Banco de baterías en paralelo/serie o serie/paralelo

Estoy tratando de ayudar a unos amigos que viven en un pueblo remoto de África a sacar el máximo partido de su instalación solar y estoy tratando de entender si hay una forma óptima de conectar las baterías y si hay algún problema.banco de baterías instalado

Esta instalación tiene 20 baterías, cada una de 12 V 120 Ah y deben combinarse para dar 48 V 600 Ah y una carga/carga máxima de ~50 A/48 V. Tienen tres grupos de paneles solares, cada uno con su propio controlador de carga.

Inicialmente estaba pensando que el arreglo era de menor importancia. Pero luego encontré este artículo [http://www.smartgauge.co.uk/batt_con.html] que explica la importancia de los detalles en las conexiones paralelas. Esto me hizo preguntarme si hay algunos inconvenientes cuando combina la conexión de baterías en paralelo y en serie.

En la instalación original, las baterías se conectaban primero en serie de 4 que luego se conectaban en paralelo. En lugar de seguir las pautas del artículo vinculado anteriormente, en realidad teníamos la carga y la carga en lados opuestos del banco. Cargue en A/B y cargue en C/D en esta ilustración, y creo que esto hizo que las baterías no se cargaran de manera óptima y se descargaran de manera desigual.baterías en serie y luego en paralelo

Recibimos un consejo de otra configuración que tenía primeros grupos de 5 baterías en paralelo y luego se vincularon, y alguien volvió a cablear la configuración para obtener esta configuración:serie de baterías paralelas

Entonces, a mi pregunta. ¿Hay alguna forma preferible de conectar estas baterías? ¿O, por ejemplo, las longitudes y tal vez deberían ser lo más iguales posible?

Mi intuición ahora es más bien hacerlo así: grupos paralelos y luego en serie. En esta configuración, intentaría:

  • Haga que todos los cables tengan la misma longitud.
  • Preste atención a mantener cada grupo paralelo conectado en diagonal en cada pasobaterías reorganizadas serie de paralelo

Pregunta secundaria; ¿Hay un lugar óptimo para conectar los cables del cargador, la carga y las baterías? ¿Enganchar tanto la carga como la carga directamente a los terminales?

Me gusta mantener mi voltaje tan alto como el inversor puede manejar (menos caída de voltaje y con los sistemas interactivos que he instalado tuvieron las carreras más largas, la celda defectuosa de la serie 1 puede matar ese estante de baterías para poder cargar y descargar pero como ha encontrado en paralelo que las cosas tienen que ser iguales o terminará con una batería sobrecargada. Siempre que se mantenga el mantenimiento de la batería, realmente creo que son iguales a largo plazo, luego se reduce a la caída de voltaje. Una combinación de serie en paralelo es imprescindible en la mayoría de los casos.
Como dice Ed Beal, considere lo que sucede cuando una célula comienza a fallar.
Ha habido más de unas pocas preguntas sobre la batería/energía solar/carga aquí, pero creo que obtendrá una respuesta mejor/más informada en Ingeniería Eléctrica .
¿Qué está usando para cortes/fusibles de CC? Eso va a tener un impacto serio en la forma en que responda estas preguntas...

Respuestas (2)

Bueno, está lo óptimo y está trabajando con lo que tienes.

Lo óptimo son las baterías de gran capacidad en serie. Lo realmente óptimo es conectarlo a un controlador de carga que realmente mire el voltaje de cada celda individualmente y pueda ajustarse; en mi experiencia, esos tienden a ser sistemas de "bote" de alta gama, y ​​probablemente inasequibles para la sabana africana, donde supongo que su amigo está tratando de sacar lo mejor de lo que tienen, no gastar un montón más de dinero.

De esa manera, las cadenas paralelas no se descontrolan entre sí. Si tiene que tener cadenas paralelas, lo ideal es configurar alguna forma en que pueda (fácilmente) aislar las cadenas para la carga de mantenimiento para que las cosas "vuelvan a estar en equilibrio". Eso tiende a favorecer cadenas en serie paralelas, en lugar de poner conjuntos paralelos en serie.

No soy particularmente experto, pero pasé un tiempo enfrentando la posible perspectiva de tener que desconectarme de la red y leyendo mucho material al respecto, antes de que una recesión económica anterior hiciera que mi empresa local de servicios públicos cooperara más para conectarme. Así que realmente no tengo una buena sugerencia para sus detalles más quisquillosos que no sea visitar un foro específicamente fuera de la red en lugar de este bastante generalizado. E incluso allí las opiniones variarán.

Ahora bien, si consumen 50 A durante mucho tiempo, existe un problema inmediato, que es una tasa de descarga de "12 horas" en lugar de "20 horas" para un banco de 600 AH y, por lo general, las baterías [de plomo-ácido] entregarán menos de la capacidad nominal a tarifas más rápidas que las tarifas de "20" o "24 horas". Es muy común sobregirar y subabastecer un sistema, y ​​es muy costoso cuando se tiene en cuenta que se matan un montón de baterías de plomo-ácido (relativamente económicas) (las AGM son fundamentalmente baterías de plomo-ácido) que son meticulosas y no les gusta no estar completamente cargadas. de forma regular, además de estar profundamente descargado en absoluto.

En estos días, hay baterías de litio relativamente caras que son mucho más tolerantes a la carga parcial, pero nuevamente, asumo que "trabajan con lo que tienen".

...e incluso en tierras no reguladas, algún tipo de protección contra sobrecorriente (por lo general, fusibles) es una buena idea en un gran banco de baterías que hace sonar la bocina y derretirá una llave inglesa si la deja caer en la posición incorrecta. Por lo general, uno por cadena de serie (y de esa manera no tienen que estar clasificados para la capacidad total del banco). Tener tanta potencia sin fusionar puede volverse muy complicado muy rápidamente, y apuesto a que el departamento de bomberos es bastante limitado. como mucho.

Su enlace de referencia es uno que encontré hace algunos años cuando trabajaba en un par de vehículos eléctricos con baterías conectadas de manera similar. La base de la referencia es sólida, ya que desea tener longitudes de cable uniformes (suponiendo cables de calibre idéntico) desde los terminales hasta la carga (o cargador).

Considere en su configuración que un conjunto de baterías en serie se puede representar con una sola batería del enlace de referencia. Las baterías en serie no se pueden conectar de otra manera y permanecen en serie.

Como tal, ahora tiene las opciones de configuración que se muestran en el enlace, pero la conclusión de ese documento es que la última configuración es la mejor para cargar y cargar. La documentación establece que cada ruta de corriente es a través de un cable corto y uno largo, consistente en todos los "subcircuitos".

Como se indica en el documento vinculado, los diagramas representan conexiones óptimas para cuatro baterías en paralelo. Sugeriría que el diagrama tres funcionaría para cinco o más baterías, pero le gustaría que las patas largas fueran de cable de mayor diámetro para reducir la pérdida de las corrientes más altas disponibles de las baterías combinadas en paralelo.