¿Cómo cablear paneles solares y baterías en una conexión en serie-paralelo?

Conexión de baterías y panel solar en configuración serie-paralelo

Puede pensar cuál es el propósito de esta extraña combinación de conexión en serie y en paralelo de paneles solares y baterías en lugar de una configuración simple en serie o en paralelo. Bueno, depende de las necesidades del sistema, es decir, aumentar tanto el voltaje de carga como la capacidad de almacenamiento de la batería en amperios por hora (Ah) conectando el panel solar y las baterías en combinación en serie/paralelo según los requisitos del sistema.

Este diseño único es necesario cuando tanto la energía de carga como la de almacenamiento necesitan aumentar usando paneles solares y baterías. Esto se debe a que las corrientes se suman en la conexión en paralelo y el voltaje se suma en la conexión en serie. En otras palabras, la corriente permanece igual en la conexión en serie, mientras que el voltaje permanece igual en la conexión en paralelo. De esta manera, obtenemos las ventajas de las conexiones en serie y en paralelo al conectar el panel fotovoltaico y las baterías en una combinación de configuración en serie-paralelo. Veamos cómo lo hacemos.

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Serie de paneles solares conectados y Baterías

Podemos conectar dos paneles solares o baterías conectando su Terminal Negativo “-” al Terminal Positivo “+” y viceversa. De esta forma, dos paneles solares de 6V (o 12 o 24V) 150W, 12,5A y baterías de 12V, 100Ah conectadas en serie tendrían los siguientes valores.

Corrientes:

Yo₁ =yo₂ ….. =Yo_n

es decir, la corriente es la misma en cada rama

12,5 amperios =12,5 amperios

Del mismo modo,

Corriente en las baterías conectadas en serie

100Ah =100Ah

Voltaje:

Como el voltaje es aditivo en la conexión en paralelo, de esta manera,

V₁  + V₂ …… + Vn

es decir, el voltaje se sumará en la conexión en paralelo. (supongamos que tenemos paneles fotovoltaicos de 12 V y baterías).

12V + 12V =24V.

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Paneles fotovoltaicos y baterías en paralelo:

Se puede conectar un panel solar o una batería en paralelo conectando el terminal negativo "-" del primero al terminal negativo "-" del segundo y al terminal positivo "+" del segundo al terminal positivo “+” del primero. En palabras simples, los terminales similares están conectados por cables de puente. De esta forma, dos paneles solares de 6V (o 12 o 24V) 150W, 12,5A y baterías de 12V, 100Ah conectadas en paralelo tendrían las siguientes cantidades.

Actual

Corriente del panel solar al controlador de carga:

Yo₁ + yo₂ ….. + Yo_n

es decir,

12,5 amperios + 12,5 amperios =25A

Del mismo modo, la capacidad Ah de las baterías en serie tendría:

100Ah + 100Ah =200Ah .

Voltaje

El voltaje del panel solar y las baterías permanece igual en la conexión en paralelo:

V₁ =V₂ …… =V_n

es decir, el voltaje sigue siendo el mismo tanto para los paneles fotovoltaicos como para las baterías.

12V =12V .

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Paneles fotovoltaicos y baterías en combinación serie-paralelo:

La siguiente parte es interesante, en la que utilizaremos la máxima eficiencia de los paneles solares y las baterías de 12 V colocándolos en una combinación en serie y paralelo para aumentar tanto la potencia de carga de los paneles solares como el almacenamiento. capacidad de las baterías. De esta manera, cuanto más poder se cargará la batería rápidamente con almacenamiento de energía adicional. Podemos usar este sistema en proyectos pequeños como baterías de 6 V y paneles fotovoltaicos para sistemas de 12 V o aplicaciones residenciales como 24 V o 48 V, etc.

Supongamos que tenemos los siguientes dispositivos clasificados.

• 4 números de paneles solares, cada uno con 12 V, 150 W, 12,5 A
• 4 números de baterías, cada una con 12 V, 100 Ah

Necesitamos conectarlos para un sistema eficiente de energía verde de 24 V.

Para hacer esto, conecte los primeros 2 paneles solares en serie y haga lo mismo con los otros dos paneles solares. En palabras simples. hacer dos pares de dos paneles solares conectados en serie. Ahora, conecte estos dos conjuntos de paneles fotovoltaicos conectados en serie en paralelo como se muestra en la siguiente fig. Haga lo mismo con las baterías para organizar la misma conexión en serie-paralelo de baterías. De esta manera, obtendrás:

Voltaje y corriente en paneles fotovoltaicos conectados en serie en paralelo

Un conjunto de dos paneles solares conectados en serie tendrá=

12V + 12V =24V

y

12,5A =12,5A

si conectamos estos pares de series en paralelo, tendrás que obtener:

24V =24V (de la serie anterior (12V + 12V =24V) y ahora van en paralelo)

y 

12,5A + 12,5A =25A (de la serie anterior 12.5A =12.5A y ahora van en paralelo).

Puedes ver que hemos aumentado el voltaje del panel solar de 12 V a 24 V, así como la potencia de carga de 12,5 A a 25 A.

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Tensión y corriente en serie conectada en paralelo  Baterías

Del mismo modo, la combinación de baterías en serie y en paralelo tendría el mismo impacto que se mencionó anteriormente para los paneles solares, p. el banco de baterías voltaje aumentaría de 12V a 24V y capacidad de almacenamiento de 100Ah a 200Ah .

Tensión en un conjunto de dos baterías conectadas en paralelo:

12V =12V =12V

y

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

Si conectamos estos dos conjuntos de baterías conectadas en serie en paralelo, obtendremos;

12V + 12V =24V

y

25A =25A

Puedes ver que logramos 24V de 12V y 200Ah desde 100Ah a la vez y está de acuerdo con nuestro sistema de 24 V diseñado . Entonces podemos cablearlos a través de un controlador de carga solar y conectarlos al equipo de carga.

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Cableado de paneles fotovoltaicos y baterías en combinación serie-paralelo para sistema de 24 V

El siguiente cableado simple muestra que cuatro paneles solares de 12 V y baterías de 12 V y 100 Ah están conectados en una combinación de serie y paralelo. Los paneles fotovoltaicos están conectados a las baterías y la carga de CC a través de un controlador de carga. La carga de 120 V o 230 V CA se conecta a través del inversor. La carga se puede encender durante el día/luz solar normal y operar a través de la energía de respaldo almacenada en las baterías durante la sombra/la noche. Todo este sistema de 24 V funcionará automáticamente ya que hemos utilizado el sistema de alimentación ininterrumpida (UPS)/inversor, es decir, hemos utilizado el cableado automático del UPS. Significa que no es necesario utilizar un cambio automático o manual adicional ni un interruptor de transferencia automática para el funcionamiento automático.

Es bueno saberlo:

• La conexión en serie de baterías o paneles solares aumentará el nivel de voltaje, por ejemplo, dos paneles fotovoltaicos de 12 V, 5 A o una batería de 12 V, 100 A en serie proporcionarán 24 V. Donde la corriente es la misma en ambos dispositivos, es decir, 5 A en paneles y 100 Ah en baterías.
• La conexión en paralelo de los paneles fotovoltaicos y las baterías sumará la corriente y la clasificación de amperios hora de la batería (capacidad de almacenamiento), p. dos paneles fotovoltaicos de 12 V, 5 A en serie proporcionarán 12 V, 10 A. Del mismo modo, dos baterías de 12 V y 100 Ah en paralelo proporcionarán una capacidad de almacenamiento de 12 V y 200 Ah. Donde el voltaje sigue siendo el mismo en ambos equipos, es decir, 12 V.

Notas importantes:

Asegúrese de que la clasificación de voltaje de la batería y del panel solar sea la misma al conectarlos en serie, paralelo o serie-paralelo. En otras palabras, una batería de 6 V no debe conectarse en serie/paralelo con baterías de 9 V, 12 V u otras baterías de voltaje nominal. La misma regla se aplica a los paneles solares, p. no conecte un panel solar de 12 V en serie/paralelo con un panel fotovoltaico de 6 V o 24 V.