Reihenschaltung und Parallelschaltung von Batterien


Zusammenschaltung von Batterien



Reihen- und Parallelschaltung mehrerer Batterien

Willkommen auf dieser MPPTSOLAR Informationsseite.

Auf dieser Seite zeigen wir Ihnen schematisch die verschiedenen Batterietypen für Photovoltaikanwendungen und zeigen Ihnen, wie Sie Batterien in Reihe und parallel schalten. Auf diese Weise erhalten Sie je nach Bedarf eine höhere Ausgangskapazität oder eine höhere Nennspannung.

Wir haben auch praktische Beispiele und schematische Bilder hinzugefügt, um Ihnen zu helfen, ohne Zeitverschwendung zu verstehen, wie Sie ein für Ihre Photovoltaikanlage geeignetes Speichersystem erhalten.



Welchen Batterietyp soll man wählen?


Während der Entwurfsphase einer eigenständigen Photovoltaikanlage ist die Auswahl der Batterien, die die Speicherbatteriebank bilden, wichtig. Es gibt viele Arten von Batterien auf dem Markt. Nachfolgend listen wir die beliebtesten Batterien auf:

•   Blei-Säure-Batterien
Dies sind die Batterien, mit denen das elektrische System von Motorrädern, Autos und Lastwagen betrieben wird. Sie sind kostengünstig, liefern sehr hohe Ströme, sind zuverlässig und funktionieren auch bei niedrigen Temperaturen gut. Unter den Nachteilen sind sie ziemlich schwer, gefährlich, da Blei ein giftiges Metall ist, sie aufgrund mechanischer Beanspruchung an Kapazität verlieren und aufgrund des Phänomens der Sulfatierung nicht für zu lange Entladungen geeignet sind.

•   Gel-Batterien
Es handelt sich um Blei-Säure-Batterien, bei denen der Elektrolyt nicht flüssig, sondern gallertartig ist. Sie werden auch als wartungsfreie Batterien bezeichnet und eignen sich für sehr tiefe Entladezyklen. Sie halten auch dreimal länger als Blei-Säure-Batterien und halten einer guten Anzahl von Lade- / Entladezyklen stand. Unter den Nachteilen haben sie höhere Kosten als Blei-Säure und verlieren bei schlechter Beladung sehr schnell ihre Lebensdauer.

•   AGM-Batterien
Es handelt sich um Blei-Säure-Batterien, bei denen der Elektrolyt von einer schwammigen Glasfasermasse absorbiert wird. Sie sind kompakte Batterien, immun gegen Kurzschlüsse und sehr widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung. Sie können in jeder Position montiert werden, haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 10 Jahren, leiden nicht unter hohen Temperaturen und im Falle eines Bruches des Gehäuses ist das Austreten von Säure begrenzt. Sie haben hohe Einschaltströme und eine geringe Selbstentladung. Sie kosten jedoch mehr als Gel-Batterien und es wird nicht empfohlen, sie zu mehr als 50% zu entladen.

•   LiFePO4-Batterien
Sie sind Lithium-Eisenphosphat-Akkumulatoren. Sie haben kein Blei oder ätzende Flüssigkeit. Sie sind daher sehr leicht, kompakt, ökologisch und können ohne Risiko in jeder Position montiert werden. Selbst wenn sie zu 100% heruntergeladen werden, werden sie nicht beschädigt. Bei gleicher Größe speichern und bieten sie mehr Energie als Bleibatterien. Darüber hinaus bieten sie Lade- und Entladezyklen, die mit Blei-Säure-Batterien nicht erreichbar sind. Sie werden in sehr kurzer Zeit aufgeladen und sind normalerweise mit einem internen BMS ausgestattet, das maximale Sicherheit und korrekten Zellausgleich garantiert. Sie kosten jedoch viel mehr als AGM-Batterien.



Wie messe ich den Ladezustand einer Batterie?


Das genaueste System ist die Messung der Elektrolytdichte. Wenn Sie kein Densimeter haben, können Sie dank der folgenden Tabelle den Prozentsatz der Ladung von Blei-Säure-Batterien grob ermitteln, indem Sie auch die Spannung an den Klemmen mit einem herkömmlichen Digitalmultimeter messen.

Densimeter-Wert Spannung an den Klemmen Prozentsatz der Ladung
1,277 12,73 V 100 %
1,258 12,62 V 90 %
1,238 12,50 V 80 %
1,217 12,37 V 70 %
1,195 12,24 V 60 %
1,172 12,10 V 50 %
1,148 11,96 V 40 %
1,124 11,81 V 30 %
1,098 11,66 V 20 %
1,073 11,51 V 10 %


Wie verbinde ich die Batterien miteinander?


Zunächst ist es wichtig, dass alle beteiligten Batterien identisch sind (Zwillinge) und dass alle den gleichen Ladungsgrad haben. Zweitens ist es wichtig, kurze elektrische Kabel gleicher Länge und geeigneten Durchmessers für die Verbindung zwischen den Batterien zu verwenden. Im Folgenden finden Sie einige sehr anschauliche Bilder, damit Sie die Batterieanschlüsse leicht verstehen können.

batterien parallel schalten

Durch die parallele Verbindung zweier identischer Batterien wird am Ausgang die doppelte Kapazität der einzelnen Batterien bei gleicher Nennspannung erreicht.

Nach diesem Beispiel, in dem zwei 12V 200Ah Batterien parallel geschaltet sind, haben wir daher eine Ausgangsspannung von 12V (Volt) und eine Gesamtkapazität von 400Ah (Amperestunde).

Die Kapazität gibt die maximale Ladungsmenge an, die gespeichert werden kann. Je größer die Kapazität, desto mehr Ladung kann gespeichert werden. Sie wird in Amperestunde gemessen.

In diesem Fall bedeutet dies, dass die Batteriebank mit einer Kapazität von 400Ah theoretisch einen Strom von 400A für eine ununterbrochene Stunde oder 200A für zwei ununterbrochene Stunden oder 100A für vier Stunden usw. anbieten kann. Je niedriger der Stromwert ist, den wir kontinuierlich aus einer Blei-Säure-Batterie ziehen, desto länger ist die Batterielebensdauer.


batterien in reihe schalten

Die Reihenschaltung zweier identischer Batterien ermöglicht es, die doppelte Nennspannung der einzelnen Batterien zu erhalten und die gleiche Kapazität beizubehalten.

Nach diesem Beispiel, in dem zwei 12V 200Ah Batterien in Reihe geschaltet sind, haben wir eine Gesamtausgangsspannung von 24V (Volt) und eine unveränderte Kapazität von 200Ah (Amperestunde).

In Wind- und Photovoltaikanlagen sind die Energieverluste entlang der Kabel umso geringer, je höher die Gleichspannung zum Laden der Batterien ist. So ist beispielsweise ein 24-V-System besser als ein 12-V-System.


Batterien in Reihe und parallel schalten

Durch die Kombination der Parallelschaltung mit der Reihenschaltung können sowohl die Nennspannung als auch die Kapazität verdoppelt werden.

Nach diesem Beispiel werden zwei 24V 200Ah-Blöcke parallel geschaltet. Diese Blöcke bilden insgesamt 24V 400Ah.

Während des Anschlusses ist es wichtig, auf die Polarität zu achten, Kabel mit geeignetem Querschnitt und so kurz wie möglich zu verwenden. Je kürzer die Länge der Verbindungen ist, desto weniger Widerstand haben wir in den Kabeln gegen den Stromdurchgang und folglich ist der Energieverlust in ihnen geringer.

Bei der Planung einer netzunabhängigen Photovoltaikanlage ist ein geräumiges und effizientes Speichersystem unerlässlich. Um ein ordnungsgemäßes Laden der Batterien zu gewährleisten, empfehlen wir, sich auf hochwertige und effiziente Laderegler zu verlassen. Die von uns ausgewählten Laderegler sind so konzipiert, dass sie für jeden Batterietyp (einschließlich LiFePO4-Batterien) den besten Ladevorgang gewährleisten und die gesamte von den Solarmodulen dank der MPPT-Technologie erzeugte Energie nutzen.

Wenn Sie die Gleichspannung der Batterie in eine Haushaltswechselspannung umwandeln möchten, um ein Haushaltsgerät mit Strom zu versorgen, müssen Sie einen Sinus-Wechselrichter kaufen. Es gibt zwei Typen: den modifizierten Sinus-Wechselrichter (geeignet für ohmsche und kapazitive Lasten; bei induktiven Lasten kann es zu Rauschen kommen) und den reinen Sinus-Wechselrichter (geeignet für alle Lasten).

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