Systém správy batérií BMS je výkonný nástroj na zlepšenie životnosti batérií solárneho systému. Systém správy batérií BMS tiež pomáha zaistiť bezpečnosť a spoľahlivosť batérií. Nižšie je uvedené podrobné vysvetlenie systému BMS a výhod, ktoré používatelia získajú.
Ako funguje systém BMS
BMS pre lítiové batérie používa špecializovaný počítač a senzory na reguláciu fungovania batérie. Senzory testujú teplotu, rýchlosť nabíjania, kapacitu batérie a ďalšie. Počítač na palube systému BMS potom vykoná výpočty, ktoré regulujú nabíjanie a vybíjanie batérie. Jeho cieľom je zlepšiť životnosť solárneho akumulátorového skladovacieho systému a zároveň zabezpečiť jeho bezpečnú a spoľahlivú prevádzku.
Komponenty systému správy batérií
Systém správy batérií BMS obsahuje niekoľko kľúčových komponentov, ktoré spolupracujú na poskytovaní optimálneho výkonu z batérie. Komponenty sú:
Nabíjačka batérií
Nabíjačka dodáva energiu do akumulátora so správnym napätím a prietokom, aby sa zabezpečilo jeho optimálne nabitie.
Monitor batérie
Monitor batérie je súbor senzorov, ktoré monitorujú zdravie batérií a ďalšie dôležité informácie, ako je stav nabíjania a teplota.
Ovládač batérie
Regulátor riadi nabíjanie a vybíjanie batérie. Zabezpečuje, že sila optimálne vstupuje a odchádza z batérie.
Konektory
Tieto konektory spájajú systém BMS, batérie, menič a solárny panel. Zabezpečuje, že BMS má prístup ku všetkým informáciám zo slnečnej sústavy.
Vlastnosti systému správy batérií BMS
Každý BMS pre lítiové batérie má svoje jedinečné vlastnosti. Jeho dve najdôležitejšie funkcie sú však ochrana a správa kapacity batérie. Ochrana akumulátora je dosiahnutá zabezpečením elektrickej ochrany a tepelnej ochrany.
Elektrická ochrana znamená, že systém správy batérie sa vypne, ak sa prekročí bezpečná prevádzková oblasť (SOA). Tepelná ochrana môže byť aktívna alebo pasívna regulácia teploty, aby sa batéria udržala v rámci SOA.
Pokiaľ ide o riadenie kapacity batérie, BMS pre lítiové batérie je navrhnutý tak, aby maximalizoval kapacitu. Ak sa nevykonáva správa kapacity, batéria sa nakoniec stane zbytočnou.
Požiadavkou na riadenie kapacity je, aby každá batéria v batériovom bloku mala mierne odlišný výkon. Tieto výkonnostné rozdiely sú najvýraznejšie v rýchlosti úniku. Keď je batéria nová, môže fungovať optimálne. Postupom času sa však rozdiel vo výkone batériových článkov zväčšuje. V dôsledku toho to môže viesť k poškodeniu výkonu. Výsledkom sú nebezpečné prevádzkové podmienky pre celú batériu.
Stručne povedané, systém správy batérií BMS odstráni náboj z najviac nabitých článkov, čo zabráni prebíjaniu. Umožňuje tiež menej nabitým článkom prijímať väčší nabíjací prúd.
BMS pre lítiové batérie tiež presmeruje časť alebo takmer celý nabíjací prúd okolo nabitých článkov. V dôsledku toho menej nabité články dostávajú nabíjací prúd dlhší čas.
Bez systému správy batérií BMS by články, ktoré sa nabíjajú ako prvé, pokračovali v nabíjaní, čo by mohlo viesť k prehriatiu. Lítiové batérie síce ponúkajú výborný výkon, no majú problém s prehrievaním pri dodávaní nadmerného prúdu. Prehriatie lítiovej batérie výrazne znižuje jej výkon. V najhoršom prípade to môže viesť k zlyhaniu celej batérie.
Typy BMS pre lítiové batérie
Systémy správy batérií môžu byť jednoduché alebo veľmi zložité pre rôzne prípady použitia a technológie. Všetky sa však zameriavajú na starostlivosť o batériu. Najbežnejšie kategorizácie sú:
Centralizované systémy BMS
Centralizovaný BMS pre lítiové batérie používa jeden systém správy batérií BMS pre batériu. Všetky batérie sú pripojené priamo k BMS. Hlavnou výhodou tohto systému je kompaktnosť. Navyše je cenovo dostupnejší.
Jeho hlavnou nevýhodou je, že keďže sa všetky batérie pripájajú k jednotke BMS priamo, na pripojenie k batérii je potrebných veľa portov. Výsledkom je veľa drôtov, konektorov a kabeláže. Vo veľkej batérii to môže skomplikovať údržbu a riešenie problémov.
Modulárny BMS pre lítiové batérie
Podobne ako centralizované BMS je modulárny systém pripojený k vyhradenej časti batérie. Modulové jednotky BMS sú niekedy pripojené k primárnemu modulu, ktorý monitoruje ich výkon. Hlavnou výhodou je, že riešenie problémov a údržba sú jednoduchšie. Nevýhodou však je, že modulárny systém správy batérie stojí viac.
Aktívne systémy BMS
Aktívny systém správy batérií BMS monitoruje napätie, prúd a kapacitu batérie. Tieto informácie používa na riadenie nabíjania a vybíjania systému, aby sa zaistilo, že prevádzka batérie je bezpečná a na optimálnej úrovni.
Pasívne systémy BMS
Pasívny BMS pre lítiové batérie nebude monitorovať prúd a napätie. Namiesto toho sa spolieha na jednoduchý časovač na reguláciu rýchlosti nabíjania a vybíjania batérie. Aj keď je to menej efektívny systém, jeho obstaranie stojí oveľa menej.
Výhody používania systému správy batérií BMS
Batériový úložný systém môže obsahovať niekoľko alebo stovky lítiových batérií. Takýto batériový úložný systém by mohol mať menovité napätie až 800 V a prúd 300 A alebo viac.
Nesprávne zaobchádzanie s takouto vysokonapäťovou súpravou môže viesť k vážnym katastrofám. Inštalácia systému správy batérií BMS je preto dôležitá pre bezpečnú prevádzku batérie. Hlavné výhody BMS pre lítiové batérie možno uviesť takto:
Bezpečná prevádzka
Je nevyhnutné zabezpečiť bezpečnú prevádzku stredne veľkého alebo veľkého akumulátora. Je však známe, že dokonca aj malé jednotky, ako sú telefóny, sa vznietia, ak nie je nainštalovaný správny systém správy batérie.
Vylepšená spoľahlivosť a životnosť
Systém správy batérií zabezpečuje, že články v súprave batérií sa používajú v rámci bezpečných prevádzkových parametrov. Výsledkom je, že batérie sú chránené pred agresívnym nabíjaním a vybíjaním, čo vedie k spoľahlivému solárnemu systému, ktorý môže poskytovať roky spoľahlivej služby.
Veľký rozsah a výkon
Systém BMS pomáha riadiť kapacitu jednotlivých jednotiek v batérii. Zabezpečuje dosiahnutie optimálnej kapacity akumulátora. BMS počíta so zmenami v samovybíjaní, teplote a celkovom opotrebení, ktoré by mohlo spôsobiť, že súprava batérií bude zbytočná, ak nebude kontrolovaná.
Diagnostika a externá komunikácia
BMS umožňuje nepretržité monitorovanie batérie v reálnom čase. Na základe aktuálneho používania poskytuje spoľahlivé odhady stavu batérie a očakávanej životnosti. Poskytnuté diagnostické informácie tiež zaisťujú, že akýkoľvek závažný problém sa zistí včas skôr, ako sa stane katastrofou. Z finančného hľadiska môže pomôcť zabezpečiť správne plánovanie výmeny balenia.
Znížené náklady v dlhodobom horizonte
BMS prichádza s vysokými počiatočnými nákladmi okrem vysokých nákladov na novú batériu. Výsledný dohľad a ochrana poskytovaná BMS však z dlhodobého hľadiska zabezpečuje zníženie nákladov.
Zhrnutie
Systém správy batérií BMS je výkonný a efektívny nástroj, ktorý môže majiteľom solárnych systémov pomôcť pochopiť, ako funguje ich batéria. Môže tiež pomôcť robiť správne finančné rozhodnutia a zároveň zlepšiť bezpečnosť, životnosť a spoľahlivosť batérie. Výsledkom je, že majitelia BMS pre lítiové batérie vyťažia zo svojich peňazí maximum.
