如何使用串聯(lián)或并聯(lián)太陽能光伏陣列與電瓶的串聯(lián)或并聯(lián)
有兩種聯(lián)接太陽能光伏板的方法–串聯(lián)或并聯(lián)或二者兼而有之。怎么連線你的面板將取決于你的目標和后續(xù)設備可以支持哪些。
串聯(lián)或并聯(lián)配置
類似于將電瓶串聯(lián)，每次聯(lián)接后就會有復合電流。若果將一個電板聯(lián)接到另一個電板的正極，則兩個1.5伏電瓶假如一個接一個地負極聯(lián)接，則將形成總共3（1.5+1.5）伏特的電流。串聯(lián)越多，聯(lián)通電流都會在鏈路之后傳輸。但是安培數(shù)將是相同的，但是僅限于鏈中電阻最高的電瓶。
串聯(lián)配置的太陽能光伏電瓶板。它將有效地使用144個太陽能光伏電瓶組。
在太陽能光伏電瓶板中，所有太陽能光伏電瓶串聯(lián)聯(lián)接以形成足夠的電流用于對電瓶系統(tǒng)充電。請記住，在標準測試條件下，每位太陽能電板單元一般會形成約0.5伏的電流。
在太陽能光伏陣列中，許多人希望將其面板串聯(lián)以形成太陽能充電控制器或逆變器可接受的最高電流。在MPPT控制器中它將高達150伏直流電。在太陽能光伏設置中，它被稱為“串”，如同一連串的新年燈串連在一起。
串聯(lián)聯(lián)接面板的優(yōu)點：
準許使用較小的電纜線：假如您降低電流，請勿必曉得電纜線將在更小的電纜線上承載更多電力。有沒有想過懸掛在電力公用電網(wǎng)（國家電網(wǎng)）上的小電纜線才能提供足夠的電力來為城市供電？這種方法使用的電流特別高，一般為33千伏（33000伏），可以高達765千伏（在發(fā)電廠的輸電纜線路中）。因為電流很高，導線上的安培數(shù)將會很小，功率（功率）等于電位差（伏特）除以電壓（安培）。較小規(guī)格的導線一般比具有較大導線更實惠。
降低傳輸過程中的損失：在高電抬高電壓安培下，導線傳輸過程中的熱量損失將更小。它將使太陽能光伏系統(tǒng)有更高的工作效率。
容許較長布線，從太陽能光伏電瓶板到其他設備：假如電流較高，安培數(shù)較低，傳輸過程中的熱量損失較低，則可以容許較長的導線來聯(lián)接設備。面板在陽光下會很熱，這些熱量不利于其他設備（比如逆變器，充電控制器和電瓶）的常年使用。較長布線將容許這些熱敏裝置放置在蔭涼處或清涼的臥室。
適用于MPPT控制器：最大功率點跟蹤（MPPT–PowerPoint）是通過數(shù)字跟蹤太陽能光伏電瓶板的輸出并向系統(tǒng)其余部份（電板和負載）提供正確電流來有效借助最大功率輸出的極佳裝置。MPPT一般可以接受較高的直流電流（一般高達150伏直流電，取決于制造商），因而容許使用更大的太陽能光伏陣列。
串聯(lián)聯(lián)接面板的缺點：
一個薄弱環(huán)節(jié)會降低整個系統(tǒng)的連續(xù)性：如同一串新年燈一樣，一個壞掉的燈泡會讓新年燈的一部份熄滅。同樣，假若因為面板故障或因為該單個PV面板的部份陰影而使面板串聯(lián)中的一個具有較高阻值，則整個串將深受影響，而且將拉低整體表現(xiàn)，根據(jù)最弱單元的局限。一種解決方案是應用旁路三極管，以容許電壓繞開性能最差的面板，這是因為該單個面板的局部著色。更多的面板部份陰影也會造成總效率的有效減低。因為晶閘管的半導體性質(zhì)，當通過每位三極管時會有一些電流回升。
較高的電流是危險的：因為電流會隨著每位后續(xù)面板而加上去，因而一般會須要專業(yè)安裝的高壓系統(tǒng)便于更安全。
并聯(lián)聯(lián)接面板的優(yōu)點
然而，有些人更喜歡并行配置。類似于并聯(lián)電瓶組，所有負極聯(lián)接在一起，正極連在一起。這將有效地降低安培數(shù)并傳輸更多功率，雖然電流相同。
并聯(lián)配置的太陽能光伏電瓶板。它將有效地并聯(lián)配置36個太陽能光伏電瓶串。
5個12伏5安培的太陽能光伏電瓶板假如并聯(lián)聯(lián)接將形成12伏25安培，或則假如串聯(lián)聯(lián)接，將形成60伏5安培。
并聯(lián)聯(lián)接面板的優(yōu)點：
容許處理更安全的電流：大多數(shù)電子設備的電流范圍為5伏，12伏或24伏。在大多數(shù)車輛電氣系統(tǒng)中，標準電流為12伏特，我們可以找到從燈光到立體聲的各類設備，以及以12伏運行的馬達。雖然車輛電瓶電流為12伏。所有這種電流都可以由一個非專業(yè)人員“安全”處理。當了解電擊時，人體抵抗力將起作用。在高于25伏特（或高于20伏特）的低電流時，將會有更高的體電阻抗沖擊（大多數(shù)人（接近50%人口）當遭到25伏電流沖擊時身體將具有3,250Ω的阻抗，而當遭到220伏電流沖擊時阻抗降低到1350Ω伏）。其實目前是造成組織損傷的罪魁元兇，但更高的電流會降低電擊的機會。
與PWM控制器更好的匹配：假如面板電流輸出和電瓶電流幾乎相同，則充電控制器的效率將低于這些面板和電瓶之間嚴重不匹配電流的系統(tǒng)，由于沒有像MPPT控制器那樣的DC至DC轉(zhuǎn)換器。PWM控制器更實惠，因而可以為普通的DIY太陽能應用提供便宜。PWM控制器將減少來自面板電流輸出的電流，并容許底電流電瓶充電和負載運作。
太陽能光伏總產(chǎn)值不受弱鏈路的影響：因為每位太陽能光伏電瓶板都有一個共同的聯(lián)接，因而每塊電板板都將根據(jù)自己的步調(diào)運行。無遮蔭的面板將在高功效運作，而遮蔭影響的面板將以增加的效率獨立執(zhí)行。但是，仍舊建議使用阻塞晶閘管以確保面板的所有電壓都朝向一個方向。
并聯(lián)聯(lián)接面板的缺點：
須要使用笨重的電纜線：因為太陽能電板板的安培產(chǎn)值是加上去的，因而最終的安培產(chǎn)值會更高，這須要更大規(guī)格的電纜線，而電纜線的價錢更高昂且容積更大。這也間接降低了安裝的前期成本。
當涉及較長的線纜運行時效率較低：因為電壓過大，傳輸過程中的熱量損失會更高。倘若您準備運行較長的電纜線，這也間接降低了前期成本，您須要進一步降低電纜線的規(guī)格。
混和串聯(lián)和并聯(lián)配置
為了清除兩種配置的異同點，建議將二者混和使用以獲得所有優(yōu)勢。您可以將多組太陽能光伏電瓶板串上去進行并聯(lián)配置。在這些情況下，您可以獲得更好的能量產(chǎn)出，更低的配線成本，而且可以在面板部份遮光的情況下實現(xiàn)更好的療效。
以相同的串聯(lián)和并聯(lián)配置混和太陽能光伏電瓶板可以同時降低電流和安培數(shù)。
為了確保最高的效率，建議將獨立面板聯(lián)接到獨立逆變器，正如在并網(wǎng)系統(tǒng)中帶有微逆變器的太陽能光伏板中所見。與串逆變器相比，每位聯(lián)接有微逆變器的面板都將降低部份著色的影響，由于所有面板都可以獨立工作。
具有微逆變器的太陽能光伏陣列的典型配置。
混和不同額定功率的太陽能光伏電瓶板
當須要將多個面板聯(lián)接在一起時，建議將類似的太陽能光伏組件（相同品牌的相同電流瓦數(shù)額定值）聯(lián)接在一起，以避免因為較弱的面板限制而造成總效率下滑。同樣，我們不會在使用時將新舊電瓶混和在一起。
在串聯(lián)系列中，低性能面板將對整個系列形成重大影響。較低瓦數(shù)的面板一般具有較低的安培額定值和較小的單元規(guī)格。比如，當10安培面板、5安培面板和1安培面板的光伏電瓶組成一串聯(lián)系列時，整個系統(tǒng)將具有電流累積，但凈電壓只有接近1安培或最小漏電電壓運行（1安培面板成為限制）。
當涉及混和不同功率額定值的太陽能電板板時，請確保它在其他額定值（如電流和電壓硬度）中保持平衡。
在并聯(lián)配置中，不同的電源控制面板也可能會互相影響，由于并行配置中的每位面板將具有不同的內(nèi)阻和電位差。假如一個面板形成比另一個面板高得多的電流（比如，24伏面板與12伏面板混和），則因為較低電流面板不能形成競爭電勢差以有效地將電壓注入到系統(tǒng)里，所以較低電流面板將顯著表現(xiàn)性能減少。
當您手上有不同的額定面板的情況下，推薦的方式是將每位類似的面板聯(lián)接到獨立逆變器（比如微型逆變器）便于獲得每一個光伏最大面板效率。
電瓶的串聯(lián)或并聯(lián)
在鋰電池組中是把多個鋰電池串聯(lián)上去，得到所須要的工作電流。假如所須要的是更高的容量和更大的電壓，那就應當把鋰電池并聯(lián)上去。另外還有一些電瓶組，把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方式結合上去。一個電腦筆記本的電瓶有可能是把四節(jié)3.6V鋰離子電瓶串聯(lián)上去，總電流達到14.4V;之后，再把兩組串聯(lián)在一起的電瓶并聯(lián)上去，這樣，電瓶組的總電量就可以從2000毫安時提升到4000毫安時。這些接法亦稱“四串兩并”，它的意思是：把兩組由四省電池串聯(lián)在一起的電瓶組并聯(lián)上去。鋰離子電瓶的標稱電流則是3.6V。使用鋰離子聚合物和其他類型的鋰電池，它的額定電流通常為3.7V。假如要想得到像11.1V這些不常見的電流，就得把三節(jié)這些電瓶串聯(lián)在一起。串聯(lián)須要高電量的便攜設備，通常是由兩節(jié)或更多省電池串聯(lián)上去的電瓶組供電。使用高電流電瓶組所帶來的另一個問題，就是有可能碰到電瓶組里的某一省電池失效的情況。這如同一個鏈條，串聯(lián)在一起的電瓶越多，出現(xiàn)此類情況的概率就越高。只要一省電池有問題，它的電流都會增加。到最后，一節(jié)“斷開”的電瓶可能會中斷電壓的輸送。而要更換“壞”電池也絕非易事，由于新老電瓶是互不匹配的。通常說來，新電瓶的容量要比老電瓶的高得多。隨著工作電流的增長，它比正常電瓶組更快地達到放電結束的臨界點，同時，它的使用時間也隨之減短。一旦設備因電流過高而切斷電源，其余單體電瓶依然完好的電瓶就不能把所儲存的電量送下來了。這時，壞的那省電池電瓶還呈現(xiàn)很大的電阻，假如此時還帶有負載，這么，將會造成整個電瓶鏈的輸出電流將大幅度增長。在一組串聯(lián)電瓶中，一節(jié)性能差的電瓶，如同是一個擋住水管的蓋子，會形成巨大的阻力，制止電壓流過去。其它電瓶也會漏電，這將使終端的電流增加至3.6V，或則，使電瓶組鏈路斷掉并切斷電壓。一個電板組的性能是取決于電瓶組里最差的那塊電板的性能。
并聯(lián)為了得到更多的電量，可以把兩個或則更多個電板并聯(lián)上去。不僅把電瓶并聯(lián)上去，另一個辦法是使用規(guī)格更大的電瓶。因為遭到可以選用的電瓶的限制，這個辦法并不適用于所有情況。據(jù)悉，大規(guī)格的電瓶也不適宜弄成專用電瓶所須要的外型尺寸。大部份的物理電瓶都可以并聯(lián)使用，而鋰離子電瓶最適宜并聯(lián)使用。由四省電池并聯(lián)而成的電瓶組，電流保持為3.6V，而電壓和運行時間則減小到四倍。與電瓶串聯(lián)相比，在電瓶并聯(lián)電路中，高阻抗或“開路”電池的影響較小，而且，并聯(lián)電瓶組會降低負載能力，并減短運行時間。這就好比一個底盤只啟動了三個氣缸。電路漏電所導致的破壞會更大，這是由于，在漏電時，出現(xiàn)故障的電瓶會迅速地耗盡其他電瓶里的電量，并造成起火.
使用串并聯(lián)這些聯(lián)接方式時，在設計上很靈活，可以用標準的電瓶規(guī)格達到所須要的額定電流和電壓。應該注意：總功率不會由于電瓶的不同聯(lián)接方式而改變。功率等于電流乘電壓。對鋰離子電瓶而言，串并聯(lián)的聯(lián)接方式很常見。
最常用的一種電瓶組是18650(半徑為18mm，寬度為650mm)，它帶有保護電路即鋰電池保擾流板，鋰電池保擾流板還能監(jiān)視串聯(lián)在一起的每一省電池，因而，它的最大實際電流為14.4V。這個鋰電池保護電路(即鋰電保擾流板)也可以用于監(jiān)視串聯(lián)在一起的每一省電池的狀態(tài)。在把幾個電板串聯(lián)上去使用時，必須依照下邊的基本要求：保持電瓶的聯(lián)接點的潔凈。把四省電池串聯(lián)上去使用時，共有八個聯(lián)接點(電瓶到電瓶室的聯(lián)接點，電瓶室到下一省電池的聯(lián)接點)。每位聯(lián)接點都存在一定的內(nèi)阻，假如降低聯(lián)接點，有可能會影響整個電瓶組的性能。不要混用電瓶，選擇性能一致的電瓶。當電瓶的電量不足時，更換所有的電瓶。在串聯(lián)使用時混合電阻串聯(lián)和并聯(lián)的算法，要用同一種類型的電瓶。要注意電瓶的極性。假如有一省電池的極性裝反了，還會降低整串電瓶的電流，而不是降低電流。怎樣正確地把電瓶串聯(lián)和并聯(lián)上去使用，這聽上去似乎很簡單，而且，遵守一些簡單的規(guī)則，就可以防止何必要的問題。
在電瓶組中是把多個電板串聯(lián)上去，得到所須要的工作電流。假如所須要的是更高的容量和更大的電壓，那就應當把電瓶并聯(lián)上去。另外還有一些電瓶組，把串聯(lián)和并聯(lián)這兩種方式結合上去。一個膝上型筆記本的電瓶有可能是把四節(jié)3.6V鋰離子電瓶串聯(lián)上去，總電流達到14.4V；之后，再把兩組串聯(lián)在一起的電瓶并聯(lián)上去，這樣，電瓶組的總電量就可以從2000毫安時提升到4000毫安時。這些接法亦稱“四串兩并”，它的意思是：把兩組由四省電池串聯(lián)在一起的電瓶組并聯(lián)上去。
在腕表、備份用的儲存器和蜂窩電話里通常使用一省電池。一節(jié)鎳基電瓶的標稱電流是1.2V，酸性電瓶是1.5V，氧化銀電瓶是1.6V，鎳鎘性電瓶是2V，鋰電池是3V，而鋰離子電瓶的標稱電流則是3.6V。使用鋰離子聚合物和其他類型的鋰電池，它的額定電流通常為3.7V。假如要想得到像11.1V這些不常見的電流，就得把三節(jié)這些電瓶串聯(lián)在一起。隨著現(xiàn)代微電子技術的發(fā)展，我們早已可以用一節(jié)3.6V的鋰離子電板，為蜂窩電話和低幀率的便攜通信產(chǎn)品供電。在上世紀六十年代，在亮度計中廣泛使用的汞電板混合電阻串聯(lián)和并聯(lián)的算法，出于環(huán)境保護方面的考慮，現(xiàn)在早已完全退出市場。
鎳基電瓶的標稱電流為1.2V或1.25V。它們之間，不僅市場偏好之外，沒有任何差異。大部份的商用電板，每省電池的電流為1.2V；工業(yè)電板、航空電板和軍用電板，每省電池的電流仍是1.25V。
串聯(lián)
須要高電量的便攜設備，通常是由兩節(jié)或更多省電池串聯(lián)上去的電瓶組供電。假如使用高電流的電瓶，導體和開關的規(guī)格可以做得很小。中等價錢的工業(yè)電動工具通常使用電流為12V至19.2V的電瓶供電；而中級電動工具使用電流為24V至36V的電瓶，以獲得更大的電力。車輛工業(yè)最終把啟動器的打火電瓶電流從12V（實際上是14V）提升到36V，甚至是42V。這種電瓶組是由18節(jié)串聯(lián)上去鎳鎘性電瓶組成。在初期的混和型車輛中，拿來供電的電瓶組，電流為148V。比較新的車型所使用的電瓶組，電流高達450V至500V，大部份是鎳基物理電板。一個電流為480V的鎳金屬氫電瓶組是由400節(jié)鎳金屬氫電瓶串聯(lián)而成。有一些混和型車輛也用鎳鎘性電瓶做過試驗。
42V的車輛用電瓶價錢高昂，但是，比起12V電板，它在開關上會形成更多的電弧。使用高電流電瓶組所帶來的另一個問題，就是有可能碰到電瓶組里的某一省電池失效的情況。這如同一個鏈條，串聯(lián)在一起的電瓶越多，出現(xiàn)此類情況的概率就越高。只要一省電池有問題，它的電流都會增加。到最后，一節(jié)“斷開”的電瓶可能會中斷電壓的輸送。而要更換“壞”電池也絕非易事，由于新老電瓶是互不匹配的。通常說來，新電瓶的容量要比老電瓶的高得多。
我們來看一個電板組的實例，第三省電池僅形成0.6V的電流，而不是正常的1.2V（圖1）。隨著工作電流的增長，它比正常電瓶組更快地達到放電結束的臨界點，同時，它的使用時間也隨之減短。一旦設備因電流過高而切斷電源，其余三節(jié)依舊完好的電瓶就不能把所儲存的電量送下來了。這時，第三省電池還呈現(xiàn)很大的電阻，若果此時還帶有負載，這么，將會造成整個電板鏈的輸出電流將大幅度下滑。在一組串行電瓶中，一節(jié)性能差的電瓶，如同是一個擋住水管的蓋子，會形成巨大的阻力，制止電壓流過去。第三省電池也會漏電，這將使終端的電流增加至3.6V，或則，使電瓶組鏈路斷掉并切斷電壓。一個電板組的性能是取決于電瓶組里最差的那塊電板的性能。
并聯(lián)
為了得到更多的電量，可以把兩個或則更多個電板并聯(lián)上去。不僅把電瓶并聯(lián)上去，另一個辦法是使用規(guī)格更大的電瓶。因為遭到可以選用的電瓶的限制，這個辦法并不適用于所有情況。據(jù)悉，大規(guī)格的電瓶也不適宜弄成專用電瓶所須要的外型尺寸。大部份的物理電瓶都可以并聯(lián)使用，而鋰離子電瓶最適宜并聯(lián)使用。由四省電池并聯(lián)而成的電瓶組，電流保持為1.2V，而電壓和運行時間則減小到四倍。
電瓶組的實例與電瓶串聯(lián)相比，在電瓶并聯(lián)電路中，高阻抗或“開路”電池的影響較小，而且，并聯(lián)電瓶組會降低負載能力，并減短運行時間。這就好比一個底盤只啟動了三個氣缸。電路漏電所導致的破壞會更大，這是由于，在漏電時，出現(xiàn)故障的電瓶會迅速地用盡其他電瓶里的電量，并導致火警（圖2）。
串并聯(lián)
使用串并聯(lián)這些聯(lián)接方式時，在設計上很靈活，可以用標準的電瓶規(guī)格達到所須要的額定電流和電壓（圖3）。應該注意：總功率不會由于電瓶的不同聯(lián)接方式而改變。功率等于電流乘電壓。
對鋰離子電瓶而言，串并聯(lián)的聯(lián)接方式很常見。最常用的一種電瓶組是18650（半徑為18mm，寬度為650mm）。它帶有保護電路，才能監(jiān)視串聯(lián)在一起的每一省電池，因而，它的最大實際電流為14.4V。這個保護電路也可以用于監(jiān)視并聯(lián)在一起的每一省電池的狀態(tài)。
家用電瓶
后面所提到的電瓶串聯(lián)和并聯(lián)的聯(lián)接方式，針對的是可充電電瓶組，這種電瓶組里的電瓶都是永久性地釬焊在一起的。不僅把幾個電板裝進安裝電瓶的電瓶室、串聯(lián)上去之外，里面講的這些規(guī)則也適用于家用電瓶。在把幾個電板串聯(lián)上去使用時，必須依照下邊的基本要求：
●保持電瓶的聯(lián)接點的潔凈。把四省電池串聯(lián)上去使用時，共有八個聯(lián)接點（電瓶到電瓶室的聯(lián)接點，電瓶室到下一省電池的聯(lián)接點）。每位聯(lián)接點都存在一定的內(nèi)阻，假如降低聯(lián)接點，有可能會影響整個電瓶組的性能。
●不要混用電瓶。當電瓶的電量不足時，更換所有的電瓶。在串聯(lián)使用時，要用同一種類型的電瓶。
●不要對不可充電型電瓶進行充電。對不可充電池進行充電時，會形成氫，有可能會導致爆燃。
●要注意電瓶的極性。假如有一省電池的極性裝反了，還會降低整串電瓶的電流，而不是降低電流。
●把早已完全放完電的電瓶從暫停使用的設備中取出。舊電瓶比較容易出現(xiàn)泄露和腐蝕的情況。酸性電瓶相對于碳鋅電瓶而言，問題不這么嚴重。
●不要把電瓶都置于一個袋子里，這樣可能會出現(xiàn)漏電。電瓶漏電會造成發(fā)熱，并引起火警。請把廢棄的電瓶置于小塑膠袋里，與外界絕緣。