US @@@

Hoe moet je accu's in serie schakelen om de spanning te verhogen?

12 Volt AGM cellpower accu model CPC 90-1212 Volt AGM CellPower accu
model CPC 90-12 (90 Ah - 12 V)

Je wilt voor je 220V omvormer een accuspanning gebruiken van 24V, wellicht 36V of zelfs 48V. Maar je kan geen accu kopen die 24, 36 of 48 Volt levert. Maar dat is geen probleem, je kan accu's in serie schakelen waardoor de spanning van de gezamenlijke accu's hoger wordt. In dit artikel leggen we uit hoe je accu's in serie schakelt om spanningen van 24, 36 of 48 Volt te realiseren. Tevens gaan we in op de problemen en nadelen van deze techniek. Maar maak je geen zorgen, dit is een hele normale toegepaste techniek die overal om je heen toegepast wordt. Sterker nog, een 12 Volt accu blijkt, zonder dat je het weet, ook al een serieschakeling van zes accu cellen van 2 Volt (samen dus 6 x 2 Volt=12 Volt) te zijn.

Voor de minder ervaren technici onder ons een waarschuwing: wanneer je een fout maakt tijdens het aansluiten van accu's kan dit desastreuze gevolgen hebben. Grote vonken en wellicht smeltende kabels. Je bent dus gewaarschuwd.

Eenheden kort verklaard

V = Volt = spanning (formele afkorting: U)
A = Ampère = stroom (formele afkorting: I)
W = Watt = vermogen (formele afkorting: P)
Watt = Volt x Ampère
Energie = vermogen x tijd (formele afkorting J of Joule) maar in onze artikelen hanteren we Wh.
Capaciteit (bij accu's) = Ah (Ampère x hour) deze waarde geeft aan hoeveel stroom (A) kan leveren gedurende een bepaalde tijd (h) hour of uur.

Waarom zou je accu's in serie schakelen bij gebruik van een omvormer?

De allerbelangrijkste reden dat je geen 12 Volt maar 24 Volt, 36 Volt of zelfs 48 Volt gebruikt voor je omvormer is dat wanneer de spanning toeneemt automatisch de stroom afneemt (bij gelijkblijvend vermogen). Daardoor heb je minder spanningsverliezen en hoeven je accukabels minder dik te zijn. Daarnaast werkt de omvormer vaak ook nog een klein beetje efficiënter bij een hoger spanning.

Door accu's in serie te schakelen neemt de spanning toe, en neemt bij gelijkblijvend afgenomen vermogen, de stroom uit de accu af. Een voorbeeld: stel de omvormer levert een vermogen van 480 Watt en de accu heeft een spanning van 12 Volt. De stroom die je accu moet leveren en door je accukabels stroomt is in dat geval 480 Watt / 12 Volt = 40 Ampère.

Stel dat je gekozen had voor 24 Volt accu's en een bijbehorende 220V omvormer die op 24V werkt, dan was bij een gelijkblijvend vermogen van 480 Watt de stroom gedaald tot: 480 Watt / 24 Volt = 20 Ampère. Dat is niet alleen fijn voor de accu, die eigenlijk niet houdt van het leveren van grote stromen, maar dit heeft vooral een positieve uitwerking op de bekabeling tussen de accu's en de omvormer. Door die kabels gaat een kleinere stroom lopen. Daardoor zullen de spanningsverliezen in je accukabels en aansluitingen afnemen, of je kan besluiten minder dikke kabels aan te schaffen.

Het in serie schakelen van accu's zal je vooral doen als je op de omvormer apparaten gaat aansluiten met grote vermogens zoals waterkokers, koffiezet apparaten, magnetron, föhn of inductie kookplaat. Want dan stromen grote stromen door de accukabels. Ga maar na: een waterkoker heeft bijvoorbeeld een vermogen van 2000 Watt. Wanneer je een omvormer gebruikt waarop je een 12 Volt accu aansluit dan zal de accu belast worden met een ontlaadstroom van: 2000 Watt / 12 Volt = 166 Ampère. Als je weet dat thuis de zekering maximaal 16 Ampère kan verdragen dan zie je dus dat hier een zeer grote stroom gaat vloeien die tien keer zo hoog is.

Overigens is het gebruik van een 12 Volt naar 220 Volt omvormer in dit voorbeeld niet absurd, als je de juiste (zeer dikke) accukabels gebruikt en juiste aansluitmaterialen is het zeker mogelijk, maar het kan eenvoudiger. Wanneer je een omvormer aanschaft die geen 12 Volt maar 24 Volt accu's gebruikt, zal de stroom met een factor twee afnemen: 2000 Watt / 24 Volt = 83 Ampère. Dit houdt in dat de spanningsverliezen in de accukabels en verbindingen met een factor twee zullen afnemen. Pas je een 48 Volt naar 220 Volt omvormer toe dan zal de stroom in dit voorbeeld zelfs afnemen naar 42 Ampère.

Realiseer dat een 12 Volt naar 220 Volt omvormer alleen maar met 12 Volt kan werken, zodra je een spanning van 24 Volt of zelfs 38 Volt aansluit zal de omvormer defect raken. Voor de aanschaf van een omvormer moet je dus bedenken hoeveel Volt de omvormer moet zijn. Realiseer ook dat bij een 24 Volt omvormer je minimaal twee accu's (of een veelvoud) nodig hebt. Bij een 48 Volt naar 220 Volt omvormer vereist dit minimaal vier accu's (of een veelvoud daarvan).

serie schakeling accu's 24V
twee in serie geschakelde 12 Volt accu's leveren samen een spanning van 24 Volt

Series schakeling: een hogere spanning realiseren met accu's, van 12V naar 24V, 36V of 48V

Wanneer je een spanning wilt maken van 24 Volt of hoger moet je accu's in serie schakelen. Bij het in serie schakelen mag je de spanning van de in serie geschakelde accu's bij elkaar optellen. Hiernaast een serie schakeling van twee 12V accu's die samen 2x12V=24V leveren. Dit serie schakelen realiseer je door de pluspool van accu 1 te verbinden met de min pool van accu 2 (de zwarte kabel in de illustratie hiernaast). Op beide accu's hou je nu twee niet aangesloten polen over. Op accu 1 is dat de min pool en op accu 2 is dat de plus pool. Dat zijn dan je nieuwe aansluitingen van je (samengestelde) 24 Volt accu. Je hebt dus een 24 Volt accu gebouwd op basis van twee 12 Volt accu's. Wanneer je 48 Volt wilt gebruiken voor de omvormer moet je vier accu's in serie schakelen.

serie schakeling accu's 48V
vier in serie geschakelde 12 Volt accu's leveren samen een spanning van 48 Volt

Wat zijn de gevolgen van het in serie schakelen van accu's?

De capaciteit in Ah neemt niet toe, wel de te leveren energie

Een accu heeft een bepaalde capaciteit. Deze wordt uitgedrukt in Ah (Ampère uur). Wanneer je accu's in serie schakelt neemt wel de spanning toe maar de capaciteit niet. Dus twee in serie geschakelde 100 Ah accu's van 12 Volt leveren, als je ze in serie schakelt, een accu op van 24 Volt met een capaciteit van (nog steeds) 100 Ah. Wel neemt natuurlijk de hoeveelheid te kunnen leveren energie toe. Energie = vermogen x tijd. En vermogen wordt uitgedrukt in Watt. Dus kan je schrijven: Energie = Watt x tijd. En Watt = Volt x Ampère. Dus Energie = Volt x Ampère x tijd. Anders geschreven: Energie = VAh.

We bekijken eerst een enkele accu van 12V en een capaciteit van 100 Ah. Zo'n accu kan 12V x 100Ah = 1200 VAh leveren. Deze accu kan dus 1200 VAh = 1200 Wh = 1200W voor 1h (1 uur) leveren. Als we twee accu's in serie schakelen neemt alleen de spanning toe, de Ah waarde blijft gelijk. Als je twee accu's van 100 Ah in serie schakelt wordt de spanning 24V maar de capaciteit blijft 100 Ah. Maar de twee accu's leveren een hoeveelheid energie gelijk aan: 2 accu's x 12V x 100 Ah = 2400 VAh = 2400 Wh = 2400 Watt gedurende 1h (1 uur) of 1200 Watt gedurende 2 uur.

Voorwaarden voor het in serie schakelen van accu's

Voordat je accu's in serie schakelt moeten de accu's individueel geheel geladen zijn. Dit garandeert dat de accu's een gelijke lading hebben op het moment dat ze in serie worden gezet. Dit is een zeer belangrijke vereiste bij een serieschakeling en zorgt voor een maximalisatie van de levensduur van de accu's.

Wanneer je accu's in serie schakelt moet je voldoen aan alle onderstaande eisen, negeer er geen een!

  • De plus pool van de eerste accu aansluiten op de min pool van de tweede accu (eventueel de plus pool van de tweede aansluiten op de min pool van de derde, et cetera).
  • De eerste en laatste accu hebben een vrije niet aangesloten accu pool. Bij de eerste accu is dit de plus pool bij de laatste accu is dat de min pool (of net andersom, het is maar hoe je neerzet). Die niet aangesloten plus en min pool zijn je "nieuwe" accupolen. Deze sluit je aan op de omvormer/lader.
  • Alle accu's moeten exact gelijke typen zijn*
  • Alle accu's moeten een gelijke capaciteit (in Ah) hebben**.
  • De productiedatum en het gebruik (aantal keren dat ze geladen / ontladen zijn) moet overeenkomen (een heel klein beetje speling mag maar liever niet, hou een maximaal verschil aan van 6 maanden en/of een maximaal verschil van 75 ontlaad/laad cycli).
  • Een defecte accu vervangen in een serieschakeling moet je nooit doen; dan moeten alle accu's vervangen worden.
  • Overtuig je dat de gekozen accu in serie geschakeld mag worden. Bij Gel en AGM accu's is dit geen probleem maar LiFePO4 (LFP) accu's is dit meestal niet mogelijk.

Controle van in serie geschakelde accu's

Meet regelmatig, bijvoorbeeld eens per maand, de spanning van de individuele accu's als deze volledig geladen zijn. Zijn de spanningsverschillen tussen de accu's groter dan 0,2 Volt dan houdt dit in dat de accu's "uit balans" zijn en waarschijnlijk vervanging noodzakelijk is.

* accu's heb je in honderden uitvoeringen, niet alleen in de gebruikte materialen zoals Gel of AGM maar ook de opbouw van de "platen". Door de keuze van materialen en structuur kan de fabrikant een accu voor een bepaald doel optimaliseren zoals gebruik in noodverlichting, recreatief gebruik, startaccu of in een golfkarretje. Meng nooit verschillende typen met elkaar. Ter illustratie: Cellpower heeft vele verschillende AGM accutypen/families. Op het moment van schrijven waren dat de accu's waarvan het typenummer begint met CP, CPC, CPL, CPH, CPT, CPX, CPW en CPF. Dit zijn allemaal verschillende accutypen die je onderling niet moet combineren in een serieschakeling.

** Is de ene accu bijvoorbeeld 100 Ah dan moet de andere accu ook 100 Ah zijn. Combineer nooit, als voorbeeld, een 90 Ah en een 100 Ah accu.


Foutje of aanvulling? Stuur ons een reactie.

home­ >12v naar 220v omvormers >serie parallel schakelen accu's

contact   voorwaarden   disclaimer   privacybeleid   over ons  
wij gebruiken cookies
dat accepteer ik
meer informatie