Alternative Energie Tutorials
Anschließen von Batterien für mehr Batteriespeicher
Die meisten alternativen Energieerzeugungssysteme lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: a „netzgebundenes System“ und ein „netzunabhängiges System“. Netzgebundene Systeme werden so genannt, weil sie direkt an das Stromnetz angeschlossen sind. Wenn das Stromerzeugungsgerät, Sonnenkollektoren, Windturbinen, Wasserkraftgeneratoren usw. mehr Strom produzieren als benötigt, wird der Überschuss in das Netz eingespeist.
Es sind aber auch netzgebundene Systeme mit Batterieunterstützung (Hybridsysteme) möglich. Batteriebasierte netzgekoppelte Systeme erfordern einen anderen Wechselrichtertyp und einen Laderegler, um den Stromfluss in und aus der Batteriebank zu überwachen.
Off-Grid- oder Standalone-Systeme verwenden Batterien, um ihre Elektrizität zu speichern Energie. 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 netzunabhängiges System zu installieren, als die Kosten für die Verlängerung der Stromleitungen und Kabel durch das örtliche Elektrizitätsunternehmen direkt zum Haus zu tragen.
Alle eigenständigen und batteriegepufferten alternativen Energiesysteme, ob Wind-, Solar- oder Wasserkraft, erfordern eine Art Batteriespeicher, daher ist es wichtig, dass die Batterien richtig miteinander verbunden werden. Ein elektrischer Generator lädt die Batterien auf, normalerweise bei Tageslicht für Sonnenenergie, und die Batterien liefern den Strom, wenn er benötigt wird, oft nachts und bei bewölktem Wetter. Daher ist das Anschließen von Batterien zur Speicherung dieser freien Sonnenenergie ein wichtiger Bestandteil jeder Nebenleistung Netzerneuerbares System.
Die beiden heute am häufigsten verwendeten Arten von wiederaufladbaren Batterien sind Blei-Säure und Alkali. Blei-Säure-Batterien haben Platten aus Blei, die mit anderen Materialien gemischt und in eine Schwefelsäure-Elektrolytlösung getaucht sind. Die Blei-Säure-Batterie ist ein wesentlicher Bestandteil jedes netzunabhängigen elektrischen Systems für alternative Energien, und die grundlegende Blei-Säure-Technologie hat sich seit ihrer Erfindung nicht geändert.
Blei-Säure-Batterien sind beim Laden erneuerbarer Energien am häufigsten Systeme, weil ihre anfänglichen Kosten niedriger sind und weil sie fast überall auf der Welt verfügbar sind. Blei-Säure-Batterien mit tiefem Zyklus werden als Sekundärbatterien bezeichnet, da sie durch Anlegen von Strom aufgeladen werden können. Eine Primärbatterie ist eine Batterie, die nicht wiederaufladbar ist. Alle Tiefzyklusbatterien sind daher Sekundärbatterien.
Tiefzyklusbatterien sind eine Form von Blei-Säure-Batterien, die speziell entwickelt wurden, um über einen langen Zeitraum einen konstanten Strom bereitzustellen. Es gibt viele verschiedene Größen und Ausführungen von Blei-Säure-Batterien mit tiefem Zyklus, die alle so ausgelegt sind, dass sie wiederholt um bis zu 80% ihrer Kapazität entladen werden. Daher sind sie eine gute Wahl für netzferne Systeme. Obwohl sie für tiefe Zyklen ausgelegt sind, haben diese Batterien eine längere Lebensdauer, wenn die Zyklen flacher sind.
Anschließen von Deep Cycle-Batterien
Batterien werden im Allgemeinen zur Herstellung verdrahtet oder miteinander verbunden eine bestimmte Spannung und Ampere-Stunden-Speicherkapazität. Die Batterien kleiner Systeme für erneuerbare Energien, beispielsweise solche, die zum Antrieb von Kabinen, Wohnmobilen und Booten usw. verwendet werden, sind normalerweise zur Erzeugung von 12-Volt-Strom verdrahtet. Off-Grid-Systeme zur Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen usw. werden normalerweise zur Erzeugung von 24- oder 48-Volt-Gleichstrom verdrahtet. Dieser Niederspannungs-Gleichstrom kann auch durch einen Wechselrichter in Netzwechselstrom 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 Tiefzyklusbatterie miteinander verbunden ist, hat die resultierende Batteriebank im Vergleich zu entweder eine andere Spannung oder eine andere Amperestundenkapazität (oder beides) eine einzelne Batterie. Batterien können entweder in Reihen- oder Parallelkombination oder in beiden miteinander verdrahtet oder verbunden werden, um die Spannungs- oder Stromkapazität der Batteriebank zu erhöhen. Das Zusammenfügen von Batterien ermöglicht dann mehr Batteriespeicher.
In Reihe geschaltete Batterien
Eine Batteriebank wird aufgebaut, indem zwei oder mehr Tiefzyklusbatterien miteinander verbunden werden. Batteriebänke aus in Reihe geschalteten Batterien haben die gleiche Stromkapazität wie die einzelnen Batterien, die Spannung wird jedoch mit der Anzahl der Batterien in der Reihenfolge multipliziert.
In einer in Reihe geschalteten Batteriebank ist der Pluspol einer Batterie mit dem Minuspol der nächsten verbunden und so weiter. Das Zusammenschalten von Batterien in einer Reihenschaltung bedeutet eine höhere Spannung bei gleichem Strom.
Parallel geschaltete Batterien
Batteriebänke aus parallel geschalteten Tiefzyklusbatterien haben dieselbe Spannung wie die einzelnen Batterien, aber die Stromkapazität wird 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 parallele Anschließen von Batterien bedeutet einen höheren Strom bei gleicher Klemmenspannung.
Serien- und Parallelkombinationen von Batterien innerhalb einer Batteriebank erhöhen sowohl die Spannung basierend auf der Anzahl der Batterien in den Reihenketten als auch der Stromkapazität basierend auf der Anzahl der parallel geschalteten Serienzeichenfolgen. Das Anschließen von Batterien in Reihen- und Parallelkombinationen ermöglicht mehr Batteriespeicher 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 Serien- und Parallelbatterien Verbindungen erzeugen ein Array von 12 Volt.
Anschließen von Batterien für 24-Volt-Verkabelung
Alle Kombinationen von Serien- und Parallelbatterieanschlüssen erzeugen ein Array von 24 Volt.
Anschließen von Batterien für 48-Volt-Verkabelung
Schließlich erzeugen diese Kombinationen von Serien- und Parallelbatterieanschlüssen ein Array von 48 Volt.
Im netzunabhängigen Stand- allein alternative Energiesysteme, die von den Gattungen erzeugte elektrische Energie Das Gerät kann nicht immer verwendet werden, wenn es hergestellt wird. Da der Energiebedarf nicht immer mit seiner Produktion übereinstimmt, werden elektrische Speicherbatterien üblicherweise in vielen netzunabhängigen und netzgebundenen Systemen verwendet.
Auswahl der Batteriebankspannung, entweder 12, 24 oder 48 Volt Dies hängt häufig von den Anforderungen an die Lastspannung des Systems, der erforderlichen Speicherkapazität und dem verfügbaren Batterietyp ab. Bei größeren Lasten ist es manchmal besser, Tiefzyklusbatterien miteinander zu verbinden, um höhere Spannungen zu erzeugen, um die Systemströme zu senken.
Beispielsweise verbraucht eine 240-Watt-Gleichstromlast, die mit einer 12-Volt-Batterie betrieben wird, etwa 20 Ampere , wo eine 240-Watt-Gleichstromlast, die mit einer 48-Volt-Batterie betrieben wird, nur 5 Ampere verbraucht, ein Viertel des Stroms. Dieser geringere Systemstrom hat viele Vorteile, da die Größe der verwendeten Kabel, Trennschalter und Sicherungen reduziert wird, wodurch Sie Geld sparen.
Ein letzter Sicherheitspunkt beim Anschließen von Blei-Säure-Batterien. Blei-Säure-Tiefzyklusbatterien sind der gefährlichste Teil jeder Solar- oder Windkraftanlage. Beim Umgang mit Blei-Säure-Batterien und Elektrolyt müssen Handschuhe, Augenschutz wie Schutzbrillen und Masken sowie alte Kleidung getragen werden, da „Batteriesäure“ Haut und Augen verbrennt und reizt.
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