通过前面的视频我们得知,从理论上讲,并联的特点是电流叠加,电压不变;而串联的特点是电压叠加,电流不变。根据电功率=电压×电流(P=U*I),若电压增加2倍(2U),则电功率增加2倍(2P=2U*I);若电流增加2倍(2I),则电功率也是增加2倍(2P=U*2I);
于是,有车友粉丝甚至喷子提出质疑,既然无论是电压增加2倍(2U),还是电流增加2倍(2I),电功率都是增加了2倍(2P=2U*I=U*2I),这说明无论是串联还是并联,太阳能板的发电功率都是一样的!
从理论上讲,对于额定电压、额定电流都分别相同,也就是同等规格的太阳能板,无论串联还是并联,其输出功率确实一样!只是因为串联方式若出现一块太阳能板有故障,会影响整个系统的工作,而并联方式可以避免单个模块故障对整个系统产生影响。若你对这样的故障不担心的话,对于同等规格的太阳能板,从理论上讲,串联与并联,太阳能板的发电功率都是一样的,当然是可以任意选择的。
然而,对于房车太阳能系统,要最大化的辅装太阳能板,需要避开顶置空调、车顶换气扇等设备设施的影响,那就只能将不同面积的太阳能板,也就是不同规格的太阳能板进行组合铺装了,就像我的房车太阳能板,就是这样的辅装方式。
我们先从理论上探讨清楚,把不同规格的太阳能板进行串联或并联后,看看电压、电流及输出功率有何变化?
情况一:电压相同、电流不同
比如:两块太阳能板,其额定电压、额定电流分别是18V/3A,18V/5A。串联后的电压为36V(18V+18V),而电流被限制在串联中的最低值3A,其输出功率为108W(P=36V×3A=108W)。并联后电压为18V,电流为8A(5A+3A),其输出功率为144W(P=18V×8A=144W)。由此可见,电压相同、电流不同的太阳能板串联或并联后,其输出功率是不一样的。
情况二:电压不同、电流相同
比如:两块太阳能板,其额定电压、额定电流分别是18V/5A,36V/5A。串联后的电压为54V(18V+36V),电流不变为5A,其输出功率为270W(P=54V×5A=270W)。并联后的电压被限制在最低值18V,电流之和为10A(5A+5A),其输出功率为180W(P=18V×10A=180W)。由此可见,电压不同、电流相同的太阳能板串联或并联后,其输出功率也是不一样的。
情况三:电压不同、电流不同
比如:两块太阳能板,其额定电压、额定电流分别是18V/3A,36V/5A。串联后电压为54V(18V+36V),电流被限制在串联中的最低值3A,其输出功率为162W(P=54V×3A=162W)。并联后电流为8A(3A+5A),但电压被限制在并联中的最低值18V,其输出功率为144W(P=18V×8A=144W)。由此可见,电压不同、电流不同的太阳能板串联或并联后,其输出功率还是不一样。
大家注意,将不同规格的太阳能板进行串联或并联,在不采取任何措施的情况下,当电压不同时,并联电压取决于小的那个电压,因为电压较高的太阳能板,将提供负载电流,使其输出电压下降到小的那个电压。当电流不同时,串联电流取决于小的那个电流,相当于小电流直接拉垮了大电流。
所以,从理论上讲,对于同等规格的太阳能板,无论串联还是并联,其输出功率确实一样!但是,当把额定电压、额定电流不尽相同,也就是将不同规格的太阳能板进行串联或并联,其输出功率就不一定相同了。
当然,对于不同规格的太阳能板,业界也有相应的解决方法。比如:电压不同的电池板并联时,分别串一个二极管后再并联,这样可使电压低的那个在并联时被电压高的那个嵌位,最终输出高压那个。电流不同的电池板并联时,分别并一个二极管再串联,可使二极管短路电流低的电池板,最终输出电流高的那块。
这些涉及到了比较专业的电气知识了,我们作为房车普通玩家,没有必要深究,记住以下干货常识即可:
一、相同额定电压、相同额定电流的太阳能板串联和并联后输出功率相同。
二、相同额定电压(不同额定电流)的太阳能板并联后才能输出最大功率。
三、相同额定电流(不同额定电压)的太阳能板串联后才能输出最大功率。
由此可见,太阳能板的串联输出电压高,而并联则输出电流大,没有什么优缺点之分,完全要根据自己的实际需要而定。
要提升电压就需要串联,缺点是电流值趋向于最小电流的太阳能板。要提高功率就需要并联,缺点是电压趋向于最小电压的太阳能板。太阳能板的连接方式,不是串联并联的优缺点决定的,而是要根据负载设备的电压决定串联数量、电流决定并联数量。
因此,我们在进行太阳能板的串并联设计和应用时,需要根据负载设备的具体情况,进行功率的计算和调节,以达到最佳的工作效果。如果既需要提升电压,也需要增大电流,那就要灵活采取串联与并联相结合的方式,也就是混联的方式来调整电压电流,以期达到自己的需求。
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