ser usada. A queda de tensão também será menor, o que significa que a tensão na carga estará mais próxima da tensão nominal da bateria. Isto pode melhorar a eficiência do sistema e reduzir a necessidade de fiação dispendiosa. Finalmente, num circuito em série, a corrente deve fluir através de todos os componentes do circuito. Isso resulta em todos os componentes transportando a mesma quantidade de corrente. Isso garante que cada bateria no circuito em série esteja sujeita à mesma corrente, o que ajuda a equilibrar a carga entre as baterias e a melhorar o desempenho geral da bateria. Quais são as desvantagens de conectar baterias em série? Em primeiro lugar, quando um ponto de um circuito em série falha, todo o circuito falha. Isso ocorre porque um circuito em série possui apenas um caminho para o fluxo de corrente e, se houver uma interrupção nesse caminho, a corrente não poderá fluir através do circuito. No caso de sistemas compactos de armazenamento de energia solar, se uma bateria solar de lítio falhar, todo o conjunto pode ficar inutilizável. Isso pode ser mitigado usando um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) para monitorar as baterias e isolar uma bateria com falha antes que ela afete o resto do conjunto. Em segundo lugar, quando o número de componentes num circuito aumenta, a resistência do circuito aumenta. Num circuito em série, a resistência total do circuito é a soma das resistências de todos os componentes do circuito. À medida que mais componentes são adicionados ao circuito, a resistência total aumenta, o que pode reduzir a eficiência do circuito e aumentar a perda de potência devido à resistência. Isto pode ser mitigado usando componentes com menor resistência ou usando um circuito paralelo para reduzir a resistência geral do circuito. Em terceiro lugar, a ligação em série aumenta a tensão da bateria e, sem um conversor, pode não ser possível obter uma tensão mais baixa da bateria. Por exemplo, se uma bateria com tensão de 24 V for conectada em série com outra bateria com tensão de 24 V, a tensão resultante será de 48 V. Se um dispositivo de 24 V estiver conectado à bateria sem conversor, a tensão será muito alta, o que pode danificar o dispositivo. Para evitar isso, um conversor ou regulador de tensão pode ser usado para reduzir a tensão ao nível necessário. Quais são os benefícios de conectar baterias em paralelo? Uma das principais vantagens de conectar bancos de baterias solares de lítio em paralelo é que a capacidade do banco de baterias aumenta enquanto a tensão permanece a mesma. Isto significa que o tempo de funcionamento da bateria é prolongado e quanto mais baterias estiverem ligadas em paralelo, mais tempo a bateria pode ser utilizada. Por exemplo, se duas baterias de lítio com capacidade de 100Ah forem conectadas em paralelo, a capacidade resultante será de 200Ah, o que dobra o tempo de execução da bateria. Isto é especialmente útil para aplicações que requerem um tempo de execução mais longo. Outra vantagem de uma conexão paralela é que, se uma das baterias solares de lítio falhar, as outras baterias ainda poderão manter a energia. Em um circuito paralelo, cada bateria tem seu próprio caminho para o fluxo de corrente; portanto, se uma bateria falhar, as outras baterias ainda poderão fornecer energia ao circuito. Isso ocorre porque as outras baterias não são afetadas pela bateria com defeito e ainda podem manter a mesma tensão e capacidade. Isto é particularmente importante para aplicações que exigem um alto nível de confiabilidade. Quais são as desvantagens de conectar baterias solares de lítio em paralelo? A conexão de baterias em paralelo aumenta a capacidade total do banco de baterias solares de lítio, o que também aumenta o tempo de carregamento. O tempo de carregamento pode tornar-se mais longo e mais difícil de gerir, especialmente se várias baterias estiverem ligadas em paralelo. Quando as baterias solares de lítio são conectadas em paralelo, a corrente é dividida entre elas, o que pode levar a um maior consumo de corrente e maior queda de tensão. Isto pode causar problemas, como redução de eficiência e até superaquecimento das baterias. A conexão paralela de baterias solares de lítio pode ser um desafio ao alimentar programas de energia maiores ou ao usar geradores, pois eles podem não ser capazes de lidar com as altas correntes produzidas pelas baterias paralelas. Quando as baterias solares de lítio são conectadas em paralelo, pode ser mais difícil detectar defeitos na fiação ou nas baterias individuais. Isso pode dificultar a identificação e a correção de problemas, o que pode resultar em desempenho reduzido ou até mesmo em riscos à segurança. É possível conectar Lithium Solar Bbaterias tanto em série quanto em paralelo? Sim, é possível conectar baterias de lítio em série e em paralelo, e isso é chamado de conexão série-paralelo. Este tipo de conexão permite combinar os benefícios das conexões em série e paralelas. Em uma conexão série-paralelo, você agruparia duas ou mais baterias em paralelo e depois conectaria vários grupos em série. Isso permite aumentar a capacidade e a voltagem da bateria, mantendo ao mesmo tempo um sistema seguro e confiável. Por exemplo, se você tiver quatro baterias de lítio com capacidade de 50Ah e tensão nominal de 24V, poderá agrupar duas baterias em paralelo para criar uma bateria de 100Ah e 24V. Em seguida, você pode criar uma segunda bateria de 100Ah e 24V com as outras duas baterias e conectar as duas baterias em série para criar uma bateria de 100Ah e 48V. Conexão em série e paralela de bateria solar de lítio Uma combinação de conexão em série e paralela permite maior flexibilidade para atingir uma determinada tensão e potência com baterias padrão. A conexão paralela fornece a capacidade total necessária e a conexão em série fornece a tensão operacional mais alta desejada do sistema de armazenamento de bateria. Exemplo: 4 baterias com 24 volts e 50 Ah resultam cada uma em 48 volts e 100 Ah em uma conexão série-paralelo. Melhores práticas para conexão em série e paralela de baterias solares de lítio Para garantir o uso seguro e eficiente das baterias de lítio, é essencial seguir as melhores práticas ao conectá-las em série ou paralelo. Essas práticas incluem: ● Utilize baterias com a mesma capacidade e voltagem. ● Utilize baterias do mesmo fabricante e lote. ● Use um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) para monitorar e equilibrar a carga e a descarga da bateria. ● Use um fusível ou disjuntor para proteger a bateria contra condições de sobrecorrente ou sobretensão. ● Utilize conectores e fiação de alta qualidade para minimizar a resistência e a geração de calor. ● Evite sobrecarregar ou descarregar excessivamente a bateria, pois isso pode causar danos ou reduzir a sua vida útil geral. As baterias solares domésticas BSLBATT podem ser conectadas em série ou em paralelo? Nossas baterias solares domésticas padrão podem funcionar em série ou paralelo, mas isso é específico para o cenário de uso da bateria, e a série é mais complexa do que paralela, portanto, se você estiver comprando uma bateria BSLBATT para uma aplicação maior, nossa equipe de engenharia projetará um solução viável para sua aplicação específica, além de adicionar caixa coletora e caixa de alta tensão em todo o sistema em série! Há algumas coisas que você deve ter em mente ao usar as baterias solares de lítio domésticas da BSLBATT, específicas para nossa série. Nossas baterias Power Wall só podem ser conectadas em paralelo e podem ser expandidas em até 30 baterias idênticas - Nossas baterias montadas em rack podem ser conectadas em paralelo ou em série, até 32 baterias em paralelo e até 400V em série Finalmente, é importante compreender os diferentes efeitos das configurações paralelas e em série no desempenho da bateria. Quer seja o aumento da tensão de uma configuração em série ou o aumento da capacidade de amperes-hora de uma configuração em paralelo; compreender como esses resultados variam e como ajustar a maneira como você mantém suas baterias é fundamental para maximizar a vida útil e o desempenho da bateria.