Um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) é uma ferramenta poderosa para aumentar a vida útil das baterias de um sistema solar. O BMS também ajuda a garantir a segurança e a confiabilidade das baterias. Abaixo, você encontrará uma explicação detalhada de um sistema BMS e dos benefícios que ele oferece aos usuários.
Como funciona um sistema BMS
Um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) para baterias de lítio utiliza um computador especializado e sensores para regular o funcionamento da bateria. Os sensores monitoram a temperatura, a taxa de carga, a capacidade da bateria e outros parâmetros. Um computador integrado ao sistema BMS realiza cálculos que regulam a carga e a descarga da bateria. Seu objetivo é prolongar a vida útil do sistema de armazenamento de energia solar, garantindo ao mesmo tempo sua operação segura e confiável.
Os componentes de um sistema de gerenciamento de baterias
Um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) é composto por diversos componentes essenciais que trabalham em conjunto para proporcionar o desempenho ideal da bateria. Os componentes são:
Carregador de bateria
Um carregador fornece energia à bateria com a voltagem e a taxa de fluxo corretas para garantir que ela seja carregada de forma ideal.
Monitor de bateria
O monitor de bateria é um conjunto de sensores que monitora a saúde das baterias e outras informações cruciais, como o status de carregamento e a temperatura.
Controlador de bateria
O controlador gerencia a carga e a descarga da bateria. Ele garante que a energia entre e saia da bateria de forma otimizada.
Conectores
Esses conectores interligam o sistema BMS, as baterias, o inversor e o painel solar. Isso garante que o BMS tenha acesso a todas as informações do sistema solar.
Características de um sistema de gerenciamento de baterias (BMS)
Cada BMS para baterias de lítio possui características únicas. No entanto, suas duas funções mais importantes são a proteção e o gerenciamento da capacidade da bateria. A proteção da bateria é alcançada garantindo proteção elétrica e térmica.
A proteção elétrica significa que o sistema de gerenciamento da bateria será desligado se a área de operação segura (SOA) for excedida. A proteção térmica pode ser uma regulação de temperatura ativa ou passiva para manter o conjunto de baterias dentro de sua SOA.
Em relação ao gerenciamento da capacidade da bateria, o BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) para baterias de lítio é projetado para maximizar a capacidade. Um conjunto de baterias eventualmente se tornará inútil se o gerenciamento de capacidade não for realizado.
A necessidade de gerenciamento de capacidade reside no fato de que cada bateria em um conjunto de baterias apresenta um desempenho ligeiramente diferente. Essas diferenças de desempenho são mais notáveis nas taxas de fuga. Quando novas, as baterias podem apresentar desempenho ideal. No entanto, com o tempo, a diferença no desempenho das células aumenta. Consequentemente, isso pode levar a danos no desempenho. O resultado são condições de operação inseguras para todo o conjunto de baterias.
Em resumo, o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) remove a carga das células mais carregadas, evitando a sobrecarga. Ele também permite que as células menos carregadas recebam mais corrente de carga.
Um BMS para baterias de lítio também redireciona parte ou quase toda a corrente de carga ao redor das células carregadas. Consequentemente, as células menos carregadas recebem corrente de carga por um período mais longo.
Sem um sistema de gerenciamento de baterias (BMS), as células que carregam primeiro continuariam carregando, o que poderia levar ao superaquecimento. Embora as baterias de lítio ofereçam excelente desempenho, elas apresentam problemas de superaquecimento quando recebem corrente excessiva. O superaquecimento de uma bateria de lítio degrada significativamente seu desempenho. No pior cenário, pode levar à falha de toda a bateria.
Tipos de BMS para baterias de lítio
Os sistemas de gerenciamento de baterias podem ser simples ou extremamente complexos, dependendo da aplicação e da tecnologia. No entanto, todos eles têm como objetivo cuidar da bateria. As categorias mais comuns são:
Sistemas BMS centralizados
Um sistema BMS centralizado para baterias de lítio utiliza um único sistema de gerenciamento de baterias (BMS) para todo o conjunto de baterias. Todas as baterias são conectadas diretamente ao BMS. A principal vantagem desse sistema é a sua compacidade. Além disso, ele é mais acessível.
Sua principal desvantagem é que, como todas as baterias se conectam diretamente à unidade BMS, são necessárias muitas portas para a conexão com o conjunto de baterias. O resultado é uma grande quantidade de fios, conectores e cabos. Em um conjunto de baterias grande, isso pode complicar a manutenção e a solução de problemas.
Sistema de gerenciamento de bateria modular para baterias de lítio
Assim como um BMS centralizado, o sistema modular é conectado a uma parte dedicada do conjunto de baterias. As unidades BMS modulares são, por vezes, conectadas a um módulo principal que monitoriza o seu desempenho. A principal vantagem é a simplificação da resolução de problemas e da manutenção. No entanto, a desvantagem é o custo mais elevado de um sistema de gestão de baterias modular.
Sistemas BMS ativos
Um sistema de gerenciamento de bateria (BMS) ativo monitora a tensão, a corrente e a capacidade da bateria. Ele usa essas informações para controlar o carregamento e a descarga do sistema, garantindo que a bateria opere com segurança e em níveis ideais.
Sistemas BMS passivos
Um BMS passivo para baterias de lítio não monitora corrente e tensão. Em vez disso, ele utiliza um temporizador simples para regular a taxa de carga e descarga da bateria. Embora seja um sistema menos eficiente, seu custo de aquisição é muito menor.
Benefícios de usar um sistema de gerenciamento de baterias (BMS)
Um sistema de armazenamento de baterias pode ser composto por algumas ou centenas de baterias de lítio. Tal sistema pode ter uma tensão nominal de até 800V e uma corrente de 300A ou mais.
O gerenciamento inadequado de um conjunto de baterias de alta tensão como esse pode levar a desastres graves. Portanto, a instalação de um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) é fundamental para operar o conjunto de baterias com segurança. Os principais benefícios de um BMS para baterias de lítio podem ser descritos a seguir:
Operação Segura
É essencial garantir o funcionamento seguro de baterias de tamanho médio ou grande. No entanto, mesmo dispositivos pequenos, como celulares, podem pegar fogo se um sistema de gerenciamento de bateria adequado não for instalado.
Maior confiabilidade e vida útil
Um sistema de gerenciamento de baterias garante que as células dentro do conjunto de baterias sejam utilizadas dentro de parâmetros operacionais seguros. O resultado é que as baterias ficam protegidas contra cargas e descargas agressivas, o que leva a um sistema solar confiável que pode fornecer anos de serviço contínuo.
Excelente alcance e desempenho.
Um BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) ajuda a gerenciar a capacidade das unidades individuais no conjunto de baterias. Ele garante que a capacidade ideal do conjunto de baterias seja alcançada. Um BMS leva em consideração as variações de autodescarga, temperatura e desgaste geral, que poderiam tornar um conjunto de baterias inutilizável se não fossem controladas.
Diagnóstico e comunicação externa
Um BMS permite o monitoramento contínuo e em tempo real de um conjunto de baterias. Com base no consumo atual, ele fornece estimativas confiáveis da saúde da bateria e da sua vida útil esperada. As informações de diagnóstico fornecidas também garantem que qualquer problema grave seja detectado precocemente, antes que se torne catastrófico. Do ponto de vista financeiro, isso pode ajudar a garantir um planejamento adequado para a substituição do conjunto de baterias.
Redução de custos a longo prazo
Um BMS (Sistema de Gerenciamento de Baterias) tem um alto custo inicial, além do alto custo de uma nova bateria. No entanto, a supervisão e a proteção proporcionadas pelo BMS garantem custos reduzidos a longo prazo.
Resumo
Um sistema de gerenciamento de baterias (BMS) é uma ferramenta poderosa e eficaz que ajuda os proprietários de sistemas solares a entenderem o funcionamento de seus bancos de baterias. Ele também auxilia na tomada de decisões financeiras acertadas, ao mesmo tempo que melhora a segurança, a vida útil e a confiabilidade das baterias. O resultado é que os proprietários de um BMS para baterias de lítio obtêm o máximo retorno do seu investimento.
