-
Module 0: Introductie
-
Module 1: Basis Elektriciteit
-
Module 2: Het Systeem & Componenten
-
Module 3: Batterijen
-
Module 4: Laadbronnen
-
Module 5: Verbruikers & Omvormers
-
Module 6: Verbruiksanalyse
-
Module 7: Dimensionering
-
Module 8: Bekabeling & Veiligheid
-
Module 9: Ontwerp & Schema
-
Module 10: Installatie
-
Module 11: Configuratie & Testen
-
Module 12: Troubleshooting & Expert
Les 1.4 β Serie- en parallelschakelingen
Serie- en parallelschakelingen
- Het verschil uitleggen tussen een serie- en een parallelschakeling
- Berekenen wat de totale spanning en capaciteit is bij batterijen in serie of parallel
- Berekenen wat de totale spanning en stroom is bij zonnepanelen in serie of parallel
- De veiligheidsrisico's begrijpen van het mixen van ongelijke batterijen
- Een 2S2P-configuratie herkennen en de resulterende spanning en capaciteit berekenen
Waarom serie en parallel?
In de vorige lessen heb je geleerd wat spanning, stroom, weerstand en vermogen zijn. Maar in een camper werk je bijna nooit met slechts een enkele batterij of een enkel zonnepaneel. Je wilt meer energie opslaan, of een hoger voltage bereiken voor je systeem.
Daarvoor heb je twee basismanieren om componenten te combineren:
- Serieschakeling (achter elkaar) β de spanning telt op
- Parallelschakeling (naast elkaar) β de capaciteit telt op
Heb je een 24V-systeem nodig? Dan schakel je twee 12V-batterijen in serie. Wil je juist langer op je batterij kunnen teren zonder meer spanning? Dan schakel je parallel. In deze les leer je precies hoe beide schakelingen werken, hoe je ermee rekent, en welke veiligheidsregels je moet respecteren.
Serieschakeling β achter elkaar
Bij een serieschakeling sluit je de pluspool van de ene batterij aan op de minpool van de volgende. De componenten vormen een ketting: de stroom volgt een enkel pad door alle onderdelen heen.
Elke batterij voegt zijn spanning toe aan het totaal. Twee batterijen van 12V in serie leveren samen 24V.
Dezelfde stroom vloeit door alle componenten. De stroom kan nergens anders heen β er is maar een pad.
Wateranalogie: stel je twee watertanks voor die je boven op elkaar stapelt. De druk (spanning) aan de onderkant is de som van beide tanks. Maar de hoeveelheid water (capaciteit) die erin past, is niet meer dan die van een enkele tank β je hebt de tanks niet breder gemaakt, alleen hoger gestapeld.
Parallelschakeling β naast elkaar
Bij een parallelschakeling verbind je alle pluspolen met elkaar en alle minpolen met elkaar. De stroom heeft nu meerdere paden om door te lopen β elk parallel pad draagt bij aan de totale stroom.
Alle batterijen delen dezelfde spanning. Twee batterijen van 12V parallel leveren nog steeds 12V.
De totale opslag is de som van alle batterijen. Twee keer 100Ah parallel geeft 200Ah.
Wateranalogie: stel je twee watertanks naast elkaar voor, met buizen aan de onderkant met elkaar verbonden. De druk (spanning) is dezelfde als bij een enkele tank β de tanks staan immers op dezelfde hoogte. Maar de totale hoeveelheid water (capaciteit) is verdubbeld.
Schema: Serieschakeling
Hieronder zie je twee 12V-batterijen in serie geschakeld. De blauwe puntjes stellen elektronen voor die door het circuit stromen. Merk op: de spanning telt op tot 24V.
Schema: Parallelschakeling
Hieronder zie je twee 12V/100Ah-batterijen parallel geschakeld. Beide pluspolen zijn met elkaar verbonden, beide minpolen ook. De spanning blijft 12V, maar de capaciteit verdubbelt tot 200Ah.
Batterijen in serie vs. parallel
De onderstaande tabel vat het kernverschil samen. Let op: de totale energie (Wh) is in beide gevallen gelijk β je verdeelt hem alleen anders over spanning en capaciteit.
| Serie | Parallel | |
|---|---|---|
| Spanning (V) | Telt op | Blijft gelijk |
| Capaciteit (Ah) | Blijft gelijk | Telt op |
| Voorbeeld 2 x 12V/100Ah | 24V / 100Ah | 12V / 200Ah |
| Energie (Wh) | 2.400 Wh | 2.400 Wh |
| Toepassing camper | 24V-systeem | Meer autonomie |
Zonnepanelen in serie en parallel
Dezelfde principes gelden voor zonnepanelen, maar hier spreken we over Voc (open circuit spanning β de maximale spanning zonder belasting) en Isc (kortsluitstroom β de maximale stroom bij kortsluiting).
- Voc telt op
- Isc blijft gelijk
- Gunstig voor MPPT-laadregelaar: hogere ingangsspanning = efficienter
- Nadeel: als een paneel in de schaduw staat, remt het de hele string af
- Voc blijft gelijk
- Isc telt op
- Beter bij gedeeltelijke schaduw: schaduwpaneel remt alleen zichzelf af
- Nadeel: hogere stroom vereist dikkere kabels
Veiligheid: nooit ongelijke batterijen mixen
Schakel NOOIT batterijen van verschillend type, leeftijd of capaciteit in serie of parallel. Dit geldt voor:
- Verschillend type: LiFePO4 + AGM samen is levensgevaarlijk
- Verschillende leeftijd: een oude en een nieuwe batterij van hetzelfde merk
- Verschillende capaciteit: een 100Ah en een 200Ah batterij samen
Waarom? Elke batterij heeft een eigen interne weerstand. Bij ongelijke batterijen verdeelt de laadstroom zich ongelijk. De zwakkere batterij wordt overbelast, kan oververhitten, gas vormen, of in het ergste geval in brand vliegen. Gebruik altijd identieke batterijen van dezelfde productiecharge.
Rekenopgaven
Pas je kennis toe op deze vijf opgaven. Klik op een tab en werk de opgave stap voor stap uit. Controleer daarna je antwoord.
Je hebt twee identieke LiFePO4-batterijen van 12V / 100Ah. Je schakelt ze in serie voor je 24V camper-systeem.
Toon uitwerking
Formule serie: Utotaal = U1 + U2
Utotaal = 12V + 12V = 24V
Bij serie blijft de capaciteit gelijk:
Ahtotaal = 100Ah
Je hebt twee identieke LiFePO4-batterijen van 12V / 100Ah. Je schakelt ze parallel voor meer autonomie in je camper.
Toon uitwerking
Formule parallel: Ahtotaal = Ah1 + Ah2
Ahtotaal = 100Ah + 100Ah = 200Ah
Bij parallel blijft de spanning gelijk:
Utotaal = 12V
Je hebt drie identieke zonnepanelen met Voc = 18V en Isc = 6A. Je schakelt ze in serie voor je MPPT-laadregelaar.
Toon uitwerking
Serie: spanning telt op, stroom blijft gelijk
Voc totaal = 18V + 18V + 18V = 54V
Isc totaal = 6A (ongewijzigd)
Vermogen:
Pmax = Voc x Isc = 54V x 6A = 324W
(Of per paneel: 18V x 6A = 108W, x 3 = 324W)
Dezelfde drie panelen (Voc = 18V, Isc = 6A) schakel je nu parallel.
Toon uitwerking
Parallel: stroom telt op, spanning blijft gelijk
Voc totaal = 18V (ongewijzigd)
Isc totaal = 6A + 6A + 6A = 18A
Vermogen:
Pmax = Voc x Isc = 18V x 18A = 324W
(Zelfde totaal vermogen als in serie!)
Je hebt vier identieke batterijen van 12V / 200Ah. Je wilt een 24V-systeem met zoveel mogelijk capaciteit. Je kiest een 2S2P-configuratie: twee paren van twee in serie, die paren vervolgens parallel.
Toon uitwerking
Stap 1 β Serie (2S): twee batterijen in serie per paar
Upaar = 12V + 12V = 24V
Ahpaar = 200Ah (ongewijzigd)
Stap 2 β Parallel (2P): twee paren parallel
Utotaal = 24V (ongewijzigd)
Ahtotaal = 200Ah + 200Ah = 400Ah
Totale energie:
E = U x Ah = 24V x 400Ah = 9.600 Wh = 9,6 kWh
Flashcards β test jezelf
Beweeg je muis over een kaart (of tik erop op mobiel) om het antwoord te zien.
stroom blijft gelijk
Batterijen achter elkaar
capaciteit telt op
Batterijen naast elkaar
verdubbelt spanning
EN capaciteit
Keuzevragen
B) 6V
C) 24V
D) 48V
Toon antwoord
Bij een serieschakeling telt de spanning op: 12V + 12V = 24V. De capaciteit (Ah) blijft ongewijzigd.
B) 100Ah
C) 200Ah
D) 400Ah
Toon antwoord
Bij een parallelschakeling telt de capaciteit op: 100Ah + 100Ah = 200Ah. De spanning blijft gelijk.
B) Het is te duur
C) Ongelijke interne weerstand veroorzaakt onevenwichtige lading
D) Het werkt gewoon niet
Toon antwoord
Een oudere batterij heeft een hogere interne weerstand. Daardoor verdeelt de laadstroom zich ongelijk, wat kan leiden tot oververhitting en zelfs brand. Gebruik altijd identieke batterijen.
B) De spanning
C) Beide
D) Geen van beide
Toon antwoord
In serie telt de spanning op: 3 x 18V = 54V. De stroom blijft 6A. Dit is het kernprincipe: serie = spanning optellen.
Er zijn momenteel geen reacties.