Se il cavo è lungo o abbastanza piccolo da essere attraversato da una significativa caduta di tensione, significa che nella seconda configurazione ogni batteria vedrà un carico notevolmente diverso.

La batteria più lontana dal carico vede i fili lunghi come una resistenza in serie al carico. Pertanto, verrà assorbita meno corrente da questa batteria.

La batteria più vicina al carico vede pochissima resistenza dai fili in serie con il carico. Pertanto, verrà assorbita più corrente da questa batteria.

Pertanto, la batteria più vicina al carico si scaricherà più velocemente delle altre. Questo probabilmente non va bene, poiché mette più usura su quella batteria.

C'è anche un problema simile con una resistenza dissimile tra le batterie dal punto di vista del controller di carica. Quando le batterie non sono piene, la batteria più vicina al regolatore di carica assorbirà più corrente. Solo se si sta caricando a una corrente sufficientemente bassa da rendere significativa la caduta di tensione attraverso il cavo, tutte e tre le batterie raggiungeranno una carica uguale.

Forse se i carichi sono anche distribuiti sul cavo, potrebbe esserci qualche merito a questo sistema. Tuttavia, in tal caso, penso che potrebbe avere più senso far funzionare ogni carico da una batteria indipendente.

Direi che la soluzione migliore è usare un filo più spesso, che ridurrà la resistenza di quel filo, e di conseguenza la caduta di tensione e la perdita di energia (e il rischio di incendio, assumendo un interruttore di circuito opportunamente selezionato).

Un'altra soluzione è aumentare la tensione su un'estremità, quindi diminuire la tensione sull'altra fine. O semplicemente progettare l'intero sistema per funzionare a una tensione più elevata. Mantenendo costante la potenza, aumentando la tensione diminuisce la corrente e di conseguenza le perdite resistive nel cablaggio. Questa è proprio la tecnica utilizzata dalle utenze elettriche, dove i cavi sono ancora più lunghi.

A volte, in questo tipo di sistema, ha senso far funzionare il sistema di immagazzinamento e distribuzione dell'alimentazione a una tensione più elevata, ad esempio 36 V o 48 V, e utilizzare convertitori CC-CC a punto di carico per fornire le tensioni specifiche necessarie da ogni carico.

Le correnti che fluiscono nei fili lunghi saranno ridotte dello stesso fattore (cioè 1/3 o 1/4) e le perdite I ² R sarà 1/9 o 1/16. Questo può più che compensare le perdite nei convertitori CC-CC.

Le tue perdite resistive saranno significative a meno che il filo non sia molto spesso. 120 m di cavo da 16 awg hanno una resistenza di 1,6 Ohm o 1,6 volt per amp. anche 10 awg perderanno 0,2 V per amplificatore. Suggerisco di seguire il consiglio di Dave e di passare a 48V. Utilizza un caricabatterie solare da 48 V per caricare 4 batterie da 12 V in serie e collegalo a un convertitore da 48 V a 12 V vicino al carico.

La tua soluzione peggiorerà le cose. La prima batteria verrà caricata più velocemente e scaricata più lentamente. L'ultima batteria verrà caricata più lentamente e scaricata più velocemente. Dopo molti cicli, la prima batteria rimarrà per lo più carica e l'ultima batteria rimarrà per lo più scarica, lasciando la batteria centrale a fare la maggior parte del lavoro. Quando si collegano le batterie in parallelo, devono essere collegate in questo modo

^{simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab}

In modo che il percorso attraverso ciascuna batteria abbia la stessa lunghezza.

Distribuire le batterie come mostrato non sarà di grande aiuto come Phil ha menzionato sopra.

Quello che devi fare è determinare dove si trova il flusso di corrente più elevato e ridurre al minimo la distanza del filo. Se si dispone di un carico di corrente elevato, ma un caricabatterie a bassa corrente, inserire le batterie dal carico. Ciò ridurrà al minimo le perdite di cavo.

La soluzione migliore è semplicemente usare un cavo più pesante, o anche una buss-bar, a seconda della capacità di carica effettiva, della capacità della batteria e del carico.

Il tuo problema è che non stai utilizzando un "sistema solare domestico". Stai usando un sistema progettato per roulotte / camper / barche e gli stai facendo fare qualcosa per cui fondamentalmente non è progettato.

Se vuoi farlo davvero, hai bisogno di qualcosa che aumenterai la tensione, in modo da poter fornire energia a casa tua con perdite minime. In genere il modo più semplice per farlo sarebbe acquistare un inverter dallo scaffale e installarlo sul banco della batteria. Quindi hai AC a livello di rete che guida la tua casa, quindi le perdite di trasmissione sono molto inferiori. E poi puoi quindi utilizzare tutti i tuoi normali apparecchi AC, lampadari, ecc., Invece di utilizzare apparecchi 12V DC.

Lo schema di connessione bus è realizzabile, ma non ottimale. Una variante di connessione elettrica sarebbe quella di cablare un LOOP intorno alla casa, di + 12V e terra, e posizionare più batterie e carichi attorno al loop. Ciò significa che l'elettricità a un carico proviene da batterie posizionate in senso orario e da batterie posizionate in senso antiorario (e tutti i punti in un anello di 60 m non sono più di 30 m da una data batteria).

La soluzione comune per la distribuzione dell'alimentazione è quella di utilizzare un'alta tensione di distribuzione (120 V CA per compatibilità; per semplicità o sicurezza contro gli urti, 48 V CC potrebbe essere una buona scelta). L'isolamento per tensioni più elevate è poco costoso rispetto al rame per correnti più elevate. Se i tuoi apparecchi utilizzano solo 12V, ci sono moduli convertitori step-down a prezzi modesti con una buona (non eccezionale) efficienza.

La tua immagine per il carico sembra una luce esterna. Puoi posizionare le batterie di carico e il pannello solare tutti vicini tra loro per perdite resistive minime e far funzionare solo una piccola corrente di segnalazione per l'intera lunghezza per collegare un interruttore della luce (che può essere 12V 2mA) a un transistor e un relè sul carico, sui pannelli e sulla batteria. Un cavo multistrand per telecomunicazioni sarebbe sufficiente per questo, prevedendo che siano necessari N + 2 fili per funzionare con interruttori per carichi N.

La caduta di tensione sui cavi tra il caricabatterie e le batterie colpirà duramente la tua velocità di carica, come è stato detto.

Nella tua specifica applicazione, un ulteriore motivo per mettere le batterie a sinistra della linea è che il driver LED è quasi certamente in grado di far funzionare <12V con un effetto minimo sulle prestazioni.

Azzardo l'ipotesi che per ottenere un calo apprezzabile dell'intensità della luce dovresti alimentare la lampada con una tensione inferiore a 10V. Questi tipi di luce utilizzano generalmente un driver IC LED a corrente costante. I circuiti integrati del driver più basilari (ad esempio MAX16803) richiedono un po 'di spazio per la testa e poiché i LED bianchi scendono fino a circa 3,8 V, farebbero fatica a far funzionare 3 in serie da 12V nominali , quindi è più probabile che ne eseguano 2 in serie, il che significa che staresti bene fino a ~ 8,5 V senza alcuna perdita di luminosità.Se la lampada utilizza qualcosa come un MAX16840, può essere progettata scappata un intervallo di tensione molto più ampio (ma sarebbe più costoso.

Probabilmente dovresti controllare le specifiche sulla lampada.