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房車用電常識(shí)九,串聯(lián)并聯(lián)不分好壞,負(fù)載電壓電流決定串并聯(lián)方式

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通過前面的視頻我們得知,從理論上講,并聯(lián)的特點(diǎn)是電流疊加,電壓不變;而串聯(lián)的特點(diǎn)是電壓疊加,電流不變。根據(jù)電功率=電壓×電流(P=U*I),若電壓增加2倍(2U),則電功率增加2倍(2P=2U*I);若電流增加2倍(2I),則電功率也是增加2倍(2P=U*2I);

于是,有車友粉絲甚至噴子提出質(zhì)疑,既然無論是電壓增加2倍(2U),還是電流增加2倍(2I),電功率都是增加了2倍(2P=2U*I=U*2I),這說明無論是串聯(lián)還是并聯(lián),太陽能板的發(fā)電功率都是一樣的!

從理論上講,對(duì)于額定電壓、額定電流都分別相同,也就是同等規(guī)格的太陽能板,無論串聯(lián)還是并聯(lián),其輸出功率確實(shí)一樣!只是因?yàn)榇?lián)方式若出現(xiàn)一塊太陽能板有故障,會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的工作,而并聯(lián)方式可以避免單個(gè)模塊故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。若你對(duì)這樣的故障不擔(dān)心的話,對(duì)于同等規(guī)格的太陽能板,從理論上講,串聯(lián)與并聯(lián),太陽能板的發(fā)電功率都是一樣的,當(dāng)然是可以任意選擇的。

然而,對(duì)于房車太陽能系統(tǒng),要最大化的輔裝太陽能板,需要避開頂置空調(diào)、車頂換氣扇等設(shè)備設(shè)施的影響,那就只能將不同面積的太陽能板,也就是不同規(guī)格的太陽能板進(jìn)行組合鋪裝了,就像我的房車太陽能板,就是這樣的輔裝方式。

我們先從理論上探討清楚,把不同規(guī)格的太陽能板進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)后,看看電壓、電流及輸出功率有何變化?
情況一:電壓相同、電流不同

比如:兩塊太陽能板,其額定電壓、額定電流分別是18V/3A,18V/5A。串聯(lián)后的電壓為36V(18V+18V),而電流被限制在串聯(lián)中的最低值3A,其輸出功率為108W(P=36V×3A=108W)。并聯(lián)后電壓為18V,電流為8A(5A+3A),其輸出功率為144W(P=18V×8A=144W)。由此可見,電壓相同、電流不同的太陽能板串聯(lián)或并聯(lián)后,其輸出功率是不一樣的。

情況二:電壓不同、電流相同

比如:兩塊太陽能板,其額定電壓、額定電流分別是18V/5A,36V/5A。串聯(lián)后的電壓為54V(18V+36V),電流不變?yōu)?A,其輸出功率為270W(P=54V×5A=270W)。并聯(lián)后的電壓被限制在最低值18V,電流之和為10A(5A+5A),其輸出功率為180W(P=18V×10A=180W)。由此可見,電壓不同、電流相同的太陽能板串聯(lián)或并聯(lián)后,其輸出功率也是不一樣的。

情況三:電壓不同、電流不同

比如:兩塊太陽能板,其額定電壓、額定電流分別是18V/3A,36V/5A。串聯(lián)后電壓為54V(18V+36V),電流被限制在串聯(lián)中的最低值3A,其輸出功率為162W(P=54V×3A=162W)。并聯(lián)后電流為8A(3A+5A),但電壓被限制在并聯(lián)中的最低值18V,其輸出功率為144W(P=18V×8A=144W)。由此可見,電壓不同、電流不同的太陽能板串聯(lián)或并聯(lián)后,其輸出功率還是不一樣。

大家注意,將不同規(guī)格的太陽能板進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián),在不采取任何措施的情況下,當(dāng)電壓不同時(shí),并聯(lián)電壓取決于小的那個(gè)電壓,因?yàn)殡妷狠^高的太陽能板,將提供負(fù)載電流,使其輸出電壓下降到小的那個(gè)電壓。當(dāng)電流不同時(shí),串聯(lián)電流取決于小的那個(gè)電流,相當(dāng)于小電流直接拉垮了大電流。

所以,從理論上講,對(duì)于同等規(guī)格的太陽能板,無論串聯(lián)還是并聯(lián),其輸出功率確實(shí)一樣!但是,當(dāng)把額定電壓、額定電流不盡相同,也就是將不同規(guī)格的太陽能板進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián),其輸出功率就不一定相同了。

當(dāng)然,對(duì)于不同規(guī)格的太陽能板,業(yè)界也有相應(yīng)的解決方法。比如:電壓不同的電池板并聯(lián)時(shí),分別串一個(gè)二極管后再并聯(lián),這樣可使電壓低的那個(gè)在并聯(lián)時(shí)被電壓高的那個(gè)嵌位,最終輸出高壓那個(gè)。電流不同的電池板并聯(lián)時(shí),分別并一個(gè)二極管再串聯(lián),可使二極管短路電流低的電池板,最終輸出電流高的那塊。

這些涉及到了比較專業(yè)的電氣知識(shí)了,我們作為房車普通玩家,沒有必要深究,記住以下干貨常識(shí)即可:

一、相同額定電壓、相同額定電流的太陽能板串聯(lián)和并聯(lián)后輸出功率相同。

二、相同額定電壓(不同額定電流)的太陽能板并聯(lián)后才能輸出最大功率。

三、相同額定電流(不同額定電壓)的太陽能板串聯(lián)后才能輸出最大功率。

由此可見,太陽能板的串聯(lián)輸出電壓高,而并聯(lián)則輸出電流大,沒有什么優(yōu)缺點(diǎn)之分,完全要根據(jù)自己的實(shí)際需要而定。

要提升電壓就需要串聯(lián),缺點(diǎn)是電流值趨向于最小電流的太陽能板。要提高功率就需要并聯(lián),缺點(diǎn)是電壓趨向于最小電壓的太陽能板。太陽能板的連接方式,不是串聯(lián)并聯(lián)的優(yōu)缺點(diǎn)決定的,而是要根據(jù)負(fù)載設(shè)備的電壓決定串聯(lián)數(shù)量、電流決定并聯(lián)數(shù)量。

因此,我們在進(jìn)行太陽能板的串并聯(lián)設(shè)計(jì)和應(yīng)用時(shí),需要根據(jù)負(fù)載設(shè)備的具體情況,進(jìn)行功率的計(jì)算和調(diào)節(jié),以達(dá)到最佳的工作效果。如果既需要提升電壓,也需要增大電流,那就要靈活采取串聯(lián)與并聯(lián)相結(jié)合的方式,也就是混聯(lián)的方式來調(diào)整電壓電流,以期達(dá)到自己的需求。

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