Kennis van de bedrading van batterijen in rijen en parallel

Bij het bouwen van een zonne-energiesysteem is een van de belangrijkste overwegingen hoe u uw batterijen aansluit. Twee veelgebruikte methoden zijn het serieel of parallel schakelen van batterijen. Elke methode heeft zijn voordelen en mogelijke problemen, dus het is belangrijk om de verschillen tussen de twee te begrijpen voordat u er een kiest.

Deel 1 Alles over serieschakelingen

1.1 Wat is een batterijserieschakeling?

Om de totale uitgangsspanning van een accupakket te verhogen, wordt vaak een serieschakeling van LiFePO4-accu's gebruikt. Hierbij worden meerdere cellen in serie geschakeld, waarbij de positieve pool van de ene cel wordt verbonden met de negatieve pool van de volgende cel totdat de vereiste spanning is bereikt. Hoewel de totale capaciteit van het accupakket gelijk blijft aan die van een enkele cel, biedt deze methode een hogere uitgangsspanning. Vanwege de hoge spanning wordt serieschakeling vaak gebruikt in toepassingen zoals elektrische voertuigen, zonne-energiesystemen en noodstroomvoorzieningen voor gebouwen.

Stel dat je vier 12,8V 100 Ah accu's In serie. In dit geval heb je een gecombineerde spanning van 51,2 V, terwijl de accucapaciteit, gemeten in ampère-uur (Ah), ongewijzigd 100 Ah blijft.

1.2 De functies van de serieschakeling

• Verhoogde uitgangsspanning: Door de cellen in serie te schakelen, wordt de uitgangsspanning verhoogd en voldoet zo aan de eisen van hoogspanningstoepassingen.
• Efficiënte energiebron: Serieschakelingen kunnen een efficiënte stroombron vormen voor apparaten die een hoge spanning en een lage stroomsterkte nodig hebben. Dit komt doordat de spanning toeneemt terwijl de totale capaciteit gelijk blijft.
• Batterijbeheer: Bij het opladen of ontladen van in serie geschakelde batterijen kunt u het systeem eenvoudig beheren door de spanningen op elke cel te beheren.
• Beveiliging:Serieschakelingen zijn minder gevoelig voor oververhitting omdat elke cel de belasting gelijkmatig verdeelt. Dit verkleint de kans dat een enkele cel overbelast of oververhit raakt, wat de veiligheid van de accu verhoogt.
• Schaalbaarheid:Dankzij de serieschakeling is schaalbaarheid mogelijk. Dit betekent dat indien nodig extra cellen kunnen worden toegevoegd om de totale spanning van het systeem te verhogen.

1.3 Mogelijke problemen bij serieschakeling

• Verminderde totale capaciteit:Als de cellen in serie worden geschakeld, neemt de uitgangsspanning toe, maar de totale capaciteit van het batterijsysteem blijft gelijk en er kan dus minder energie worden opgeslagen.
• Risico op diepe ontlading:Als een cel in een in serie geschakelde batterij wordt ontladen tot onder het minimaal veilige niveau, kan dit permanente schade of zelfs defecten aan de cel en mogelijk ook aan andere cellen in de serie veroorzaken.
• Complexe administratieve vereisten:Wanneer cellen in serie worden geschakeld, moeten ze zorgvuldig worden beheerd om overladen of onderladen te voorkomen. Dit kan leiden tot een onevenwichtige lading en op zijn beurt de algehele gezondheid van het batterijsysteem beïnvloeden.

Om deze problemen te beperken, is het belangrijk ervoor te zorgen dat alle cellen in het seriegeschakelde accupakket een vergelijkbare capaciteit en leeftijd hebben. Powerqueen raadt aan om binnen drie maanden na aankoop van uw originele accu nieuwe accu's aan uw accubank toe te voegen. Dit zorgt ervoor dat uw nieuwe accu's een vergelijkbare laadcyclus hebben als uw huidige accu's en eenvoudig in uw bestaande systeem kunnen worden geïntegreerd. Het correct laden en bewaken van de accuspanning zijn ook essentieel om overladen te voorkomen en een efficiënte werking van het accupakket te garanderen.

Deel 2 Alles over parallelschakelingen

2.1 Wat is een batterijparallelle aansluiting?

Batterijparallelschakeling verwijst naar het verbinden van meerdere batterijen met plus en min met min. In deze configuratie blijft de uitgangsspanning van de batterijbank gelijk aan die van één batterij, maar neemt de totale systeemcapaciteit toe. Parallelschakeling wordt vaak gebruikt in toepassingen die een hoge energieopslag vereisen, zoals off-grid zonne-energiesystemen of elektrische voertuigen die een langere gebruiksduur vereisen.

U sluit bijvoorbeeld vier 12,8V 100 Ah accu's parallel. In dit geval heb je een gecombineerde capaciteit van 400 Ah, terwijl de spanning ongewijzigd 12,8 V blijft.

2.2 De functies van de parallelschakeling

• Verhoogde capaciteit: De belangrijkste functie van parallelschakeling is het vergroten van de totale capaciteit van het batterijsysteem, terwijl de uitgangsspanning constant blijft.
• Efficiënt energiegebruik: Door parallelschakeling kunnen apparaten meer stroom verbruiken zonder dat dit de algehele systeemspanning beïnvloedt. Dit zorgt voor een efficiënter energieverbruik.
• Langere termijn: Parallelle schakeling wordt vaak gebruikt in toepassingen waarbij een langere looptijd vereist is, zoals off-grid zonne-energiesystemen of elektrische voertuigen.
• Verbeterde betrouwbaarheid:Door meerdere batterijen parallel te schakelen, wordt het systeem minder afhankelijk van één batterij, wat de betrouwbaarheid van het systeem verbetert.
• Eenvoudig beheer:Omdat elke batterij in een parallelschakeling dezelfde spanning krijgt, kunnen ze individueel worden opgeladen en ontladen zonder dat dit invloed heeft op de andere batterijen in het systeem.
• Schaalbaarheid: Dankzij parallelle verbindingen is schaalbaarheid mogelijk doordat er indien nodig meer batterijen kunnen worden toegevoegd om de totale capaciteit van het systeem te vergroten.

2.3 Mogelijke problemen bij parallelle aansluiting

Parallelle verbindingen bieden weliswaar diverse voordelen, maar ze brengen ook mogelijke risico's en uitdagingen met zich mee waar rekening mee moet worden gehouden.

• Verhoogd risico op overladen en oververhitting:Door parallelschakeling wordt de totale capaciteit van het batterijsysteem vergroot, waardoor er gemakkelijker meer stroom kan worden afgenomen dan de batterijen aankunnen. Dit kan leiden tot overladen, oververhitting en zelfs brandgevaar.
• Moeilijkheden bij het verdelen van de lading tussen de batterijen:Wanneer batterijen parallel worden geschakeld, kunnen ze door schommelingen in de capaciteit of veroudering uit balans raken. Dit kan leiden tot een afname van de prestaties en de levensduur.
• Verminderde efficiëntie:Parallelle verbindingen kunnen leiden tot een lagere efficiëntie, omdat de interne weerstand van elke batterij de totale weerstand van het systeem beïnvloedt. Dit kan de hoeveelheid vermogen die aan de belasting wordt geleverd, verminderen.

Deel 3 Vergelijking tussen serie- en parallelschakeling van LiFePO4-batterijen

In dit hoofdstuk bespreken we de overeenkomsten en verschillen tussen serie- en parallelschakelingen voor LiFePO4-batterijen.

3.1 Overeenkomsten:

• Mogelijkheid om de algehele batterijprestaties te verbeteren:Zowel serie- als parallelschakelingen kunnen de algehele prestaties van de accu verbeteren. Serieschakeling verhoogt de uitgangsspanning, terwijl parallelschakeling de capaciteit verhoogt.
• Gebruik in verschillende toepassingen:Zowel serie- als parallelschakelingen worden gebruikt in uiteenlopende toepassingen, zoals campers, boten, zonnehuizen, elektrische voertuigen en andere off-gridsystemen.

3.2 Verschillen:

• Spanningsuitgang:Serieschakeling verhoogt de totale uitgangsspanning van het accupakket, terwijl parallelschakeling geen invloed heeft op de uitgangsspanning van een afzonderlijke cel of accu.
• Capaciteit:Parallelschakeling verhoogt de totale capaciteit van het accupakket, terwijl serieschakeling geen invloed heeft op de capaciteit, maar alleen op de uitgangsspanning.
• Efficiëntie:Parallelschakeling is doorgaans efficiënter dan serieschakeling, omdat elke cel of batterij onafhankelijk wordt geladen en ontladen. Serieschakelingen kunnen echter problemen ondervinden als één cel of batterij defect raakt.

Kortom, zowel serie- als parallelle LiFePO4-accuaansluitingen bieden vergelijkbare voordelen, maar verschillen qua uitgangsspanning, capaciteit en efficiëntie. De keuze van het type aansluiting hangt af van de specifieke toepassing en de gewenste prestatiekenmerken.

Deel 4 Veelgestelde vragen over serie- en parallelschakeling van batterijen

4.1 Hoeveel batterijen kun je in serie schakelen?

Het aantal batterijen dat in serie kan worden geschakeld, hangt doorgaans af van de batterij en de fabrikant. Bijvoorbeeld: Power QueenSluit maximaal vier LiFePO4-accu's in serie aan om een ​​48-voltsysteem te creëren. Om te voorkomen dat de aanbevolen limiet voor in serie geschakelde accu's wordt overschreden, is het belangrijk om contact op te nemen met de fabrikant van de accu.

4.2 Hoeveel batterijen kun je parallel schakelen?

In principe is er geen limiet aan het aantal batterijen dat parallel kan worden geschakeld, zolang ze maar identiek zijn en dezelfde specificaties hebben.Het is echter essentieel om ervoor te zorgen dat de kabelgrootte en het laadsysteem van de accu de verhoogde stroomopname door parallelschakeling aankunnen. Het is altijd raadzaam om de richtlijnen van de fabrikant te volgen en professioneel advies in te winnen bij het parallel aansluiten van meerdere accu's om optimale prestaties en veiligheid te garanderen.

4.3 Gaan batterijen langer mee als ze in serie of parallel worden aangesloten?

Batterijen die in serie of parallel zijn geschakeld, hebben een verschillend effect op hun levensduur. Het is daarom lastig om een ​​definitieve uitspraak te doen over welk type aansluiting ervoor zorgt dat batterijen langer meegaan.

In een serieschakeling worden accu's met elkaar verbonden, waarbij de positieve en negatieve polen met elkaar verbonden zijn. Dit resulteert in een hogere uitgangsspanning. Deze configuratie kan de accu blootstellen aan hogere spanning en hitte, wat de levensduur kan verkorten. Als één cel defect raakt of degradeert, kan dit een negatieve invloed hebben op de hele accu.

Bij parallelschakeling worden accu's daarentegen met elkaar verbonden, waarbij de positieve aansluitingen op de positieve aansluitingen en de negatieve aansluitingen op de negatieve aansluitingen worden aangesloten. De uitgangsspanning blijft gelijk aan die van een enkele accu, maar de capaciteit neemt toe. Parallelschakeling verdeelt de belasting gelijkmatiger over de cellen, waardoor het risico op oververhitting en vroegtijdige uitval door overbelasting afneemt.

Over het algemeen hangt de levensduur van een batterij af van verschillende factoren, waaronder het batterijtype, gebruikspatronen, onderhoud en temperatuuromstandigheden. Of batterijen langer meegaan in serie of parallel, hangt af van de specifieke situatie. Het is altijd het beste om de aanbevelingen van de fabrikant op te volgen en professioneel advies in te winnen bij het serieel of parallel aansluiten van meerdere batterijen om optimale prestaties, veiligheid en levensduur te garanderen.

Conclusie

Kortom, bij de bouw van een zonne-energiesysteem of andere off-grid systemen is het belangrijk om het juiste type aansluiting voor uw accu's te kiezen. Zowel serie- als parallelschakelingen hebben hun voor- en nadelen, en de keuze hangt af van uw specifieke eisen en toepassing.

Serieschakeling is ideaal voor toepassingen die een hoge spanning vereisen, terwijl parallelschakeling een hogere capaciteit en een langere gebruiksduur biedt. Elke aansluitmethode kent potentiële problemen, zoals het risico op oververhitting of verminderde efficiëntie. Om deze risico's te beperken, zijn goed batterijbeheer en -onderhoud cruciaal.

Bij het serieel of parallel aansluiten van accu's is het raadzaam de richtlijnen van de fabrikant te volgen en deskundig advies in te winnen om optimale prestaties, veiligheid en levensduur te garanderen. Met het juiste aansluittype en goed accubeheer kunt u de prestaties en energieopslagcapaciteit van uw accupakket maximaliseren voor off-grid toepassingen.