태양광 패널 직렬 & 배터리 병렬 연결: 12/24/48V 시스템 배선 가이드

배터리 병렬 연결 및 PV 패널 직렬 연결 – 12-24-48V 설치

일반적으로 주거용 PV 패널 설치 시스템에서 태양광 패널과 배터리 모두 12V 시스템이 매우 흔합니다. 더 복잡하고 중부하 시스템에서는 특정 시스템 요구사항에 따라 24, 36, 48, 72VDC 등이 사용됩니다.

24V DC 태양광 패널 시스템의 경우, 배터리와 태양광 패널 모두 병렬 연결로 배선할 수 있습니다. 동일한 24VDC 시스템은 태양광 패널을 병렬로, 배터리를 직렬로 연결하여 달성할 수도 있습니다(예: 배터리 전압의 2배 정격 태양광 패널인 경우 - 24V 패널 병렬, 12V 배터리 직렬).

단일 12V 태양광 패널을 충전 컨트롤러를 통해 12V 배터리에 연결하여 단순한 12VDC 시스템을 구현할 수 있습니다. 여러 유닛의 경우, 12V DC 시스템에서는 배터리와 PV 패널 모두 병렬로 연결해야 합니다.

하지만 다음 배선 구성은 일반적인 경우와 다소 이상하고 복잡합니다. 보통 이러한 종류의 PV 패널 구성을 볼 수 없지만, 시스템 필요에 따라 존재합니다. 병렬 연결된 태양광 패널과 직렬 연결된 배터리에 대해 이야기합니다.

태양광 패널 전압 정격이 배터리의 절반일 때(예: 6V PV 패널과 12V 배터리, 또는 12V 태양광 패널과 24V 배터리) 다중 전압 시스템에 이 배선을 할 수 있습니다. 12V 태양광 패널을 24V 배터리 뱅크에 직접 연결하는 것은 좋은 생각이 아닙니다. 이제 태양광 패널을 직렬로, 배터리를 병렬로 연결하여 PV 패널과 배터리 전압 정격을 같은 수준으로 맞추는 방법을 살펴보겠습니다.

• 관련 글: 태양광 패널 병렬 & 배터리 직렬 연결 방법? 24V 시스템

태양광 패널 직렬 연결

직렬로 연결된 두 개의 태양광 패널(음극을 양극에, 그 반대도 동일하게)은 각각 12V(또는 6V, 24V 등), 10A, 120W입니다. 직렬 연결에서는 전압이 가산되고 각 분기에서 전류는 동일하다는 것을 알고 있습니다. 전압은 다르지만 전류는 직렬 연결에서 동일합니다. 이렇게 하면

직렬 연결된 태양광 패널의 전류

I₁ = I₂ = I₃ …… I_n

즉,

10A = 10A = 10A

직렬 연결된 태양광 패널의 전압

V₁ + V₂ + V₃ …… + V_n

즉,

12V + 12V = 24V

• 관련 글: 24V 시스템을 위한 태양광 패널 & 배터리 직렬 연결 방법

배터리 병렬 연결

배터리는 태양광 패널 연결과 반대로 연결됩니다. 즉, 배터리는 병렬로 연결됩니다(양극을 양극에, 음극을 음극에). 배터리 정격이 24V(또는 12V, 48V), 100Ah라고 가정하면,

병렬 연결된 배터리의 전류

I₁ + I₂ + I₃ …… + I_n

즉,

100Ah + 100Ah = 200Ah

병렬 연결된 배터리의 전압

V₁ = V₂ = V₃ …… = V_n

즉,

24V = 24V = 24V

주의사항:

• 동일 정격의 태양광 패널만 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니다. 즉, 6V PV 패널을 12V 또는 24V PV 패널과 연결해서는 안 됩니다.
• 마찬가지로 동일 정격의 배터리만 직렬 또는 병렬 구성으로 연결해야 합니다. 즉, 6V 배터리를 12V 배터리와 연결해서는 안 됩니다.

알아두면 좋은 점:

배터리의 직렬 연결은 Ah 용량을 증가시키지 않습니다. 전압 레벨만 증가시키고 전류는 직렬 연결에서 동일하게 유지됩니다. 배터리의 Ah(암페어시) 용량을 늘리고 싶다면 병렬로 연결하세요. 전압은 동일하게 유지되면서 셀의 Ah 용량이 증가합니다. 태양광 패널의 직렬 및 병렬 연결도 마찬가지입니다.

• 관련 글: 12V 시스템을 위한 태양광 패널 & 배터리 병렬 연결 방법

다음 배선도는 두 개의 12V(*6 또는 24V), 10A, 120W 태양광 패널이 직렬로 연결되어 태양광 충전 컨트롤러와 인버터를 통해 두 개의 24V(*6 또는 24V) 100Ah 병렬 연결된 배터리에 연결되는 것을 보여줍니다. 이렇게 원하는 12V, 24V 또는 48VDC 시스템을 얻습니다.

정상적인 햇빛(주간) 동안 태양광 패널이 배터리를 충전(야간/그림자 시 백업 전력으로 에너지 저장)하고 24VDC 부하뿐만 아니라 자동 UPS 배선을 통해 120V/230V AC 부하에도 전원을 공급할 수 있습니다. 전체 프로세스는 수동 절체/ATS 스위치 시스템 없이 자동 인버터/UPS 사용으로 자동으로 수행됩니다.