S povezovanjem več celic v seriji baterije dosežejo želeno delovno napetost, pri čemer vsaka celica prispeva svoj napetostni potencial, da dobi skupno napetost na terminalu. Vzporedna povezava omogoča povečanje zmogljivosti z dodajanjem skupnega števila amper ur (Ah). Velika večina kemičnih baterijskih vezij je primernih za serijsko in vzporedno povezavo. Ključno je, da uporabljate iste vrste baterij z enako napetostjo in kapaciteto (Ah) ter se izogibate mešanju različnih proizvajalcev in velikosti. Šibkejša celica lahko povzroči neravnovesje v sistemu, kar je še posebej kritično pri serijski konfiguraciji, saj je skupna učinkovitost baterije odvisna od najšibkejše celice v seriji.

Serijska povezava

Serijske povezave vključujejo priključitev dveh ali več baterij za povečanje napetosti akumulatorskega sistema, medtem ko zmogljivost amper ur ostane enaka. Pomembno je upoštevati, da mora imeti vsaka baterija v zaporedni povezavi enako napetost in kapaciteto, da se izognete poškodbam.

Za zaporedno povezavo baterij povežite pozitivni pol ene baterije z negativnim polom druge in nadaljujte s tem postopkom, dokler ne dosežete želene napetosti. Pri serijskem polnjenju baterij je potrebno uporabiti polnilec, ki ustreza skupni napetosti sistema. Priporočljivo je polniti vsako baterijo posebej z uporabo več polnilnikov, da preprečite neravnovesje med baterijami.

Na spodnji sliki sta dve zaporedno povezani bateriji 12 V, zaradi česar je ta baterija 24 V. Prav tako lahko vidite, da je baterijski sistem še vedno ocenjen za skupno kapaciteto 100 Ah.

Vzporedna povezava

Vzporedne povezave vključujejo priključitev dveh ali več baterij za povečanje zmogljivosti amper ur, medtem ko napetost ostane enaka. Za vzporedno povezavo baterij povežite pozitivne pole s kablom, negativne pole pa z drugim kablom, dokler ne dosežete želene kapacitete.

Vzporedna povezava ne poveča izhodne napetosti, vendar podaljša čas delovanja opreme, ki se napaja iz baterij. Pomembno je upoštevati, da lahko polnjenje vzporedno povezanih baterij traja dlje zaradi povečane kapacitete amper ur.

V spodnjem primeru imamo dve 12 V bateriji, vendar vidite, da se amper ure povečajo na 200 Ah.

Serijska vezava – prednosti in slabosti

Prednosti povezovanja baterij v seriji vključujejo:

• Povečanje skupne napetosti vezja, kar je uporabno, ko je potrebno napajati naprave, ki zahtevajo višjo napetost.
• Enakomerna porazdelitev obremenitve po baterijah zmanjša obremenitev posameznih baterij, kar lahko izboljša splošno učinkovitost sistema.
• Povečana sposobnost sistema za shranjevanje energije, ko so baterije povezane zaporedno, kar je uporabno v situacijah, kjer je potrebno neprekinjeno napajanje, na primer v oddaljenih območjih z omejenimi viri energije.
• Serijsko povezovanje baterij je enostavno nastaviti in ne zahteva zapletenih postopkov ožičenja ali namestitve, kar ima za posledico nižje stroške ožičenja v primerjavi z vzporednimi povezavami.

Slabosti povezovanja baterij v seriji vključujejo:

• Zaporedna povezava baterij lahko skrajša njihovo celotno življenjsko dobo, saj se baterije ne praznijo enakomerno, kar lahko povzroči, da se nekatere baterije obrabijo hitreje kot druge.
• Okvara ene baterije v seriji lahko povzroči odpoved celotnega sistema, kar je še posebej problematično v situacijah, ko je zanesljivo napajanje ključnega pomena.
• Serijsko povezovanje baterij zahteva dodatno ožičenje in komponente, ki lahko povečajo kompleksnost namestitve in vzdrževanja sistema.
• Če je ena baterija v nizu šibkejša od drugih, se lahko preveč napolni ali izprazni, kar lahko skrajša njeno življenjsko dobo in negativno vpliva na splošno delovanje sistema.
• Pogosto je potrebna uporaba zunanjih naprav za uravnoteženje polnjenja in praznjenja, kot so balanserji baterij.

Vzporedna povezava – prednosti in slabosti

Prednosti vzporednih baterij vključujejo:

• Vse baterije v vzporedni povezavi prejmejo enako napetost, kar zmanjša tveganje neravnovesja pri polnjenju, tj. prenapolnjenosti ali premajhnosti ene baterije v primerjavi z drugimi.
• Če ena baterija v vzporedni povezavi preneha delovati, druge baterije delujejo naprej, s čimer se zmanjša nevarnost izpada celotnega sistema.
• Poveča skupno izhodno moč sistema, kar je koristno, ko je potrebno napajati naprave z visokimi zahtevami po moči.

Slabosti paralelnih baterij vključujejo:

• Vzporedno povezovanje baterij je lahko dražje, saj zahteva dodatno ožičenje in komponente.
• Če se ena baterija v vzporedni povezavi pregreje, lahko povzroči, da se druge baterije segrejejo, kar lahko privede do toplotnega uhajanja in poškodbe baterij in celotnega sistema.
• V nasprotju s serijsko vezavo vzporedna vezava baterij bistveno ne poveča kapacitete shranjevanja energije v sistemu.
• Pri vzporedni povezavi baterij so možne razlike v izhodni napetosti in toku posameznih baterij, kar lahko vpliva na celotno učinkovitost sistema.

Koliko baterij lahko povežete zaporedno?

Odvisno od napetosti vsake baterije in zahtev glede napetosti naprave ali sistema, ki jih uporablja, se določi največje število baterij, ki jih je mogoče povezati zaporedno.

Pomembno je vedeti, da obstaja omejitev števila zaporedno vezanih baterij. Če presežete to mejo, lahko pride do previsoke napetosti in morebitne poškodbe naprave ali sistema. Pri 12 V litij-ionskih baterijah je priporočljivo omejiti število baterij v seriji na štiri. Opozoriti je treba, da litij-ionske baterije z vgrajenim sistemom za upravljanje baterij (BMS) niso namenjene zaporedni povezavi.

Koliko baterij lahko povežete vzporedno?

Število sončnih celic, ki jih je mogoče povezati vzporedno, je odvisno od različnih dejavnikov, vključno z vrsto celic, njihovo zmogljivostjo in zahtevami specifične aplikacije. V splošnem je možno vzporedno povezati do osem sončnih celic, ne glede na to, ali gre za litijeve ali svinčeno-kislinske baterije. Pomembno je upoštevati, da lahko preveč vzporedno povezanih baterij povzroči neenakomerne stopnje polnjenja in praznjenja, povečano tveganje preobremenitve in krajšo življenjsko dobo baterij.

Zato je priporočljivo, da se posvetujete s kvalificiranim inženirjem ali električarjem, da optimalno oblikujete baterijski sistem, ki ustreza vašim posebnim potrebam. Večje baterije običajno zahtevajo več vzdrževanja in imajo višje začetne stroške, vendar lahko dolgoročno zagotovijo daljše obdobje rezervne energije in boljšo energetsko učinkovitost. Zato je pomembno, da skrbno načrtujete skupno zmogljivost akumulatorskega sistema, da zagotovite, da ustreza vašim posebnim zahtevam.

Ali je možno istočasno povezati baterije zaporedno in vzporedno in kako to storiti?

Da, baterije je možno povezati istočasno zaporedno in vzporedno. Ta kombinacija se imenuje serijsko-vzporedna konfiguracija baterije in se uporablja za doseganje želene napetosti in zmogljivosti baterijskega sistema glede na posebne zahteve.

Serijsko-vzporedna vezava baterij je način hkratnega povezovanja baterij zaporedno in vzporedno za ustvarjanje večje skupine baterij s povečano kapaciteto in napetostjo, prilagojenih specifičnim zahtevam aplikacije.

Za ustvarjanje serijsko-vzporedne povezave se baterije najprej povežejo v parih vzporedno, da se poveča skupna zmogljivost baterijskega paketa. Pozitivne pole vsake baterije so povezane skupaj, prav tako negativne pole. Število baterij v vzporednih skupinah se določi glede na zahtevano kapaciteto aplikacije.

Nato povežite vsako skupino baterij vzporedno, da dosežete želeno napetost. To dosežete tako, da pozitivni priključek prvega vzporednega vezja povežete z negativnim polom drugega vzporednega vezja in tako naprej, dokler ne dosežete zahtevane napetosti. Zadnji pozitivni in negativni priključek se uporabljata za priključitev baterije na breme.

Če želite na primer ustvariti 48-voltni baterijski sklop s povečano zmogljivostjo, lahko vzporedno povežete štiri 12-voltne baterije, vsaka s kapaciteto 100 amperskih ur, za skupno zmogljivost 400 amperskih ur. Nato zaporedno povežite dva od teh vzporednih vezij, da dosežete končno napetost 48 voltov.

Pomembno je zagotoviti, da so vse baterije, ki se uporabljajo v serijsko-vzporedni konfiguraciji, istega tipa, z enako zmogljivostjo in napetostjo ter da so pravilno uravnotežene, da preprečite prenapolnjenost ali izpraznitev posameznih baterij.

Opomba: Običajno je priporočljivo, da so baterije povezane zaporedno pred vzporednim povezovanjem za večjo varnost in učinkovitost sistema, čeprav je možno tudi obratno.

Ali serijska ali vzporedna povezava poveča moč baterije?

Zaporedna ali vzporedna vezava baterij ne poveča nujno moči, vpliva pa na napetost in tok akumulatorskega sistema.

Zaporedna vezava baterij poveča napetost, medtem ko vzporedna povezava poveča tok oziroma kapaciteto, izraženo v amper urah. Skupna izhodna moč serijske ali vzporedne kombinacije baterij je odvisna od napetosti in kapacitete.

V nekaterih primerih se za izpolnjevanje posebnih zahtev glede napetosti in zmogljivosti uporablja serijsko-vzporedna povezava baterij.

Pomembno si je zapomniti, da imajo baterije omejeno izhodno moč, ki jo določajo njihova kemična sestava, velikost in drugi dejavniki. Zato je ključnega pomena, da izberete ustrezno baterijo in konfiguracijo za določeno aplikacijo, da zagotovite optimalno delovanje.

Kakšne so posledice, če baterije niso pravilno priključene?

Nepravilna povezava baterij lahko povzroči različne težave, vključno z zmanjšano zmogljivostjo in učinkovitostjo ter potencialno nevarnimi situacijami.

Tukaj je nekaj možnih posledic nepravilne povezave baterije:

• Ena ali več baterij se lahko izprazni hitreje kot druge, če povezave niso uravnotežene, kar povzroči zmanjšanje skupne zmogljivosti akumulatorskega sistema.
• Slabe povezave lahko povzročijo pregrevanje baterij, kar lahko povzroči notranje poškodbe in skrajša njihovo življenjsko dobo.
• Nepravilna povezava baterijskih sponk lahko povzroči kratek stik, ki lahko poškoduje baterije, druge komponente ali celo povzroči požar.
• Nepopolne povezave lahko povzročijo padce napetosti in povečan upor, kar zmanjša sposobnost akumulatorskega sistema za zagotavljanje potrebne energije.
• Zlasti pri aplikacijah z visokimi zahtevami po toku ali napetosti obstaja nevarnost električnega udara, požara ali celo eksplozije, če baterije niso pravilno priključene.

Pomembno je, da skrbno načrtujete in izvedete priključitev baterij, da zagotovite varnost, zanesljivost in dolgo življenjsko dobo celotnega energetskega sistema.

Zaključek

Pravilna povezava baterije ima ključno vlogo pri zagotavljanju optimalne učinkovitosti, varnosti in trajnosti baterijskih sistemov. Nepravilna povezava ima lahko resne posledice, vključno z zmanjšanjem skupne zmogljivosti paketa baterij, morebitnim pregrevanjem baterij, ki povzroči notranje poškodbe in skrajšanje njihove življenjske dobe, ter potencialno nevarnimi situacijami, kot so kratki stiki ali celo požari.

Zato je izjemno pomembno, da skrbno načrtujete in izvedete vse priključke akumulatorja v skladu s priporočili proizvajalca in strokovnimi smernicami. To vključuje izbiro baterij istega tipa, podobne kapacitete in napetosti ter pravilno uravnoteženje napetosti in toka skozi baterijski sistem. Prav tako je pomembno zagotoviti, da so povezave varne in stabilne, da zmanjšate tveganja neželenih dogodkov in zagotovite zanesljivo delovno okolje za vse aplikacije, ki uporabljajo baterijsko napajanje.