Energia alternativa Tutorial
Collegamento delle batterie insieme per un maggiore stoccaggio della batteria
La maggior parte dei sistemi di generazione di energia alternativa si divide in due categorie principali, a “sistema connesso alla rete” e un “sistema off-grid”. I sistemi connessi alla rete sono così chiamati perché si collegano direttamente alla rete elettrica e se il dispositivo di generazione elettrica, i pannelli solari, le turbine eoliche, il generatore idroelettrico, ecc. Producono più elettricità di quanto sia necessario, l’eccesso viene immesso nella rete.
Ma sono anche possibili sistemi collegati alla rete con batteria di backup (sistemi ibridi). I sistemi a batteria collegati alla rete richiedono un diverso tipo di inverter e un regolatore di carica per monitorare il flusso di elettricità in entrata e in uscita dal banco batterie.
I sistemi off-grid o stand alone utilizzano batterie per immagazzinare i propri energia. I sistemi off-grid sono ideali per aree rurali remote e applicazioni in cui la connessione a una rete elettrica è impraticabile o non disponibile. In questi casi, è più conveniente installare un singolo sistema separato dalla rete piuttosto che pagare i costi per far sì che la compagnia elettrica locale estenda le linee elettriche e i cavi direttamente a casa.
Tutti i sistemi di energia alternativa autonomi e di backup con batteria, siano essi eolici, solari o idroelettrici, richiedono tutti una qualche forma di stoccaggio della batteria, quindi è importante che il collegamento delle batterie sia eseguito correttamente. Un generatore elettrico carica le batterie, di solito durante le ore diurne per il solare e le batterie forniscono l’energia quando è necessario, spesso di notte e durante il tempo nuvoloso, quindi collegare le batterie insieme per immagazzinare questa energia solare gratuita è una parte importante di qualsiasi off- sistema rinnovabile a rete.
I due tipi più comuni di batterie ricaricabili in uso oggi sono al piombo-acido e alcaline. Le batterie al piombo hanno piastre di piombo, mescolate con altri materiali e immerse in una soluzione elettrolitica di acido solforico. La batteria al piombo è parte integrante di qualsiasi sistema elettrico a energia alternativa off-grid e la tecnologia fondamentale al piombo-acido non è cambiata dalla sua invenzione.
Le batterie al piombo-acido sono le più comuni nella ricarica di energia rinnovabile sistemi perché il loro costo iniziale è inferiore e perché sono prontamente disponibili quasi ovunque nel mondo. Le batterie al piombo acido a ciclo profondo sono chiamate batterie secondarie, poiché possono essere ricaricate applicando corrente. Una batteria principale è quella non ricaricabile. Tutte le batterie a ciclo profondo sono, quindi, batterie secondarie.
Le batterie a ciclo profondo sono una forma di batteria al piombo che è appositamente progettata per fornire una corrente costante per un lungo periodo di tempo. Sono disponibili molte diverse dimensioni e design di batterie al piombo-acido a ciclo profondo, tutte progettate per essere scaricate ripetutamente fino all’80% della loro capacità, quindi sono una buona scelta per i sistemi off-grid. Anche se sono progettate per resistere a cicli profondi, queste batterie avranno una vita più lunga se i cicli sono meno profondi.
Collegamento di batterie a ciclo profondo
Le batterie sono generalmente cablate o collegate insieme per produrre una tensione specifica e una capacità di memorizzazione in ampere ora. Le batterie dei piccoli sistemi di energia rinnovabile, ad esempio quelle utilizzate per alimentare cabine, camper e barche, ecc., Sono tipicamente cablate per produrre elettricità a 12 volt. I sistemi off-grid utilizzati per alimentare case e aziende, ecc., Sono generalmente cablati per produrre elettricità a 24 o 48 volt CC. Questa elettricità CC a bassa tensione può anche essere convertita in elettricità CA di rete da un inverter che aumenta la tensione a 120 o 240 volt, comunemente usati per alimentare dispositivi elettrici più grandi.
Quando più di una batteria a ciclo profondo è collegata insieme, il banco di batterie risultante avrà un voltaggio diverso o una capacità di amp-ora diversa (o entrambi) rispetto a una sola batteria. Le batterie possono essere cablate o collegate insieme in combinazioni in serie o in parallelo, o entrambe per aumentare la capacità di tensione o corrente del banco di batterie. Quindi collegare le batterie insieme consente una maggiore capacità di conservazione della batteria.
Batterie collegate insieme in serie
Un banco di batterie viene costruito collegando due o più batterie a ciclo profondo insieme. I banchi di batterie costituiti da batterie collegate in serie hanno la stessa capacità di corrente delle singole batterie, ma la tensione viene moltiplicata per il numero di batterie nella stringa di serie.
In un banco di batterie collegato in serie, il terminale positivo di una batteria è collegato al terminale negativo della successiva, e così via. Collegare le batterie insieme in una combinazione in serie significa una tensione più alta per la stessa corrente.
Batterie collegate insieme in parallelo
I banchi di batterie costituiti da batterie a ciclo profondo che sono collegate in parallelo hanno lo stesso tensione come le singole batterie, ma la capacità attuale viene moltiplicata per il numero di batterie. In un banco di batterie collegato in parallelo, il terminale positivo di una batteria è collegato al terminale positivo della successiva con il terminale negativo collegato al terminale negativo. Il collegamento di batterie in parallelo significa una corrente più alta per la stessa tensione del terminale.
Le combinazioni di batterie in serie e in parallelo all’interno di un banco di batterie aumentano sia la tensione in base al numero di batterie nelle stringhe in serie che la capacità di corrente in base al numero di stringhe in serie collegate in parallelo. Il collegamento delle batterie insieme in combinazioni sia in serie che in parallelo consente una maggiore capacità di stoccaggio della batteria a un voltaggio più elevato.
Vediamo alcuni dei modi in cui possiamo collegare le batterie insieme per produrre tensioni più elevate e configurazioni di corrente.
Collegamento di batterie insieme per cablaggio a 12 Volt
Tutte le combinazioni di batterie in serie e in parallelo i collegamenti produrranno una serie di 12 volt.
Collegamento di batterie insieme per cablaggio a 24 volt
Tutte le combinazioni di collegamenti di batterie in serie e in parallelo produrranno un array di 24 volt.
Collegamento di batterie insieme per cablaggio a 48 volt
Infine, queste combinazioni di collegamenti di batterie in serie e in parallelo produrranno un array di 48 volt.
In stand off-grid- solo sistemi energetici alternativi, l’energia elettrica prodotta dai generi Il dispositivo di ting non può essere sempre utilizzato quando viene prodotto. Poiché la domanda di energia non sempre coincide con la sua produzione, gli accumulatori elettrici sono comunemente utilizzati in molti sistemi off-grid e collegati alla rete.
La selezione della tensione del banco batterie, 12, 24 o 48 volt spesso dipende dai requisiti di tensione di carico del sistema, dalla capacità di accumulo richiesta e dal tipo di batterie disponibili. Per carichi maggiori a volte è meglio collegare insieme batterie a ciclo profondo per produrre tensioni più elevate al fine di abbassare le correnti di sistema.
Ad esempio, un carico CC da 240 watt che funziona da una batteria da 12 volt assorbe circa 20 ampere , dove un carico CC da 240 watt che funziona da una batteria da 48 volt assorbe solo 5 ampere, un quarto della corrente. Questa corrente di sistema inferiore presenta molti vantaggi poiché riduce le dimensioni del cablaggio, degli interruttori di isolamento e dei fusibili utilizzati, consentendo di risparmiare denaro.
Un ultimo punto di sicurezza sul collegamento di batterie al piombo-acido. Le batterie al piombo acido a ciclo profondo sono la parte più pericolosa di qualsiasi sistema di energia solare o eolica. Guanti, protezione per gli occhi come occhiali e maschere, nonché vecchi vestiti devono essere indossati quando si maneggiano batterie al piombo e l’elettrolito poiché “l’acido della batteria” brucia e irrita la pelle e gli occhi.
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