Un sistema di gestione delle batterie BMS è uno strumento potente per migliorare la durata delle batterie di un impianto solare. Il sistema di gestione delle batterie BMS contribuisce anche a garantire la sicurezza e l'affidabilità delle batterie. Di seguito è riportata una spiegazione dettagliata di un sistema BMS e dei vantaggi che ne derivano per gli utenti.
Come funziona un sistema BMS
Un BMS per batterie al litio utilizza un computer e sensori specializzati per regolare il funzionamento della batteria. I sensori misurano la temperatura, la velocità di carica, la capacità della batteria e altro ancora. Un computer a bordo del sistema BMS esegue quindi calcoli che regolano la carica e la scarica della batteria. Il suo obiettivo è migliorare la durata del sistema di accumulo solare, garantendone al contempo la sicurezza e l'affidabilità.
I componenti di un sistema di gestione della batteria
Un sistema di gestione della batteria BMS è composto da diversi componenti chiave che lavorano insieme per garantire prestazioni ottimali del pacco batteria. I componenti sono:
Caricabatterie
Un caricabatterie fornisce energia al pacco batteria con la tensione e la portata corrette per garantirne una carica ottimale.
Monitor della batteria
Il monitor della batteria è un insieme di sensori che monitorano lo stato di salute delle batterie e altre informazioni cruciali come lo stato di carica e la temperatura.
Regolatore di batteria
Il controller gestisce la carica e la scarica del pacco batteria, garantendo che l'energia in entrata e in uscita dal pacco batteria sia ottimale.
Connettori
Questi connettori collegano il sistema BMS, le batterie, l'inverter e il pannello solare. Garantiscono che il BMS abbia accesso a tutte le informazioni provenienti dal sistema solare.
Le caratteristiche di un sistema di gestione della batteria BMS
Ogni BMS per batterie al litio ha le sue caratteristiche uniche. Tuttavia, le sue due funzioni più importanti sono la protezione e la gestione della capacità del pacco batteria. La protezione del pacco batteria si ottiene garantendo protezione elettrica e termica.
La protezione elettrica prevede che il sistema di gestione della batteria si spenga se viene superata l'area operativa sicura (SOA). La protezione termica può essere una regolazione attiva o passiva della temperatura per mantenere il pacco batteria entro la sua SOA.
Per quanto riguarda la gestione della capacità della batteria, il BMS per le batterie al litio è progettato per massimizzarne la capacità. Un pacco batteria finirà per diventare inutilizzabile se non si esegue una corretta gestione della capacità.
Il requisito per la gestione della capacità è che ogni batteria in un pacco batteria abbia prestazioni leggermente diverse. Queste differenze di prestazioni si notano soprattutto nei tassi di perdita. Quando è nuova, una batteria può funzionare in modo ottimale. Tuttavia, col tempo, la differenza nelle prestazioni delle celle della batteria aumenta. Di conseguenza, può causare danni alle prestazioni. Il risultato è un funzionamento non sicuro per l'intero pacco batteria.
In sintesi, il sistema di gestione della batteria BMS rimuoverà la carica dalle celle più cariche, prevenendone il sovraccarico. Inoltre, consente alle celle meno cariche di ricevere più corrente di carica.
Un BMS per batterie al litio reindirizza anche una parte o quasi tutta la corrente di carica verso le celle cariche. Di conseguenza, le celle meno cariche ricevono corrente di carica per un periodo più lungo.
Senza un sistema di gestione della batteria BMS, le celle che si caricano per prime continuerebbero a caricarsi, il che potrebbe causare un surriscaldamento. Sebbene le batterie al litio offrano prestazioni eccellenti, presentano il problema del surriscaldamento quando viene erogata una corrente eccessiva. Il surriscaldamento di una batteria al litio ne riduce notevolmente le prestazioni. Nel peggiore dei casi, può portare al guasto dell'intero pacco batteria.
Tipi di BMS per batterie al litio
I sistemi di gestione della batteria possono essere semplici o molto complessi, a seconda dei casi d'uso e delle tecnologie. Tuttavia, tutti mirano a prendersi cura del pacco batteria. Le categorizzazioni più comuni sono:
Sistemi BMS centralizzati
Un BMS centralizzato per batterie al litio utilizza un unico sistema di gestione BMS per il pacco batterie. Tutte le batterie sono collegate direttamente al BMS. Il principale vantaggio di questo sistema è la sua compattezza. Inoltre, è più conveniente.
Il suo principale svantaggio è che, poiché tutte le batterie si collegano direttamente all'unità BMS, sono necessarie numerose porte per il collegamento al pacco batteria. Il risultato è un'enorme quantità di fili, connettori e cablaggi. In un pacco batteria di grandi dimensioni, questo può complicare la manutenzione e la risoluzione dei problemi.
BMS modulare per batterie al litio
Come un BMS centralizzato, il sistema modulare è collegato a una porzione dedicata del pacco batterie. Le unità BMS dei moduli sono talvolta collegate a un modulo primario che ne monitora le prestazioni. Il vantaggio principale è che la risoluzione dei problemi e la manutenzione sono più semplici. Tuttavia, lo svantaggio è che un sistema di gestione della batteria modulare è più costoso.
Sistemi BMS attivi
Un sistema di gestione della batteria BMS attivo monitora la tensione, la corrente e la capacità del pacco batteria. Utilizza queste informazioni per controllare la carica e la scarica del sistema, garantendone il funzionamento sicuro e a livelli ottimali.
Sistemi BMS passivi
Un BMS passivo per batterie al litio non monitora corrente e tensione. Si affida invece a un semplice timer per regolare la velocità di carica e scarica del pacco batteria. Sebbene sia un sistema meno efficiente, i costi di acquisto sono molto più bassi.
I vantaggi dell'utilizzo di un sistema di gestione della batteria BMS
Un sistema di accumulo a batteria può comprendere poche o centinaia di batterie al litio. Un sistema di accumulo a batteria di questo tipo potrebbe avere una tensione nominale fino a 800 V e una corrente di 300 A o più.
Una gestione errata di un pacco batterie ad alta tensione potrebbe causare gravi disastri. Pertanto, l'installazione di un sistema di gestione della batteria BMS è fondamentale per il funzionamento sicuro del pacco batterie. I principali vantaggi di un BMS per le batterie al litio possono essere elencati come segue:
Funzionamento sicuro
È essenziale garantire il funzionamento sicuro di un pacco batteria di medie o grandi dimensioni. Tuttavia, anche dispositivi di piccole dimensioni come i telefoni possono prendere fuoco se non è installato un adeguato sistema di gestione della batteria.
Affidabilità e durata migliorate
Un sistema di gestione della batteria garantisce che le celle del pacco batteria vengano utilizzate entro parametri operativi sicuri. Il risultato è che le batterie sono protette da cariche e scariche aggressive, il che si traduce in un sistema solare affidabile in grado di garantire anni di servizio affidabile.
Grande autonomia e prestazioni
Un BMS aiuta a gestire la capacità delle singole unità del pacco batteria. Garantisce il raggiungimento della capacità ottimale del pacco batteria. Un BMS tiene conto delle variazioni di autoscarica, temperatura e attrito generale, che potrebbero rendere inutilizzabile un pacco batteria se non controllate.
Diagnostica e comunicazione esterna
Un BMS consente il monitoraggio continuo e in tempo reale di un pacco batteria. In base all'utilizzo attuale, fornisce stime affidabili sullo stato di salute della batteria e sulla sua durata prevista. Le informazioni diagnostiche fornite garantiscono inoltre che qualsiasi problema importante venga rilevato tempestivamente, prima che diventi disastroso. Dal punto di vista finanziario, può contribuire a garantire una corretta pianificazione della sostituzione del pacco.
Costi ridotti a lungo termine
Un BMS ha un costo iniziale elevato, che si aggiunge a quello elevato di un nuovo pacco batteria. Tuttavia, la supervisione e la protezione fornite dal BMS garantiscono una riduzione dei costi nel lungo termine.
Riepilogo
Un sistema di gestione delle batterie BMS è uno strumento potente ed efficace che può aiutare i proprietari di impianti solari a comprendere il funzionamento del loro banco batterie. Può anche aiutare a prendere decisioni finanziarie oculate, migliorando al contempo la sicurezza, la longevità e l'affidabilità del pacco batterie. Il risultato è che i proprietari di un BMS per batterie al litio ottengono il massimo dal loro investimento.
