توصيل البطاريات الكهربائية

أصبحت البطاريات تستعمل بشكل مكثف في مجالات كثيرة ومتعددة في وقتنا الحاضر، حيث تتواجد في جميع السيارات ومولدات الطوارئ لتخزين الطاقة الكهربائية (DC)، ولم يكتفي على هذه الأشياء، بل انتشرت أيضاً بشكل كبير في المنازل والمشاريع الصغيرة والمتوسطة والكبيرة، لتخزين الطاقة التي تنتجها الخلايا الشمسية للاستفادة منها في الليل وفي الشتاء.

فائدة توصيل البطاريات

من الضروري في بعض الاحيان وحسب نظام الفولتية والتيار القيام بتوصيل البطاريات على شكل مجموعات متوالية أو متوازي أو الاثنين معاً، وذلك لزيادة القدرة التخزينية للطاقة الكهربائية في البطاريات حتى يتمكن من تشغيل عدد كبير من الأحمال بما يتناسب مع قدرة البطارية.

اقرأ أيضاً

• توصيل كابلات البطاريات
• أنواع البطاريات الكهربائية
• العمر الافتراضي للبطاريات الكهربائية
• بطاريات الطاقة الشمسية

طرق توصيل البطاريات

1. توصيل البطاريات على التوالي.
2. توصيل البطاريات على التوازي.
3. توصيل البطاريات على التوالي والتوازي معاً.

كل طريقة من هذه الطرق لها وظائفها المختلفة. حيث أن كل مجموعة من البطاريات الموصلة مع بعض بأي طريقة من الطرق الثلاثة، سيكون لها إما جهد مختلف أو سعة أمبيرية مختلفة أو كليهما معاً بالمقارنة مع البطارية الواحدة.

توصيل البطاريات على التوالي

طريقة التوصيل:

يتم ربط مجموعة من البطاريات معا على التوالي للحصول على قيمة جهد وتيار كهربائي معين، حيث يوصل القطب الموجب لمصدر الجهد الأول (البطارية الأولى)، بالقطب السالب لمصدر الجهد الثاني (البطارية الثانية) وهكذا.

يشترط أن يكون جميع جهود البطاريات متماثلة، وأن توصل على التوالي عند الحاجة للحصول على جهد أعلى مما يعطيه جهد البطارية الواحدة، بينما تيار المصدر يبقى ثابت.

النتائج المترتبة التوصيلات المتوالية

1. رفع مصدر الجهد للبطارية من 12v إلى 24v.
2. ثبات السعة الامبيرية للبطاريات الموصلة على التوالي.
3. زيادة قدرة البطارية حسب العلاقة التالية:

P = V * I

لنفرض أن لدينا بطاريتين كل واحد من منهما لديه 12V / 20Ah

حسب توصيل بطارية واحدة فقط يصبح قدرته كتالي:

P = V * I

12 * 20 = 240W

حسب توصيل بطاريتين على التوالي يصبح قدرته كتالي:

P = V * I

24 * 20 = 480W

لاحظ أن في حالة التوصيل على التوالي؛ سيؤدي إلى زيادة قدرة الطاقة المخزنة، بينما في حال وضع بطارية واحدة فقط يبقى القدرة من دون زيادة ألا وهي قدرة البطارية الواحدة.

توصيل البطاريات على التوازي

يعد هذه الطريقة من إحدى الطرق الذي يتم فيها توصيل البطاريات على التوازي للحصول على زيادة في السعة الأمبيرية المطلوب مع ثبات الجهد.

طريقة التوصيل:

توصل جميع الأقطاب الموجبة معاً، والأقطاب السالبة معاً، ويشترط أن يكون جميع مصادر الجهد متماثلة، ونحتاج لتوصيل البطاريات على التوازي عند الحاجة سعة أمبيرية أعلى مما يعطيه مصدر واحد (بطارية واحدة)، والجهد يبقى ثابت.

النتائج المترتبة على التوصيلات المتوازية

1. السعة الأمبيرية للبطارية تزيد بمقدار ضعف البطارية الواحدة، ونتأكد دائماً من أن جميع البطاريات متساوية في السعة الأمبيرية.
2. ثبات الجهد للبطاريات الموصلة على التوازي.
3. زيادة قدرة البطارية حسب العلاقة التالية:

P = V * I

لنفرض أن لدينا بطاريتين كل واحد من منهما لديه 12V / 20A

حسب توصيل بطارية واحدة فقط يصبح قدرته كتالي:

P = V * I

12 * 20 = 240W

حسب توصيل بطاريتين على التوازي يصبح قدرته كتالي:

P = V * I

12 * 40 = 480W

لاحظ أن في حالة التوصيل على التوازي؛ سيؤدي إلى زيادة قدرة الطاقة المخزنة، بينما في حال وضع بطارية واحدة فقط يبقى القدرة من دون زيادة وهي قدرة البطارية الواحدة. حيث أن عمل البطاريات كحزمة واحدة يجعلها أكثر كفاءة، ويضمن أقصى خدمة للاستفادة منها.

توصيل البطاريات توالي وتوازي معاً

يعد هذه الطريقة من إحدى الطرق الذي يتم فيها توصيل البطاريات على التوالي والتوازي معاً للحصول على الجهد والسعة الأمبيرية المطلوب، من المعلوم أن نظام الطاقة الشمسية يعمل على 12V أو24V أو 48V.

 وإذا أردنا نظام 48V ونريد زيادة قدرة البطاريات على التخزين في هذه الحالة نستخدم توصيل التوالي والتوازي، يتم توصيل هذه الطريقة لتخزين الطاقة بشكل أكبر، واستيعاب تشغيل الأحمال الكبيرة أو تشغيل عد أحمال من نفس الوقت.

طريقة التوصيل:

لنفرض أن لدينا أربع بطاريات بمواصفات 12V /20Ah ، وفي كل من الأمثلة سيتم تعريف البطاريات الأربعة على أنها (A ،B،C،D). ثم تابع الخطوات التالية:

• يتم توصيل البطاريتين الـ A وC على التوالي مع بعضهما البعض، بمعنى أن سالب بطارية الــ A مع موجب بطارية الــ C.
• ثم توصيل البطاريتين الــ B والــ D على التوالي بنفس الخطوة السابقة.
• أخيراً يتم توصيل البطاريتين الموصلة على التوالي وهي الــ A والــ C على التوازي مع الــ B والــ D كما هو موضح في الشكل.
• وبذلك نحصل على قيمة جهد 24V وسعة أمبيرية 40Ah.

هناك توصيل بصيغة أخرى على التوالي والتوازي؛ حيث يتم توصيل هذه الطريقة بأتباع الخطوات التالية:

• يتم توصيل البطاريتين الــ A وB على التوازي مع بعضها البعض، بمعنى وضع الموجب مع بعض والسالب مع بعض.
• ثم توصيل البطاريتين الأخرى الــ D والــ C مع بعض بنفس الخطوة السابقة.
• أخيراً يتم توصيل البطاريتين الموصلة على التوازي وهي الــ A والــ B على التوالي مع الــ C والــ D كما هو موضح في الشكل التالي.

المصادر والمراجع

• nyc-arecs