Batterien für mehr Batteriespeicher zusammenschließen

Für netzunabhängige oder netzgekoppelte erneuerbare Energiesysteme, die Batterien als Energiespeicher verwenden, ist das Zusammenschalten von Batterien zur Erzeugung größerer Batteriearrays mit der gewünschten Betriebsspannung oder dem 24-Stunden-Strombedarf ein wichtiger Bestandteil jedes Solarstrom-Energiespeichersystems.

Die meisten alternativen Energieerzeugungssysteme fallen in zwei Hauptkategorien, ein „netzgekoppeltes System“ und ein „netzunabhängiges System“. Netzgekoppelte Systeme werden so genannt, weil sie direkt an das Stromnetz angeschlossen sind und wenn das Stromerzeugungsgerät, Sonnenkollektoren, Windturbinen, Wasserkraftgenerator usw. mehr Strom produziert als benötigt wird, wird der Überschuss in das Netz eingespeist.

Aber auch netzgekoppelte Systeme mit Batterie-Backup (Hybrid-Systeme) sind möglich. Batteriebasierte netzgekoppelte Systeme erfordern einen anderen Wechselrichtertyp sowie einen Batterieladeregler, um den Stromfluss in und aus der Batteriebank zu überwachen.

Off-Grid- oder Inselsysteme verwenden Batterien, um ihre elektrische Energie zu speichern. Off-Grid-Systeme sind ideal für abgelegene ländliche Gebiete und Anwendungen, bei denen der Anschluss an ein Versorgungsnetz entweder unpraktisch oder nicht verfügbar ist. In diesen Fällen ist es kostengünstiger, ein einzelnes eigenständiges netzunabhängiges System zu installieren, als die Kosten für die Verlängerung der Stromleitungen und Kabel durch das örtliche Elektrizitätsunternehmen direkt bis zum Haus zu tragen.

Verbundene Deep-Cycle-Batterien

Alle eigenständigen und batteriebetriebenen alternativen Energiesysteme, ob Wind-, Solar- oder Wasserkraft, benötigen alle eine Form des Batteriespeichers, daher ist es wichtig, dass die Batterien korrekt miteinander verbunden werden.

Ein elektrischer Generator lädt die Batterien auf, normalerweise tagsüber für Solarenergie, und die Batterien liefern den Strom, wenn er benötigt wird, oft nachts und bei bewölktem Wetter. Daher ist das Zusammenschließen von Batterien zum Speichern dieser kostenlosen Sonnenenergie ein wichtiger Bestandteil jeder Off- Netz erneuerbares System.

Die zwei heute am häufigsten verwendeten Arten von wiederaufladbaren Batterien sind Blei-Säure- und Alkali-Batterien. Blei-Säure-Batterien haben Platten aus Blei, gemischt mit anderen Materialien und in eine Schwefelsäure-Elektrolytlösung getaucht. Die Blei-Säure-Batterie ist ein integraler Bestandteil jedes netzunabhängigen Elektrosystems für alternative Energien, und die grundlegende Blei-Säure-Technologie hat sich seit ihrer Erfindung nicht geändert Systeme, weil ihre Anschaffungskosten niedriger sind und weil sie fast überall auf der Welt leicht verfügbar sind. Zyklenfeste Blei-Säure-Batterien werden Sekundärbatterien genannt, da sie durch Anlegen von Strom wieder aufgeladen werden können. Eine Primärbatterie ist eine Batterie, die nicht wiederaufladbar ist. Alle zyklenfesten Batterien sind daher Sekundärbatterien.

Deep-Cycle-Batterien sind eine Form von Blei-Säure-Batterien, die speziell dafür ausgelegt sind, über einen langen Zeitraum einen konstanten Strom zu liefern. Es sind viele verschiedene Größen und Ausführungen von zyklenfesten Blei-Säure-Batterien erhältlich, die alle darauf ausgelegt sind, wiederholt um bis zu 80 % ihrer Kapazität entladen zu werden, sodass sie eine gute Wahl für netzunabhängige Systeme sind. Obwohl sie dafür ausgelegt sind, tiefen Zyklen standzuhalten, haben diese Batterien eine längere Lebensdauer, wenn die Zyklen geringer sind.

Anschließen von tiefenzyklischen Batterien

Batterien sind im Allgemeinen verdrahtet oder miteinander verbunden, um eine bestimmte Spannung und Speicherkapazität in Amperestunden zu erzeugen. Die Batterien kleiner erneuerbarer Energiesysteme, die zum Beispiel zum Antrieb von Hütten, Wohnmobilen und Booten usw. verwendet werden, sind normalerweise so verdrahtet, dass sie 12-Volt-Strom erzeugenOff-Grid-Systeme, die zur Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen usw. verwendet werden, sind normalerweise so verdrahtet, dass sie 24- oder 48-Volt-Gleichstrom erzeugen. Dieser Niederspannungs-Gleichstrom kann auch durch einen Wechselrichter in Netz-Wechselstrom umgewandelt werden, der die Spannung auf 120 Volt oder 240 Volt erhöht, was üblicherweise zur Stromversorgung größerer elektrischer Geräte verwendet wird.

Wenn mehr als eine zyklenfeste Batterie vorhanden ist miteinander verbunden, hat die resultierende Batteriebank im Vergleich zu einer einzelnen Batterie entweder eine andere Spannung oder eine andere Amperestunden-Kapazität (oder beides).

Batterien können entweder in Reihen- oder Parallelkombinationen oder beidem verdrahtet oder miteinander verbunden werden, um die Spannungs- oder Stromkapazität der Batteriebank zu erhöhen. Das Zusammenschließen von Batterien ermöglicht dann mehr Batteriespeicher.

In Reihe geschaltete Batterien

Eine Batteriebank wird aufgebaut, indem zwei oder mehr zyklenfeste Batterien miteinander verbunden werden. Batteriebänke aus in Reihe geschalteten Batterien haben die gleiche Stromkapazität wie die einzelnen Batterien, aber die Spannung wird mit der Anzahl der Batterien im Reihenstrang multipliziert.

Bei einer in Reihe geschalteten Batteriebank das Plus Pol einer Batterie ist mit dem Minuspol der nächsten verbunden und so weiter. Das Zusammenschalten von Batterien in Reihenschaltung bedeutet eine höhere Spannung bei gleichem Strom.

Batterien, die parallel geschaltet sind

Batteriebänke aus parallel geschalteten Deep-Cycle-Batterien haben die gleiche Spannung wie die einzelnen Batterien, jedoch wird die aktuelle Kapazität mit der Anzahl der Batterien multipliziert. In einer parallel geschalteten Batteriebank ist der Pluspol einer Batterie mit dem Pluspol der nächsten verbunden, wobei der Minuspol mit dem Minuspol verbunden ist. Das Zusammenschalten von Batterien in Parallelzweigen bedeutet einen höheren Strom bei gleicher Klemmenspannung.

Reihen- und Parallelkombinationen von Batterien innerhalb einer Batteriebank erhöhen sowohl die Spannung basierend auf der Anzahl von Batterien in den Reihensträngen als auch die Stromkapazität basierend auf der Anzahl von parallel geschalteten Reihensträngen. Das Verbinden von Batterien sowohl in Reihen- als auch in Parallelkombinationen ermöglicht mehr Batteriespeicherung bei einer höheren Spannung.

Sehen wir uns einige Möglichkeiten an, wie wir Batterien miteinander verbinden können, um höhere Spannungen und Stromkonfigurationen zu erzeugen.

Anschließen von Batterien für 12-Volt-Verkabelung

Alle Kombinationen von Reihen- und Parallelbatterieverbindungen erzeugen eine Reihe von 12 Volt.

Batterien miteinander verbinden Für 24-Volt-Verkabelung

Alle Kombinationen von Reihen- und Parallelbatterieverbindungen erzeugen eine Reihe von 24 Volt.

Batterien miteinander verbinden Für 48-Volt-Verkabelung

Schließlich erzeugen diese Kombinationen von Reihen- und Parallelschaltungen von Batterien eine Reihe von 48 Volt.

In netzunabhängigen alternativen Energiesystemen kann die vom Generator erzeugte elektrische Energie nicht immer genutzt werden es wird produziert. Da die Nachfrage nach Energie nicht immer mit ihrer Produktion zusammenfällt, werden häufig elektrische Speicherbatterien in vielen netzunabhängigen und netzgekoppelten Systemen verwendet.

Die Auswahl der Batteriebankspannung, entweder 12, 24 oder 48 Volt, hängt häufig von den Lastspannungsanforderungen des Systems, der erforderlichen Speicherkapazität und dem verfügbaren Batterietyp ab. Für größere Lasten ist es manchmal besser, Deep-Cycle-Batterien zusammenzuschalten, um höhere Spannungen zu erzeugen, um die Systemströme zu senken.

Beispielsweise zieht eine 240-Watt-Gleichstromlast, die mit einer 12-Volt-Batterie betrieben wird, etwa 20 Ampere, wohingegen eine 240-Watt-Gleichstromlast, die mit einer 48-Volt-Batterie betrieben wird, nur 5 Ampere zieht, ein Viertel des Stroms. Dieser niedrigere Systemstrom hat viele Vorteile, da die Größe der verwendeten Verkabelung, Trennschalter und Sicherungen reduziert wird, wodurch Sie Geld sparen.

Ein letzter Sicherheitspunkt zum Verständnis von Batterien und zum Verbinden von Blei-Säure-Batterien für eine größere Energiespeicherung . Bleisäure-Deep-Cycle-Batterien sind der gefährlichste Teil eines jeden Solar- oder Windkraftsystems. Beim Umgang mit Blei-Säure-Batterien und Elektrolyten als “Batteriesäure” sind Handschuhe, Augenschutz wie Schutzbrillen und Masken sowie alte Kleidung zu tragen. beides verbrennt und reizt Haut und Augen.

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