Un sistema de gestión de baterías (BMS) es una herramienta eficaz para prolongar la vida útil de las baterías de un sistema solar. Además, contribuye a garantizar la seguridad y fiabilidad de las baterías. A continuación, se ofrece una explicación detallada de un sistema BMS y sus ventajas para los usuarios.
Cómo funciona un sistema BMS
Un sistema de gestión de baterías (BMS) para baterías de litio utiliza un ordenador especializado y sensores para regular el funcionamiento de la batería. Los sensores monitorizan la temperatura, la velocidad de carga, la capacidad de la batería y otros parámetros. Un ordenador integrado en el sistema BMS realiza los cálculos necesarios para regular la carga y descarga de la batería. Su objetivo es prolongar la vida útil del sistema de almacenamiento de energía solar, garantizando al mismo tiempo un funcionamiento seguro y fiable.
Componentes de un sistema de gestión de baterías
Un sistema de gestión de baterías (BMS) consta de varios componentes clave que trabajan conjuntamente para ofrecer un rendimiento óptimo del paquete de baterías. Los componentes son:
Cargador de batería
Un cargador suministra energía a la batería con el voltaje y el caudal correctos para garantizar una carga óptima.
Monitor de batería
El monitor de batería es un conjunto de sensores que controlan el estado de las baterías y otra información crucial como el estado de carga y la temperatura.
Controlador de batería
El controlador gestiona la carga y descarga de la batería. Garantiza que la energía entre y salga de la batería de forma óptima.
Conectores
Estos conectores unen el sistema BMS, las baterías, el inversor y el panel solar. Garantizan que el BMS tenga acceso a toda la información del sistema solar.
Características de un sistema de gestión de baterías (BMS)
Cada sistema de gestión de baterías (BMS) para baterías de litio tiene características únicas. Sin embargo, sus dos funciones más importantes son la protección y la gestión de la capacidad del paquete de baterías. La protección del paquete de baterías se logra garantizando la protección eléctrica y la protección térmica.
La protección eléctrica implica que el sistema de gestión de la batería se apagará si se supera el área de operación segura (SOA). La protección térmica puede consistir en una regulación de temperatura activa o pasiva para mantener la batería dentro de su SOA.
En lo que respecta a la gestión de la capacidad de la batería, el BMS para baterías de litio está diseñado para maximizarla. Un paquete de baterías acabará siendo inservible si no se gestiona su capacidad.
La gestión de la capacidad requiere que cada batería de un paquete tenga un rendimiento ligeramente diferente. Estas diferencias se manifiestan principalmente en las tasas de fuga. Cuando es nuevo, un paquete de baterías puede funcionar de forma óptima. Sin embargo, con el tiempo, la diferencia en el rendimiento de las celdas aumenta, lo que puede provocar daños y, como consecuencia, condiciones de funcionamiento inseguras para todo el paquete.
En resumen, el sistema de gestión de baterías (BMS) elimina la carga de las celdas más cargadas, lo que evita la sobrecarga. Además, permite que las celdas menos cargadas reciban mayor corriente de carga.
Un sistema de gestión de baterías (BMS) para baterías de litio también redirige parte o casi la totalidad de la corriente de carga entre las celdas cargadas. En consecuencia, las celdas menos cargadas reciben corriente de carga durante un período más prolongado.
Sin un sistema de gestión de baterías (BMS), las celdas que se cargan primero continuarían cargándose, lo que podría provocar sobrecalentamiento. Si bien las baterías de litio ofrecen un excelente rendimiento, presentan problemas de sobrecalentamiento cuando se les suministra una corriente excesiva. El sobrecalentamiento de una batería de litio reduce considerablemente su rendimiento. En el peor de los casos, puede provocar la falla de todo el paquete de baterías.
Tipos de BMS para baterías de litio
Los sistemas de gestión de baterías pueden ser simples o muy complejos según los diferentes casos de uso y tecnologías. Sin embargo, todos ellos tienen como objetivo el cuidado de la batería. Las clasificaciones más comunes son:
Sistemas BMS centralizados
Un sistema BMS centralizado para baterías de litio utiliza un único sistema de gestión de baterías (BMS) para todo el paquete de baterías. Todas las baterías están conectadas directamente al BMS. La principal ventaja de este sistema es su tamaño compacto. Además, resulta más económico.
Su principal inconveniente es que, al conectarse todas las baterías directamente a la unidad BMS, se requieren muchos puertos para la conexión al paquete de baterías. Esto genera una gran cantidad de cables, conectores y conexiones. En un paquete de baterías de gran capacidad, esto puede complicar el mantenimiento y la resolución de problemas.
BMS modular para baterías de litio
Al igual que un BMS centralizado, el sistema modular se conecta a una sección específica del paquete de baterías. Las unidades BMS de los módulos a veces se conectan a un módulo principal que supervisa su rendimiento. La principal ventaja es que la resolución de problemas y el mantenimiento se simplifican. Sin embargo, la desventaja es que un sistema modular de gestión de baterías resulta más costoso.
Sistemas BMS activos
Un sistema de gestión de baterías (BMS) activo supervisa el voltaje, la corriente y la capacidad del paquete de baterías. Utiliza esta información para controlar la carga y descarga del sistema, garantizando así que el paquete de baterías funcione de forma segura y a niveles óptimos.
Sistemas BMS pasivos
Un BMS pasivo para baterías de litio no monitoriza la corriente ni el voltaje. En su lugar, utiliza un temporizador sencillo para regular la velocidad de carga y descarga de la batería. Si bien es un sistema menos eficiente, su precio es mucho más económico.
Beneficios de utilizar un sistema de gestión de baterías (BMS).
Un sistema de almacenamiento de energía mediante baterías puede estar compuesto por unas pocas o cientos de baterías de litio. Dicho sistema podría tener una tensión nominal de hasta 800 V y una corriente de 300 A o más.
Una mala gestión de una batería de alto voltaje como esta podría provocar graves desastres. Por ello, es importante instalar un sistema de gestión de baterías (BMS) para garantizar su funcionamiento seguro. Las principales ventajas de un BMS para baterías de litio son las siguientes:
Operación segura
Es fundamental garantizar el funcionamiento seguro de una batería de tamaño mediano o grande. Sin embargo, incluso dispositivos pequeños como los teléfonos móviles pueden incendiarse si no se instala un sistema de gestión de baterías adecuado.
Mayor fiabilidad y vida útil
Un sistema de gestión de baterías garantiza que las celdas del paquete de baterías se utilicen dentro de parámetros operativos seguros. De este modo, las baterías quedan protegidas de ciclos de carga y descarga excesivos, lo que da como resultado un sistema solar fiable que puede proporcionar años de servicio sin problemas.
Gran alcance y rendimiento
Un sistema de gestión de baterías (BMS) ayuda a administrar la capacidad de las unidades individuales del paquete de baterías. Garantiza que se alcance una capacidad óptima del paquete. Un BMS tiene en cuenta las variaciones en la autodescarga, la temperatura y el desgaste general, que podrían inutilizar un paquete de baterías si no se controlan.
Diagnóstico y comunicación externa
Un sistema de gestión de baterías (BMS) permite la monitorización continua y en tiempo real de un paquete de baterías. Basándose en el uso actual, proporciona estimaciones fiables del estado de la batería y su vida útil prevista. La información de diagnóstico también garantiza la detección temprana de cualquier problema importante antes de que se convierta en un desastre. Desde el punto de vista financiero, puede ayudar a planificar adecuadamente la sustitución del paquete.
Costes reducidos a largo plazo
Un sistema de gestión de baterías (BMS) supone una inversión inicial elevada, además del alto coste de una batería nueva. Sin embargo, la supervisión y la protección que proporciona el BMS garantizan una reducción de costes a largo plazo.
Resumen
Un sistema de gestión de baterías (BMS) es una herramienta potente y eficaz que ayuda a los propietarios de sistemas solares a comprender el funcionamiento de su banco de baterías. Además, facilita la toma de decisiones financieras acertadas, a la vez que mejora la seguridad, la vida útil y la fiabilidad del paquete de baterías. Como resultado, los propietarios de un BMS para baterías de litio obtienen el máximo rendimiento de su inversión.
