قبل الغوص في تفاصيل التكوينات المتسلسلة والمتوازية، من الضروري فهم المفاهيم الأساسية لتوصيل البطاريات. يمكن توصيل البطاريات بطرق متعددة لتحقيق نتائج مختلفة للجهد والسعة. التكوينان الأكثر شيوعًا هما:

1. تكوين السلسلة: توصيل البطاريات من طرف إلى طرف لزيادة الجهد.
2. التكوين المتوازي: توصيل البطاريات جنباً إلى جنب لزيادة السعة.

البطاريات المتسلسلة

يتضمن توصيل البطاريات على التوالي ربط الطرف الموجب لبطارية بالطرف السالب للبطارية التالية. يضيف هذا الترتيب بشكل فعال جهد كل بطارية مع الحفاظ على نفس السعة (أمبير/ساعة، Ah).

الخصائص الرئيسية:

• زيادة الجهد الكهربي: الجهد الكلي هو مجموع كل الفولتية الفردية للبطارية.
• السعة الثابتة: تظل السعة الإجمالية هي نفسها سعة البطارية الواحدة.
• التطبيق: مثالية للتطبيقات التي تتطلب جهداً كهربائياً أعلى، مثل المركبات الكهربائية والأدوات الكهربائية.

مثال على تكوين السلسلة:

• إذا قمت بتوصيل أربع بطاريات بجهد 12 فولت على التوالي، فسيكون إجمالي الجهد 48 فولت (12 فولت + 12 فولت + 12 فولت + 12 فولت)، بينما ستبقى السعة عند مستوى بطارية واحدة.

كيفية توصيل بطاريتين على التوالي

لتوصيل بطاريتين على التوالي:

1. وصِّل الطرف الموجب للبطارية الأولى بالطرف السالب للبطارية الثانية.
2. سيتم استخدام الأطراف الحرة المتبقية (سالب البطارية الأولى وموجب الثانية) للتوصيل بجهازك.

تضمن هذه الطريقة مضاعفة الجهد مع بقاء السعة كما هي.

البطاريات على التوازي

في التكوين المتوازي، يتم توصيل البطاريات عن طريق ربط جميع الأطراف الموجبة معاً وجميع الأطراف السالبة معاً. يزيد هذا الإعداد من السعة الإجمالية مع الحفاظ على نفس الجهد الكهربائي للبطارية الواحدة.

الخصائص الرئيسية:

• زيادة السعة: السعة الإجمالية هي مجموع كل سعات البطاريات الفردية.
• الجهد الثابت: يبقى الجهد الكلي كما هو في بطارية واحدة.
• التطبيق: مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أوقات تشغيل أطول، مثل أنظمة الطاقة الشمسية وإمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS).

مثال على التكوين المتوازي:

• إذا قمت بتوصيل أربع بطاريات بجهد 12 فولت على التوازي، فستكون السعة الإجمالية هي مجموع سعات جميع البطاريات، على سبيل المثال، إذا كانت سعة كل بطارية 100 أمبير، فسيكون الإجمالي 400 أمبير (100 أمبير + 100 أمبير + 100 أمبير + 100 أمبير + 100 أمبير)، بينما يبقى الجهد عند 12 فولت.

كيفية توصيل البطاريات على التوازي

لتوصيل البطاريات على التوازي

1. وصِّل جميع الأطراف الموجبة معاً.
2. وصِّل جميع الأطراف السالبة معاً.
3. استخدم الطرفين الموجب والسالب المدمجين للتوصيل بجهازك.

يضمن هذا التكوين زيادة السعة دون تغيير الجهد.

المزايا والعيوب

إيجابيات وسلبيات تكوين السلسلة

الإيجابيات:

• مخرجات الجهد العالي: مثالية للأجهزة التي تتطلب جهداً كهربائياً أعلى.
• أسلاك أبسط: أسهل إدارة في الأنظمة التي تحتاج إلى جهد عالي.

السلبيات:

• متطلبات السعة الموحدة: يجب أن تكون جميع البطاريات بنفس السعة وحالة الشحن.
• مخاطر الشحن الزائد: خطر محتمل إذا لم يتم شحن البطاريات بشكل منتظم.

إيجابيات التكوين المتوازي وسلبياته

الإيجابيات:

• وقت التشغيل الممتد: زيادة السعة يعني وقت استخدام أطول.
• التكرار: في حال تعطلت إحدى البطاريات يظل بإمكان البطاريات الأخرى العمل.
• قابلية التوسع: من السهل إضافة المزيد من البطاريات لزيادة السعة.

السلبيات:

• التعقيد في الشحن: يتطلب إدارة دقيقة لضمان الشحن المتساوي لجميع البطاريات.
• زيادة الوزن والمساحة: المزيد من البطاريات يعني المزيد من المساحة واعتبارات الوزن.

بطاريات سلسلة ديزي: الجمع بين السلسلة المتسلسلة والمتوازية

في بعض الحالات، قد يكون من المفيد في بعض الحالات الجمع بين التكوينات المتسلسلة والمتوازية على حد سواء، والمعروفة باسم سلسلة ديزي. يمكن أن توفر هذه الطريقة جهدًا أعلى وسعة أكبر.

مثال على تسلسل ديزي:

• وصِّل زوجين من البطاريات بجهد 12 فولت على التوالي للحصول على مجموعتين بجهد 24 فولت.
• ثم قم بتوصيل هاتين المجموعتين على التوازي لتحقيق تكوين يوفر 24 فولت مع زيادة السعة.

يمكن أن يكون هذا الإعداد مفيدًا بشكل خاص في تطبيقات مثل أنظمة الطاقة المتجددة حيث يتطلب الأمر جهدًا عاليًا ووقت تشغيل طويل.

خطر توصيل البطاريات على التوازي

في حين أن توصيل البطاريات بالتوازي يوفر العديد من الفوائد، إلا أنه لا يخلو من المخاطر. توصيل البطاريات على التوازي خطر تدور في المقام الأول حول إمكانية الشحن والتفريغ غير المتكافئين، مما قد يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية وحتى تعطلها.

نصائح السلامة:

• استخدام بطاريات متطابقة: تأكد من أن جميع البطاريات لها نفس الجهد والسعة.
• الصيانة الدورية: افحص التوصيلات وصحة البطارية بانتظام.
• استخدام أنظمة إدارة البطارية (BMS): تنفيذ نظام إدارة المباني لمراقبة الشحنة وموازنتها.