При эксплуатации и подборе специализированного оборудования для солнечной электростанции перед пользователями встает проблема выбора правильного и необходимого напряжения для данной системы. Разброс возможного напряжения довольно большой: 12, 24, 48, 96 Вольт. Так какое напряжение можно считать оптимальным для используемой системы солнечной электростанции?

Как правильно выбрать соединение для аккумуляторных батарей

Последовательное или параллельное? Каждый из нас еще в школе на уроках физики изучал возможные виды соединений электрической сети. Но возможно, не все помнят, что в системе аккумуляторные батареи (если их количество два и более) можно соединить двумя способами:

  • Последовательным («плюс» к «плюсу», а «минус» соединяется с «минусом»),

  • Параллельным («плюс» соединяется с «минусом»).

При параллельном соединении общее напряжение всей системы будет равна напряжению одного аккумулятора, в то время как общая емкость будет равна сумме емкостей каждого из участников цепи.

Противоположная ситуация при последовательном соединении аккумуляторов в систему. Общее напряжение равно сумме напряжений каждого из аккумулятора, включенных в цепь, а общая емкость системы равна емкости отдельно взятого аккумулятора.

Используя данную информацию, можем рассчитать, что для итогового системного напряжения 24В необходимо последовательно соединить два аккумулятора с напряжением по 12В. Для того, чтобы в итоге получить напряжение 48В потребуется 4 аккумуляторных батареи и т.д.

Итоговое количество энергии в аккумуляторной батарее рассчитывается путем умножения емкости на напряжение. Как мы видим, энергия батареи аккумуляторов не зависит от того, каким способом аккумуляторы соединены. Что является доказательством основного принципа механики о сохранении энергии во вселенной.

По сравнению с последовательным, параллельное соединение создает более равномерное распределение напряжения для каждого

необслуживаемого аккумулятора

, находящегося в цепи. Это обеспечивает равномерный износ встроенных аккумуляторов и позволяет комбинировать батареи различных типов.

Достоинства и недостатки различного напряжения

Основной недостаток последовательного соединения в электрической цепи заключается в том, что каждый аккумулятор пропускает через себя равный ток.

Если в цепь включены абсолютно идентичные аккумуляторы, то батарея в целом будет максимально сбалансирована, что означает одинаковое напряжение на каждом участке. В реальности сложно добиться совершенной сбалансированности, так как обычно характеристики аккумуляторных батарей, даже выпущенных в одной партии, будут различаться. Для нивелирования данного недостатка применяют различные устройства, например, систему балансировки АКБ (BMS). Использование систем балансировки обязательно при использовании литий-ионных аккумуляторов. Реже применяют их, если в системе присутствуют гелиевые батареи, а при включении в сеть свинцово-кислотных элементов использование балансировки, не является необходимым.

Достоинства системы аккумуляторов с напряжением 12В следующие:

  • Балансировка аккумуляторов по умолчанию.

  • Возможность включать в сеть приборы с напряжением 12В.

  • Необязательное использование инвертора.

К недостаткам систем можно отнести:

  • Ограничение подключения к цепи мощной нагрузки вследствие низкого напряжения и довольно высокой силы тока.

  • Высокая стоимость контроллера заряда солнечных батарей. Так как номинальный ток системы должен быть увеличен в 2-4 раза.

Для подпитки низковольтной нагрузки систем аккумуляторов с напряжением больше 12В можно использовать конвертор DС-DС.

Резюмируя можно сказать, что системы аккумуляторов с мощностью 12В является оптимальным решением для маломощных систем. При использовании солнечных батарей с повышенной мощностью следует сделать выбор в пользу с напряжением 24-48В.