Povezivanjem više ćelija u seriju, baterije postižu željeni radni napon pri čemu svaka ćelija doprinosi svom naponskom potencijalu kako bi se dobio ukupan napon na terminalima. Paralelno spajanje omogućuje povećanje kapaciteta zbrajanjem ukupnog broja amper-sati (Ah). Velika većina kemijskih sklopova baterija pogodna je za serijsko i paralelno povezivanje. Ključno je koristiti iste tipove baterija s jednakim naponom i kapacitetom (Ah), te izbjegavati miješanje različitih proizvođača i veličina. Slabija ćelija može uzrokovati neravnotežu u sustavu, što je posebno kritično u serijskoj konfiguraciji, jer ukupna učinkovitost baterije ovisi o najslabijoj ćeliji u nizu.

Serijski spoj

Serijski spojevi uključuju povezivanje dviju ili više baterija kako bi se povećao napon baterijskog sustava, dok kapacitet u amper-satima ostaje isti. Važno je napomenuti da svaka baterija u serijskom spoju mora imati isti napon i kapacitet kako bi se izbjegla oštećenja.

Za serijsko povezivanje baterija, spojite pozitivni pol jedne baterije s negativnim polom druge, te nastavite ovaj postupak dok se ne postigne željeni napon. Prilikom punjenja baterija u seriji, potrebno je koristiti punjač koji odgovara ukupnom naponu sustava. Preporučuje se punjenje svake baterije pojedinačno, koristeći više punjača, kako bi se izbjegla neravnoteža među baterijama.

Na donjoj slici nalaze se dvije baterije od 12 V spojene u seriju što ovu bateriju pretvara u sustav od 24 V. Također možete vidjeti da sustav baterija još uvijek ima ocjenu ukupnog kapaciteta od 100 Ah.

Paralelni spoj

Paralelne veze uključuju povezivanje dviju ili više baterija kako bi se povećao kapacitet u amper-satima, dok napon ostaje isti. Za paralelno povezivanje baterija, pozitivne polove spojite zajedno pomoću kabela, a negativne polove povežite drugim kabelom sve dok ne postignete željeni kapacitet.

Paralelna veza ne povećava izlazni napon, već produžuje vrijeme rada opreme napajane baterijama. Važno je napomenuti da punjenje paralelno povezanih baterija može zahtijevati duže vrijeme zbog povećanog kapaciteta u amper-satima.

U donjem primjeru imamo dvije baterije od 12 V, ali vidite da se amper-sati povećavaju na 200 Ah.

Serijski spoj – prednosti i nedostaci

Prednosti serijskog spajanja baterija uključuju:

• Povećanje ukupnog napona kruga, što je korisno kada je potrebno napajati uređaje koji zahtijevaju viši napon.
• Ravnomjerna distribucija opterećenja preko baterija smanjuje opterećenje pojedinačnih baterija, što može poboljšati ukupnu učinkovitost sustava.
• Povećana sposobnost sustava za pohranu energije kada su baterije spojene u seriju, što je korisno u situacijama gdje je potrebno kontinuirano napajanje, primjerice u udaljenim područjima s ograničenim izvorima energije.
• Serijsko spajanje baterija je jednostavno za postavljanje i ne zahtijeva složene postupke ožičenja ili instalacije, što dovodi do manjih troškova za žice u usporedbi s paralelnim vezama.

Nedostaci serijskog spajanja baterija uključuju:

• Serijsko spajanje baterija može skratiti njihov ukupni vijek trajanja jer se baterije ne prazne ravnomjerno, što može dovesti do bržeg istrošenja nekih baterija u odnosu na druge.
• Kvar jedne baterije u serijskom nizu može uzrokovati prekid rada cijelog sustava, što je posebno problematično u situacijama gdje je pouzdano napajanje ključno.
• Serijsko spajanje baterija zahtijeva dodatno ožičenje i komponente koje mogu povećati složenost instalacije i održavanja sustava.
• Ako je jedna baterija u seriji slabija od ostalih, može doći do prenapunjavanja ili prenapuštanja, što može skratiti njezin životni vijek i negativno utjecati na ukupnu izvedbu sustava.
• Često je potrebno koristiti vanjske uređaje za balansiranje punjenja i pražnjenja, kao što su balanseri baterija.

Paralelni spoj – prednosti i nedostaci

Prednosti paralelnog spajanja baterija uključuju:

• Sve baterije u paralelnoj vezi primaju isti napon, što smanjuje rizik od pojave neravnoteže u punjenju, odnosno prenapunjavanja ili premalog napunjavanja jedne baterije u odnosu na druge.
• Ako jedna baterija u paralelnoj vezi prestane raditi, ostale baterije nastavljaju s radom, čime se smanjuje rizik od kvara cijelog sustava.
• Povećava ukupnu izlaznu snagu sustava, što je korisno kada je potrebno napajati uređaje s visokim zahtjevima za snagom.

Nedostaci paralelnog spajanja baterija uključuju:

• Paralelno povezivanje baterija može biti skuplje jer zahtijeva dodatno ožičenje i komponente.
• Ako se jedna baterija u paralelnoj vezi pregrije, to može uzrokovati zagrijavanje i drugih baterija, što potencijalno može dovesti do situacije toplinskog odlaska i oštećenja baterija i cijelog sustava.
• Za razliku od serijskog spajanja, paralelno povezivanje baterija ne značajno povećava kapacitet pohrane energije u sustavu.
• Kada su baterije spojene paralelno, moguće su razlike u izlaznom naponu i struji pojedinačnih baterija, što može utjecati na ukupnu učinkovitost sustava.

Koliko baterija možete povezati u serijski spoj?

Ovisno o naponu svake baterije i zahtjevima napona uređaja ili sustava koji ih koristi, određuje se maksimalni broj baterija koje se mogu spojiti u seriju.

Važno je napomenuti da postoji ograničenje za broj baterija koje se mogu spojiti u seriju. Prekoračenje ovog limita može rezultirati previsokim naponom i potencijalnim oštećenjem uređaja ili sustava. Za litij-ionske baterije od 12 V, preporučeno je ograničiti broj baterija u seriji na četiri. Treba imati na umu da litij-ionske baterije s ugrađenim upravljačkim sustavom baterije (BMS) nisu namijenjene za serijsko spajanje.

Koliko baterija možete povezati u paralelni spoj?

Broj solarnih baterija koje se mogu spojiti paralelno ovisi o raznim faktorima, uključujući vrstu baterija, njihov kapacitet i zahtjeve specifične primjene. Općenito, moguće je paralelno spojiti do osam solarnih baterija, bez obzira na to jesu li litijske ili olovne baterije. Važno je imati na umu da prevelik broj baterija spojenih paralelno može rezultirati neujednačenim brzinama punjenja i pražnjenja, povećanim rizikom od preopterećenja te kraćim ukupnim životnim vijekom baterija.

Stoga se preporučuje savjetovanje s kvalificiranim inženjerom ili električarom kako bi se optimalno dizajnirao baterijski sustav koji odgovara vašim specifičnim potrebama. Veće grupe baterija obično zahtijevaju više održavanja i imaju veće početne troškove, ali dugoročno mogu osigurati dulje razdoblje rezervnog napajanja i bolju energetsku učinkovitost. Stoga je važno pažljivo planirati ukupni kapacitet baterijskog sustava kako bi se osiguralo da je adekvatan za vaše specifične zahtjeve.

Je li moguće spojiti baterije istovremeno u seriju i paralelno, i kako to učiniti?

Da, moguće je spojiti baterije istovremeno u seriju i paralelno. Ova kombinacija se naziva serijsko-paralelna konfiguracija baterija i koristi se za postizanje željenog napona i kapaciteta baterijskog sustava prema specifičnim zahtjevima.

Serijsko-paralelni spoj baterija je način povezivanja baterija istovremeno u seriju i paralelno radi stvaranja veće grupe baterija s povećanim kapacitetom i naponom, prilagođenih specifičnim zahtjevima aplikacije.

Za stvaranje serijsko-paralelne veze, baterije se najprije spajaju u parovima paralelno kako bi se povećao ukupni kapacitet baterijskog sklopa. Pozitivni terminali svake baterije se spoje zajedno, kao i negativni terminali. Broj baterija u paralelnim grupama određuje se prema potrebnom kapacitetu aplikacije.

Nakon toga, paralelno spojite svaku grupu baterija kako biste postigli željeni napon. To se postiže spajanjem pozitivnog terminala prvog paralelnog sklopa s negativnim terminalom drugog paralelnog sklopa, i tako dalje, dok ne postignete traženi napon. Posljednji pozitivni i negativni terminali koriste se za spajanje baterijskog sklopa s opterećenjem.

Primjerice, za stvaranje baterijskog sklopa od 48 volti s povećanim kapacitetom, možete paralelno spojiti četiri baterije od 12 volti, svaka s kapacitetom od 100 amper-sati, kako biste dobili ukupan kapacitet od 400 amper-sati. Zatim spojite dva od ovih paralelnih sklopova u seriju kako biste postigli konačni napon od 48 volti.

Važno je osigurati da su sve baterije koje se koriste u serijsko-paralelnoj konfiguraciji istog tipa, s istim kapacitetom i naponom te da su pravilno uravnotežene kako bi se izbjeglo prekomjerno punjenje ili pražnjenje pojedinačnih baterija.

Napomena: Obično se preporučuje da se serijsko povezivanje baterija obavi prije paralelnog spajanja radi bolje sigurnosti i učinkovitosti sustava, iako je moguće i obrnuto.

Povećava li snagu baterije serijski ili paralelni spoj?

Serijsko ili paralelno spajanje baterija ne povećava nužno snagu, već utječe na napon i struju baterijskog sustava.

Serijskim spajanjem baterija povećava se napon, dok se paralelnim spajanjem povećava struja ili kapacitet izražen u amper satima. Ukupna izlazna snaga serijske ili paralelne kombinacije baterija ovisi o naponu i kapacitetu.

U određenim slučajevima, koristi se serijsko-paralelni spoj baterija kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi za naponom i kapacitetom.

Bitno je imati na umu da baterije imaju ograničenu izlaznu snagu koja je određena njihovim kemijskim sastavom, veličinom i drugim faktorima. Stoga je ključno odabrati prikladnu bateriju i konfiguraciju za specifičnu aplikaciju kako bi se osigurale optimalne performanse.

Kakve posljedice nastaju ako baterije nisu pravilno spojene?

Nepravilno spajanje baterija može uzrokovati razne probleme, uključujući smanjenje performansi i učinkovitosti te potencijalno opasne situacije.

Evo nekoliko potencijalnih posljedica neispravnog spajanja baterija:

• Jedna ili više baterija može se brže isprazniti u odnosu na druge ako veze nisu uravnotežene, što dovodi do smanjenja ukupnog kapaciteta baterijskog sustava.
• Loši spojevi mogu uzrokovati pregrijavanje baterija, što može rezultirati unutarnjim oštećenjem i skraćenjem njihovog životnog vijeka.
• Neispravno spajanje terminala baterija može dovesti do kratkog spoja koji može oštetiti baterije, druge komponente ili čak izazvati požar.
• Nesavršeni spojevi mogu uzrokovati padove napona i povećane otpore, što smanjuje sposobnost baterijskog sustava da isporučuje potrebnu energiju.
• Posebno u aplikacijama s visokim zahtjevima za strujom ili naponom, postoji rizik od električnog udara, požara ili čak eksplozije ako baterije nisu pravilno spojene.

Važno je pažljivo planirati i izvesti spojeve baterija kako bi se osigurala sigurnost, pouzdanost i dugotrajnost cijelog energetskog sustava.

Zaključak

Pravilno spajanje baterija igra ključnu ulogu u osiguravanju optimalne performanse, sigurnosti i dugotrajnosti baterijskih sustava. Nepravilno spajanje može imati ozbiljne posljedice koje uključuju smanjenje ukupnog kapaciteta baterijskog sklopa, moguće pregrijavanje baterija što dovodi do unutarnjih oštećenja i skraćenja njihovog životnog vijeka te potencijalno opasne situacije kao što su kratki spojevi ili čak požari.

Stoga je od izuzetne važnosti pažljivo planirati i izvesti sve spojeve baterija u skladu s preporukama proizvođača i stručnih smjernica. To uključuje odabir baterija istog tipa, sličnog kapaciteta i napona te pravilno balansiranje napona i struje kroz baterijski sustav. Također je važno osigurati da su spojevi sigurni i stabilni kako bi se minimizirali rizici od neželjenih događaja i osigurala pouzdana radna okolina za sve aplikacije koje koriste baterijsku energiju.