Kennis van het seriematig en parallel aansluiten van batterijen

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

Deel 1: Alles over serieschakelingen

1.1 Wat is een serieschakeling van batterijen?

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, totdat de gewenste 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 hun vermogen om hoge spanningen te leveren, wordt serieschakeling vaak gebruikt in toepassingen zoals elektrische voertuigen, zonne-energiesystemen en noodstroomvoorzieningen voor gebouwen.

Stel dat u vier 12,8V 100Ah 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 serieschakelingen

• Verhoogde uitgangsspanning: Door de cellen in serie te schakelen, wordt de uitgangsspanning verhoogd om te voldoen 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 kan het systeem eenvoudig worden beheerd door de spanningen in elke cel te regelen.
• 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:De serieschakeling maakt schaalbaarheid mogelijk. Dit betekent dat indien nodig extra cellen kunnen worden toegevoegd om de totale spanning van het systeem te verhogen.

1.3 De potentiële problemen van serieschakelingen

• Verminderde totale capaciteit:Als de cellen in serie worden geschakeld, neemt de uitgangsspanning toe, maar de totale capaciteit van het batterijsysteem blijft gelijk. 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 veilige minimumniveau, kan dit leiden tot permanente schade of zelfs tot het uitvallen van de cel en mogelijk ook van andere cellen in de serie.
• 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 cruciaal om 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 naadloos in uw bestaande systeem integreren. Goed laden en de accuspanning bewaken 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?

Parallelschakeling van accu's verwijst naar het aansluiten van meerdere accu's met plus en min. In deze configuratie blijft de uitgangsspanning van de accubank gelijk aan die van één accu, 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 waarbij een langere bedrijfstijd nodig is.

Ze sluiten bijvoorbeeld vier 12,8V 100Ah accu's Parallel geschakeld. In dit geval heeft u een gecombineerde capaciteit van 400 Ah, terwijl de spanning ongewijzigd 12,8 V blijft.

2.2 De functies van parallelle schakelingen

• Verhoogde capaciteit: De belangrijkste functie van de 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 spanning van het systeem beïnvloedt. Dit zorgt voor een efficiënter energieverbruik.
• Langere looptijd: 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 enkele 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: Parallelle verbindingen maken schaalbaarheid mogelijk door indien nodig meer batterijen toe te voegen en zo de totale capaciteit van het systeem te vergroten.

2.3. De potentiële problemen van parallelle schakelingen

Hoewel parallelle schakelingen verschillende voordelen bieden, brengen ze ook mogelijke risico's en uitdagingen met zich mee waar rekening mee moet worden gehouden.

• Verhoogd risico op overbelasting en oververhitting:Door de accu's parallel te schakelen, wordt de totale capaciteit van het accusysteem vergroot. Hierdoor kan er gemakkelijker meer stroom worden opgenomen dan de accu's 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 schommelingen in de capaciteit of veroudering ervoor zorgen dat de batterijen uit balans raken. Dit kan leiden tot een afname van de prestaties en de levensduur.
• Verminderde efficiëntie:Parallelle schakelingen kunnen leiden tot een lagere efficiëntie, omdat de interne weerstand van elke batterij de totale weerstand van het systeem beïnvloedt. Dit kan de hoeveelheid energie 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 van LiFePO4-accu's.

3.1 Overeenkomsten:

• Mogelijkheid om de algehele prestaties van de batterij te verbeteren:Zowel serie- als parallelschakelingen kunnen de algehele prestaties van de accu verbeteren. Serieschakelingen verhogen de uitgangsspanning, terwijl parallelschakelingen de capaciteit verhogen.
• Gebruik in verschillende toepassingen:Zowel serie- als parallelschakelingen worden in uiteenlopende toepassingen gebruikt, bijvoorbeeld in campers, boten, zonnehuizen, elektrische voertuigen en andere off-grid systemen.

3.2 Verschillen:

• Spanningsuitgang:Serieschakeling verhoogt de totale uitgangsspanning van het accupakket, terwijl parallelschakeling de uitgangsspanning van een afzonderlijke cel of accu niet verandert.
• 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 parallelschakelingen van LiFePO4-accu's 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 prestatie-eigenschappen.

Deel 4 Veelgestelde vragen over serie- en parallelaansluitingen 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. Sommige batterijen kunnen bijvoorbeeld... Power QueenEr kunnen maximaal vier LiFePO4-accu's in serie worden geschakeld 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 de accufabrikant te raadplegen.

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 batterijlaadsysteem de verhoogde stroomopname als gevolg van de 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 batterijen om optimale prestaties en veiligheid te garanderen.

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

Serie- en parallelschakelingen hebben een verschillende uitwerking op de levensduur van de accu. Het is daarom lastig om een ​​definitieve uitspraak te doen over welk type aansluiting de accu langer mee laat gaan.

In een serieschakeling worden accu's met elkaar verbonden, waarbij de positieve en negatieve polen met elkaar verbonden zijn, wat 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 verslechtert, kan dit een negatieve invloed hebben op de hele accu.

Bij een parallelschakeling worden de 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 is verhoogd. Parallelschakeling verdeelt de belasting gelijkmatiger over de cellen, waardoor het risico op oververhitting en vroegtijdige uitval door overbelasting afneemt.

De levensduur van een batterij hangt af van verschillende factoren, zoals het type batterij, gebruikspatronen, onderhoud en temperatuuromstandigheden. Of batterijen in serie of parallel geschakeld langer meegaan, hangt af van de specifieke omstandigheden. Het is altijd het beste om de aanbevelingen van de fabrikant op te volgen en deskundig 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 de keuze van de juiste aansluitmethode voor uw accu's cruciaal. Zowel serie- als parallelschakeling 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. Het juiste aansluittype en batterijbeheer maximaliseren de prestaties en energieopslagmogelijkheden van uw accupakket voor off-grid toepassingen.