Comment câbler des panneaux solaires et des batteries en connexion série-parallèle ?

Câblage des batteries et du panneau solaire en configuration série-parallèle

Vous pensez peut-être quel est le but de cette étrange combinaison de connexion en série et en parallèle des panneaux solaires et des batteries au lieu d'une simple configuration en série ou en parallèle. Eh bien, cela dépend des besoins du système, c'est-à-dire d'augmenter à la fois la tension de charge et la capacité de stockage de la batterie en ampères-heure (Ah) en connectant le panneau solaire et les batteries en série/parallèle en fonction des exigences du système.

Cette conception unique est nécessaire lorsque l'énergie de charge et de stockage doit augmenter à l'aide de panneaux solaires et de batteries. Cela est dû aux courants qui s'additionnent dans une connexion en parallèle et à la tension qui s'additionne dans une connexion en série. En d'autres termes, le courant reste le même en connexion série tandis que la tension reste la même en connexion parallèle. De cette façon, nous obtenons les avantages des connexions en série et en parallèle en connectant le panneau PV et les batteries en combinaison de configuration série-parallèle. Voyons comment nous procédons.

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Panneaux solaires connectés en série et Piles

Nous pouvons connecter deux panneaux solaires ou batteries en connectant leur borne négative "-" à la borne positive "+" et vice versa. Ainsi, deux panneaux solaires 6 V (ou 12 ou 24 V) 150 W, 12,5 A et des batteries 12 V, 100 Ah connectés en série auraient les valeurs suivantes :

Courants :

I₁ =I₂ ….. =Je_n

c'est-à-dire le courant est le même dans chaque succursale

12,5 Amp =12,5 Amp

De même,

Courant dans les batteries connectées en série

100 Ah =100 Ah

Tension :

Comme la tension s'additionne dans une connexion parallèle, de cette façon,

V₁  + V₂ …… + Vn

c'est-à-dire la tension s'additionnera en connexion parallèle. (supposons que nous ayons des panneaux PV 12 V et des batteries).

12 V + 12 V =24 V.

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Panneaux photovoltaïques et batteries en parallèle :

Un panneau solaire ou une batterie peut être connecté en parallèle en connectant la borne négative "-" du premier à la borne négative "-" du second et la borne positive "+" du second à la borne positive "+" du premier. En termes simples, des bornes similaires sont connectées par des fils de liaison. De cette façon, deux panneaux solaires 6V (ou 12 ou 24V) 150W, 12,5A et des batteries 12V, 100Ah connectés en parallèle auraient les quantités suivantes.

Actuel

Courant du panneau solaire au contrôleur de charge :

I₁ + I₂ ….. + I_n

c'est-à-dire

12,5 Amp + 12,5 Amp =25 A

De même, la capacité en Ah des batteries en série aurait :

100 Ah + 100 Ah =200 Ah .

Tension

La tension du panneau solaire et des batteries reste la même en connexion parallèle :

V₁ =V₂ …… =V_n

c'est-à-dire la tension reste la même pour les panneaux photovoltaïques et les batteries.

12 V =12 V .

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Panneaux photovoltaïques et batteries en combinaison série-parallèle :

La partie suivante est intéressante où nous utiliserons l'efficacité maximale des panneaux solaires et des batteries 12 V en les disposant en combinaison série-parallèle pour augmenter à la fois la puissance de charge des panneaux solaires et le stockage capacité des piles. De cette façon, plus la puissance sera élevée, plus la batterie sera chargée rapidement avec un stockage d'énergie supplémentaire. Nous pouvons utiliser ce système dans de petits projets comme des batteries 6V et des panneaux photovoltaïques pour des systèmes 12V ou des applications résidentielles comme 24V ou 48V et ainsi de suite.

Supposons que nous ayons les appareils notés suivants.

• 4 nombres de panneaux solaires ayant chacun 12 V, 150 W, 12,5 A
• 4 nombres de batteries ayant chacune 12 V, 100 Ah

Nous devons les connecter pour un système d'énergie verte 24 V efficace.

Pour ce faire, connectez les 2 premiers panneaux solaires en série et faites de même pour les deux autres panneaux solaires. En mots simples. faire deux paires de deux panneaux solaires connectés en série. Maintenant, connectez ces deux ensembles de panneaux PV connectés en série en parallèle comme indiqué dans la fig. Faites de même pour les batteries afin d'organiser la même connexion série-parallèle des batteries. De cette façon, vous obtiendrez :

Tension et courant dans les panneaux photovoltaïques connectés en parallèle en série

Un ensemble de deux panneaux solaires connectés en série aura=

12 V + 12 V =24 V

et

12,5 A =12,5 A

si nous connectons ces paires de séries en parallèle, vous devrez obtenir :

24 V =24 V (des séries précédentes (12V + 12V =24V) et maintenant ils sont en parallèle)

et 

12,5 A + 12,5 A =25 A (de la série précédente 12.5A =12.5A et maintenant ils sont en parallèle).

Vous pouvez voir que nous avons augmenté la tension du panneau solaire de 12 V à 24 V ainsi que la puissance de charge de 12,5 A à 25 A.

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Tension et courant en série connectés en parallèle  Piles

De même, la combinaison série-parallèle de batteries aurait le même impact que celui mentionné ci-dessus pour les panneaux solaires, par ex. la tension du banc de batteries passerait de 12 V à 24 V et capacité de stockage de 100Ah à 200Ah .

Tension dans un ensemble de deux batteries connectées en parallèle :

12 V =12 V =12 V

et

12,5 A + 12,5 A =25 A.

Si nous connectons ces deux ensembles de batteries connectées en série en parallèle, nous obtiendrons ;

12 V + 12 V =24 V

et

25A =25A

Vous pouvez voir que nous avons atteint 24 V à partir de 12 V et 200Ah à partir de 100Ah à la fois et c'est selon notre système 24V conçu . Nous pouvons donc les câbler via un contrôleur de charge solaire et les connecter à l'équipement de charge.

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Câblage des panneaux photovoltaïques et des batteries en combinaison série-parallèle pour système 24 V

Le câblage simple suivant montre que quatre panneaux solaires 12 V et des batteries 12 V, 100 Ah sont connectés en série-parallèle. Les panneaux photovoltaïques sont connectés aux batteries et à la charge CC via un contrôleur de charge. La charge 120V ou 230V AC est connectée via l'onduleur. La charge peut être alimentée pendant la journée/ensoleillement normal et fonctionner via une alimentation de secours stockée dans les batteries pendant l'ombrage/la nuit. Tout ce système 24V fonctionnera automatiquement car nous avons utilisé l'alimentation sans coupure (UPS) / onduleur, c'est-à-dire que nous avons utilisé le câblage automatique de l'UPS. Cela signifie qu'il n'est pas nécessaire d'utiliser un changement automatique ou manuel supplémentaire ou un commutateur de transfert automatique pour un fonctionnement automatique.

Bon à savoir :

• La connexion en série de batteries ou de panneaux solaires augmentera le niveau de tension, par exemple deux panneaux photovoltaïques de 12 V, 5 A ou une batterie de 12 V, 100 A en série fourniront 24 V. Où le courant est le même dans les deux appareils, c'est-à-dire 5 A dans les panneaux et 100 Ah dans les batteries.
• La connexion en parallèle des panneaux photovoltaïques et des batteries additionnera le courant et l'ampère-heure de la batterie (capacité de stockage), par ex. deux panneaux photovoltaïques 12V, 5A en série fourniront 12V, 10A. De même, deux batteries 12V, 100Ah en parallèle fourniront une capacité de stockage de 12V, 200Ah. Où la tension reste la même dans les deux équipements, c'est-à-dire 12 V.

Remarques importantes :

Assurez-vous que la tension nominale de la batterie et du panneau solaire est la même lorsque vous les connectez en série, en parallèle ou en série-parallèle. En d'autres termes, une batterie 6V ne doit pas être connectée en série/parallèle avec des batteries 9V, 12V ou autres. La même règle s'applique aux panneaux solaires, par ex. ne pas connecter un panneau solaire 12V en série/parallèle avec un panneau PV 6V ou 24V.