ソーラーパネル＆バッテリー直列接続ガイド：信頼性の高い24Vシステム構築

ソーラーパネルとバッテリーの直列接続と自動UPSシステム – 24V設置ガイド

このソーラーパネル配線設置チュートリアルでは、2枚のソーラーパネルとバッテリーを直列接続し、自動UPS/インバーターを用いて120V-230V AC負荷、バッテリー充電、チャージコントローラーからの直流DC負荷に対応する方法を紹介します。

PVパネルとバッテリーは12-24-36Vなどの範囲で入手可能です。最も一般的なのは12Vシステムです。明らかに、直列接続はソーラーパネルとバッテリー設置ではあまり一般的ではありません。システムが電圧レベルのみを上昇させる（12VDCから24VDCへ）ため、これは24Vインバーターシステムでのみ適用可能だからです。つまり、追加負荷をこのシステムで賄うことはできず、バッテリー充電プロセスも並列接続と比較して遅くなります。これは、バッテリーとPVパネルの両方で直列接続時のアンペア容量が同じままであるためです。

ほとんどのソーラーパネルとバッテリーは12/24/36Vなどで提供されます。システムに容量を追加したい場合、並列構成で配線する必要があります。単一バッテリーでシーリングファンを6時間駆動できる場合、同じ容量のバッテリー2個を並列接続すれば、同じファンを12時間（ほぼ2倍）駆動可能です。さらに、並列接続された2枚のソーラーパネルはバッテリーをより速く充電し、追加負荷にも電力供給できます。

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このセットアップは、24Vインバーターシステムの場合に必要です。このため、PVパネルと12Vバッテリーを直列接続して所望の電圧レベルを得ます。複数のソーラーパネルとバッテリーを直列、並列、または直並列で配線して、12V、24V、36V、48V DCシステムを構築できることに注意してください。

直列接続では電流は同じで電圧レベルが異なる、つまり電圧が直列接続で加算されることを知っています。これにより、ソーラーパネルとバッテリーの両方の電圧レベルが加算されます。言い換えると、ソーラーパネルとバッテリーからの12VDC（直列接続）では：

V₁ + V₂ + V₃ … + Vₙ

すなわち：

12V + 12V = 24V

バッテリーのアンペアアワー（Ah）およびソーラーパネルの電流は同じままです（直列接続）：

I₁ = I₂ = I₃ … Iₙ

5A = 5A = 5A …（ソーラーパネル）

100Ah = 100Ah = 100Ah …（バッテリー）

注： バッテリーのアンペアアワー容量（Ah）（およびソーラーパネルの電圧レベル）は、直列または並列接続時、すべてのバッテリーで同一でなければなりません。

これにより、24V DCインバーターシステムに必要な24V DCが得られます。インバーター出力（120Vまたは230VAC）は直接AC負荷（扇風機、電球など）に接続されます。さらに、ソーラーチャージコントローラーのDC出力端子に直接接続されたDC負荷にも電力供給可能です。

2枚以上のソーラーパネルとバッテリーを直列接続するには、図示の通り、ソーラーパネルまたはバッテリーの正極を別のソーラーパネルまたはバッテリーの負極に、負極を正極にそれぞれ接続します（それぞれの極性を守って）。

以下の配線図は、ソーラーパネルがバッテリーを充電し、バッテリーとインバーターを介してAC負荷にも電力供給する様子を示しています。日陰/夜間（ソーラーパネルから発電がないとき）には、バッテリーがバックアップ電力として使用され、インバーター経由でAC負荷に電力供給されます。この全プロセスはUPSにより自動的に行われ、手動操作や切替/ATSスイッチなしで複数負荷のON/OFFが可能です。

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