Jak správně zapojit baterie do série a paralelně
Zkusme stručně prozkoumat společný názor – “při zapojení dvou baterií do série se jejich kapacita nemění, zůstává stejná jako u jedné baterie, proto bude životnost baterie při takovém zapojení kratší.”
Ale co zákon zachování energie? Ano, při sériovém zapojení baterií je kapacita formálně považována za stejnou jako kapacita jedné baterie a napětí se zdvojnásobí (nebo ztrojnásobí, zčtyřnásobí atd. v závislosti na počtu sériově zapojených baterií). Při paralelním zapojení baterií se kapacita zdvojnásobí (ztrojnásobí atd.), ale napětí zůstane stejné.
Možnosti připojení baterie
Není zde žádný rozpor. Když se mluví o baterii (obvykle autobaterie), mluví o její kapacitě, ale neuvádí napětí. Prostě každý je zvyklý, že baterie mají napětí 12V a předpokládá se, že zmiňovat to je hloupost. Ale obecně kapacita bez indikace napětí nemá žádný fyzický význam. Existují baterie různých kapacit a napětí – 2V, 6V, 12V a zřídka 24V. Kromě toho mohou být jakékoli identické baterie zapojeny sériově, paralelně nebo sériově paralelně současně.
Jakmile ale za hodnotou uvedete napětí kapacity, vše zapadne na své místo. Energetická kapacita totiž zůstane v každém případě stejná, ať už baterie zapojíme jakkoli.
Pokud se tedy zapojí například dvě 200 Ah 12 V baterie (například Delta GEL 12-200 Battery) do série, výsledná energetická kapacita bude 200 Ah 24 V. A pokud jsou tyto dvě stejné baterie zapojeny paralelně, získáte 400 Ah 12V.
200 Ah * 24 V = 480 Ah * V = 400 Ah * 12 V
Ale pro výpočet proudů (obvykle se za jmenovitý nabíjecí proud považuje 0,1C, kde C je hodnota rovna kapacitě baterie) se C bere přesně z čísla vlevo, tzn. v našem příkladu při sériovém zapojení C = 200 a při paralelním zapojení C = 400. Je snadné vidět, že výkon nabíječky bude v obou případech stejný.
Pro první případ bude nabíjecí proud 0,1*200 = 20A, ale při napětí 24V. Tito. nabíjecí výkon, P = 20A 24V = 480W
Pro druhý případ bude nabíjecí proud 0,1*400 = 40A, ale při napětí 12V. Tito. nabíjecí výkon, P = 40A 12V = 480W
Uvažujeme-li jednotlivé baterie, pak například jedna baterie 600 Ah 2V z hlediska energetické kapacity odpovídá jedné baterii 100 Ah 12V (například baterie DELTA GEL 12-100).
Pro získání velké baterie z těchto baterií (600Ah 2V), např. 24V, je potřeba zapojit 12 těchto baterií do série pomocí propojek (Jumper pro 250mm baterie). Celková konečná kapacita bude 600Ah 24V. Tato energetická kapacita ve srovnání s 12voltovými bateriemi 200 Ah (a ty se používají v nákladních automobilech) odpovídá 6 kusům (tři paralelně zapojené bateriové řetězy, kde každý řetěz se skládá ze dvou baterií zapojených do série):
(600Ah*2V)*12 = 600Ah*24V = (200Ah*24V) + (200Ah 24V) + (200Ah 24V)
Vezměte prosím na vědomí, že všechny obrázky konkrétně ukazují, že pokud je mínus měniče připojen k podmíněné první baterii, pak je plus připojen k poslední. Takto by to mělo být zapojeno, aby se kompenzoval odpor i tlustých měděných drátů spojujících baterie. Jinak kvůli jejich odporu při velkých proudech nebude baterie „daleko“ od svorek měniče ani „plně nabitá“, ani „úplně vybitá“.
Kapacita (čti „energetická kapacita“) baterie (kombinované skupiny baterií) je tedy množství elektřiny (tj. výkon rovný proudu násobenému NAPĚTÍM), které baterie vydá, když je vybitá na nejnižší povolené napětí.
Aby baterie vydržela dlouhou dobu, neměla by se vybíjet na více než 80 %. U 12voltové baterie to odpovídá napětí na jejích svorkách přibližně 11,5 V. Zde je ale důležité, jakým proudem jej vybíjíme vzhledem ke kapacitě baterie.
Čím větší je vybíjecí proud, tím nižší je napětí, na které lze baterii vybít. Při rychlém vybíjení vysokými proudy o relativně malé kapacitě baterie se totiž elektrolyt nestihne promíchat a vybitá vrstva se hromadí kolem desek. Napětí baterie klesne a zátěž je odstraněna. Po několika desítkách minut se však elektrolyt promíchá a kapacita (a tím i napětí baterie) se zvýší.
Pokud vybíjíte malým proudem vzhledem ke kapacitě, můžete vyčerpat veškerou energii, což je špatné pro životnost baterie. Vždy byste měli nechat alespoň 20 % kapacity. Více o tom níže.
Všimněte si, že během nabíjení nabíječka postupně zvyšuje napětí na akumulátoru a poté po odpojení nabití napětí klesá a vrací se do klidového stavu (např. u 12V akumulátoru většinou podle typu akumulátoru vystoupá na 14,1 – 14,5 V a po odpojení nabití i bez zátěže se do půl hodiny vrátí na 12,5 V – 12,8 V).