Como conectar painéis solares e baterias em uma conexão série-paralela?

Fiação de baterias e painel solar em configuração série-paralela

Você pode pensar qual é o propósito dessa estranha combinação de conexão em série e paralela de painéis solares e baterias em vez de simples configuração em série ou em paralelo. Bem, depende das necessidades do sistema, ou seja, aumentar a tensão de carga e a capacidade de armazenamento da bateria em Amp-hora (Ah) conectando o painel solar e as baterias em combinação em série/paralelo de acordo com o requisito do sistema.

Este design exclusivo é necessário quando o carregamento e o armazenamento de energia precisam aumentar usando painéis solares e baterias. Isso se deve ao fato de que as correntes se somam na conexão em paralelo e as tensões se somam na conexão em série. Em outras palavras, a corrente permanece a mesma na conexão em série, enquanto a tensão permanece a mesma na conexão em paralelo. Desta forma, obtemos as vantagens das conexões em série e paralela conectando o painel fotovoltaico e as baterias em combinação de configuração em série-paralelo. Vamos ver como fazemos isso.

• Post relacionado:Como conectar painéis solares em série e baterias em paralelo? Sistema 12/24/48V

Painéis solares conectados em série e Baterias

Podemos conectar dois painéis solares ou baterias conectando seu Terminal Negativo “-” ao Terminal Positivo “+” e vice-versa. Dessa forma, dois painéis solares de 6 V (ou 12 ou 24 V) 150 W, 12,5 A e baterias de 12 V, 100 Ah conectados em série  teriam os seguintes valores.

Correntes:

I₁ =I₂ ….. =I_n

ou seja, a corrente é a mesma em cada ramo

12,5Amp =12,5Amp

Da mesma forma,

Corrente em série Baterias conectadas

100Ah =100Ah

Tensão:

Como as tensões são aditivas na conexão paralela, desta forma,

V₁  + V₂ …… + Vn

ou seja, tensão irá somar em conexão paralela. (suponha que temos painéis fotovoltaicos de 12V e baterias).

12V + 12V =24V.

• Post relacionado: Como conectar painéis solares em paralelo e baterias em série? Sistema 24V

Painéis fotovoltaicos e baterias em paralelo:

Um painel solar ou bateria pode ser conectado em paralelo conectando o Terminal Negativo “-” do primeiro ao Terminal Negativo “-” do segundo e Terminal Positivo “+” do segundo ao Terminal Positivo “+” do primeiro. Em palavras simples, terminais semelhantes são conectados por fios de jumper. Desta forma, dois painéis solares de 6V (ou 12 ou 24V) 150W, 12,5A e baterias de 12V, 100Ah conectados em paralelo teriam as seguintes quantidades.

Atual

Corrente do painel solar para o controlador de carregamento:

I₁ + Eu₂ ….. + I_n

ou seja,

12,5 Amp + 12,5 Amp =25A

Da mesma forma, a capacidade Ah das baterias em série teria:

100Ah + 100Ah =200Ah .

Tensão

A tensão do painel solar e das baterias permanece a mesma em conexão paralela:

V₁ =V₂ …… =V_n

ou seja, A tensão permanece a mesma para painéis fotovoltaicos e baterias.

12V =12V .

• Post relacionado: Como conectar painéis solares e baterias em série para sistema de 24V

Painéis fotovoltaicos e baterias em combinação série-paralela:

A próxima parte é interessante, onde utilizaremos a máxima eficiência de painéis solares e baterias de 12V, organizando-os em combinação em série-paralelo para aumentar tanto a energia de carregamento dos painéis solares quanto o armazenamento capacidade das baterias. Dessa forma, mais energia carregará a bateria rapidamente com armazenamento de energia extra. Podemos usar este sistema em pequenos projetos como baterias de 6V e painéis fotovoltaicos para sistemas de 12V ou aplicações residenciais como 24V ou 48V e assim por diante.

Suponha que temos os seguintes dispositivos classificados.

• 4 Nºs de painéis solares, cada um com 12 V, 150 W, 12,5 A
• 4 Nºs de baterias, cada uma com 12V, 100Ah

Precisamos conectá-los para um sistema eficiente de energia verde de 24V.

Para fazer isso, conecte os 2 primeiros painéis solares em série e faça o mesmo com os outros dois painéis solares. Em palavras simples. faça dois pares de dois painéis solares conectados em série. Agora, conecte esses dois conjuntos de painéis fotovoltaicos conectados em série em paralelo, conforme mostrado na fig. Faça o mesmo com as baterias para organizar a mesma conexão série-paralelo das baterias. Desta forma, você obterá:

Tensão e corrente em painéis fotovoltaicos conectados em série

Um conjunto de duas séries de painéis solares conectados terá=

12V + 12V =24V

e

12,5A =12,5A

se conectarmos esses pares de séries em paralelo, você terá que obter:

24V =24V (da série anterior (12V + 12V =24V) e agora estão em paralelo)

e

12,5A + 12,5A =25A (da série anterior 12,5A =12,5A e agora estão em paralelo).

Você pode ver que aumentamos a tensão do painel solar de 12V para 24V, bem como a potência de carregamento de 12,5A para 25A.

• Postagem relacionada: Como conectar painéis solares e baterias em paralelo para um sistema de 12V

Tensão e corrente em série conectada em paralelo  Baterias

Da mesma forma, a combinação série-paralelo de baterias teria o mesmo impacto mencionado acima para painéis solares, por exemplo, a voltagem do banco de baterias aumentaria de 12V para 24V e capacidade de armazenamento de 100Ah a 200Ah .

Tensão em um conjunto de duas baterias conectadas em paralelo:

12V =12V =12V

e

12,5A + 12,5A =25A.

Se conectarmos esses dois conjuntos de baterias conectadas em série em paralelo, obteremos;

12V + 12V =24V

e

25A =25A

Você pode ver que alcançamos 24V de 12V e 200Ah de 100Ah de uma só vez e está de acordo com nosso sistema de 24V projetado . Assim, podemos conectá-los através de um controlador de carga solar e conectá-los ao equipamento de carga.

• Post relacionado:Como projetar e instalar um sistema solar fotovoltaico? Com Exemplo Resolvido

Fiação de painéis fotovoltaicos e baterias em combinação série-paralelo para sistema de 24 V

A fiação simples a seguir mostra que quatro painéis solares de 12 V e baterias de 12 V e 100 Ah  estão conectados em uma combinação série-paralelo. Os painéis fotovoltaicos são conectados às baterias e à carga CC por meio de um controlador de carga. A carga de 120V ou 230V AC é conectada através do Inversor. A carga pode ser ligada durante o sol/dia normal e operar através da energia de reserva armazenada nas baterias durante a noite/sombra. Todo este sistema de 24V funcionará automaticamente, pois usamos a fonte de alimentação ininterrupta (UPS) / inversor, ou seja, usamos fiação automática do UPS. Isso significa que não há necessidade de usar comutação automática ou manual adicional ou chave de transferência automática para operação automática.

É bom saber:

• A conexão em série de baterias ou painéis solares aumentará o nível de tensão, por exemplo, dois painéis fotovoltaicos de 12V, 5A ou baterias de 12V e 100A em série fornecerão 24V. Onde a corrente é a mesma em ambos os dispositivos, ou seja, 5A nos painéis e 100Ah nas baterias.
• A conexão paralela de painéis fotovoltaicos e baterias adicionará a classificação atual e ampere-hora da bateria (capacidade de armazenamento), por exemplo. dois painéis fotovoltaicos de 12V e 5A em série fornecerão 12V, 10A. Da mesma forma, duas baterias de 12V e 100Ah em paralelo fornecerão capacidade de armazenamento de 12V e 200Ah. Onde a tensão permanece a mesma em ambos os equipamentos, ou seja, 12V.

Observações importantes:

Certifique-se de que a voltagem da bateria e do painel solar seja a mesma ao conectá-los em série, paralelo ou série-paralelo. Em outras palavras, uma bateria de 6V não deve ser conectada em série/paralelo com baterias de 9V, 12V ou outras de tensão nominal. A mesma regra é aplicável aos painéis solares, por exemplo. não conecte um painel solar de 12V em série/paralelo com o painel fotovoltaico de 6V ou 24V.