Een BMS-batterijbeheersysteem is een krachtig hulpmiddel om de levensduur van de batterijen in een zonne-energiesysteem te verlengen. Het BMS-systeem zorgt er ook voor dat de batterijen veilig en betrouwbaar zijn. Hieronder volgt een gedetailleerde uitleg van een BMS-systeem en de voordelen die gebruikers ervan ondervinden.
Hoe werkt een gebouwbeheersysteem?
Een batterijbeheersysteem (BMS) voor lithiumbatterijen gebruikt een gespecialiseerde computer en sensoren om de werking van de batterij te regelen. De sensoren meten onder andere de temperatuur, de laadsnelheid en de batterijcapaciteit. Een computer in het BMS-systeem berekent vervolgens de laad- en ontlaadprocessen van de batterij. Het doel is om de levensduur van het zonne-energieopslagsysteem te verlengen en tegelijkertijd een veilige en betrouwbare werking te garanderen.
De componenten van een batterijbeheersysteem
Een BMS-batterijbeheersysteem bestaat uit verschillende belangrijke componenten die samenwerken om optimale prestaties uit het batterijpakket te halen. De componenten zijn:
Batterijlader
Een lader levert stroom aan het accupakket met de juiste spanning en stroomsterkte om ervoor te zorgen dat het optimaal wordt opgeladen.
Batterijmonitor
De batterijmonitor is een set sensoren die de conditie van de batterijen en andere cruciale informatie, zoals de laadstatus en temperatuur, in de gaten houden.
Batterijcontroller
De controller regelt het laden en ontladen van het accupakket. Hij zorgt ervoor dat de stroom optimaal in en uit het accupakket gaat.
Connectoren
Deze connectoren verbinden het BMS-systeem, de accu's, de omvormer en het zonnepaneel. Ze zorgen ervoor dat het BMS toegang heeft tot alle informatie van het zonne-energiesysteem.
De kenmerken van een BMS (Battery Management System)
Elk batterijbeheersysteem (BMS) voor lithiumbatterijen heeft zijn eigen unieke eigenschappen. De twee belangrijkste eigenschappen zijn echter de bescherming en het beheer van de capaciteit van het batterijpakket. De bescherming van het batterijpakket wordt bereikt door elektrische en thermische beveiliging te garanderen.
Elektrische beveiliging betekent dat het batterijbeheersysteem wordt uitgeschakeld als het veilige werkgebied (SOA) wordt overschreden. Thermische beveiliging kan bestaan uit actieve of passieve temperatuurregeling om het batterijpakket binnen het SOA te houden.
Wat betreft capaciteitsbeheer van de batterij: het batterijbeheersysteem (BMS) voor lithiumbatterijen is ontworpen om de capaciteit te maximaliseren. Een batterijpakket wordt uiteindelijk onbruikbaar als er geen capaciteitsbeheer wordt uitgevoerd.
De vereiste voor capaciteitsbeheer is dat elke batterij in een accupakket een iets andere prestatie levert. Deze prestatieverschillen zijn vooral merkbaar in de lekstroom. Een nieuw accupakket kan optimaal presteren. Na verloop van tijd neemt het verschil in prestaties tussen de batterijcellen echter toe. Dit kan leiden tot prestatieverlies en daardoor tot onveilige bedrijfsomstandigheden voor het gehele accupakket.
Samenvattend zorgt het BMS-batterijbeheersysteem ervoor dat de lading wordt onttrokken aan de meest opgeladen cellen, waardoor overladen wordt voorkomen. Het zorgt er ook voor dat de minder opgeladen cellen meer laadstroom ontvangen.
Een BMS voor lithiumbatterijen leidt een deel of bijna de gehele laadstroom om de reeds opgeladen cellen heen. Hierdoor ontvangen de minder opgeladen cellen gedurende een langere periode laadstroom.
Zonder een BMS-batterijbeheersysteem zouden de cellen die het eerst opladen, blijven opladen, wat tot oververhitting kan leiden. Lithiumbatterijen bieden weliswaar uitstekende prestaties, maar ze hebben het probleem dat ze oververhit raken wanneer er te veel stroom wordt geleverd. Oververhitting van een lithiumbatterij vermindert de prestaties aanzienlijk. In het ergste geval kan dit leiden tot het uitvallen van het gehele batterijpakket.
Soorten BMS voor lithiumbatterijen
Batterijbeheersystemen kunnen eenvoudig of zeer complex zijn, afhankelijk van de toepassing en de gebruikte technologie. Ze hebben echter allemaal als doel het batterijpakket te beheren. De meest voorkomende categorieën zijn:
Gecentraliseerde gebouwbeheersystemen (BMS)
Een gecentraliseerd BMS voor lithiumbatterijen maakt gebruik van één enkel batterijbeheersysteem voor het batterijpakket. Alle batterijen zijn rechtstreeks op het BMS aangesloten. Het belangrijkste voordeel van dit systeem is de compactheid. Bovendien is het voordeliger.
Het grootste nadeel is dat, omdat alle accu's rechtstreeks op de BMS-unit zijn aangesloten, er veel poorten nodig zijn om de accupakketten aan te sluiten. Dit resulteert in een hoop draden, connectoren en kabels. Bij een groot accupakket kan dit onderhoud en het oplossen van storingen bemoeilijken.
Modulaire BMS voor lithiumbatterijen
Net als een gecentraliseerd BMS is het modulaire systeem aangesloten op een specifiek gedeelte van het accupakket. De modulaire BMS-eenheden zijn soms verbonden met een primaire module die hun prestaties bewaakt. Het belangrijkste voordeel is dat het oplossen van problemen en het onderhoud eenvoudiger zijn. Het nadeel is echter dat een modulair batterijbeheersysteem duurder is.
Actieve BMS-systemen
Een actief BMS-batterijbeheersysteem bewaakt de spanning, stroomsterkte en capaciteit van het accupakket. Aan de hand van deze informatie regelt het systeem het laden en ontladen, zodat het accupakket veilig en optimaal functioneert.
Passieve gebouwbeheersystemen (BMS)
Een passief batterijmanagementsysteem (BMS) voor lithiumbatterijen meet geen stroom en spanning. In plaats daarvan gebruikt het een eenvoudige timer om de laad- en ontlaadsnelheid van het batterijpakket te regelen. Hoewel dit een minder efficiënt systeem is, is het wel veel goedkoper in aanschaf.
De voordelen van het gebruik van een BMS (Battery Management System)
Een batterijopslagsysteem kan bestaan uit een paar of honderden lithiumbatterijen. Zo'n batterijopslagsysteem kan een spanning hebben van maximaal 800V en een stroomsterkte van 300A of meer.
Onjuist gebruik van zo'n hoogspanningsaccupakket kan tot ernstige rampen leiden. Daarom is de installatie van een BMS (Battery Management System) belangrijk voor een veilige werking van het accupakket. De belangrijkste voordelen van een BMS voor lithiumbatterijen kunnen als volgt worden samengevat:
Veilige werking
Het is essentieel om een veilige werking te garanderen voor middelgrote of grote accu's. Zelfs kleine apparaten zoals telefoons kunnen echter vlam vatten als er geen goed werkend accubeheersysteem is geïnstalleerd.
Verbeterde betrouwbaarheid en levensduur
Een batterijbeheersysteem zorgt ervoor dat de cellen in het batterijpakket binnen veilige bedrijfsparameters worden gebruikt. Hierdoor worden de batterijen beschermd tegen agressief laden en ontladen, wat leidt tot een betrouwbaar zonne-energiesysteem dat jarenlang probleemloos kan functioneren.
Uitstekend bereik en prestaties
Een BMS (Battery Management System) helpt bij het beheren van de capaciteit van de afzonderlijke eenheden in het accupakket. Het zorgt ervoor dat de optimale capaciteit van het accupakket wordt bereikt. Een BMS houdt rekening met variaties in zelfontlading, temperatuur en algemene slijtage, die een accupakket onbruikbaar zouden kunnen maken als ze niet worden gecontroleerd.
Diagnostiek en externe communicatie
Een BMS (Battery Management System) maakt continue, realtime monitoring van een accupakket mogelijk. Op basis van het huidige gebruik geeft het betrouwbare schattingen van de conditie en de verwachte levensduur van de accu. De diagnostische informatie zorgt er bovendien voor dat eventuele grote problemen vroegtijdig worden opgespoord, voordat ze tot rampzalige gevolgen leiden. Financieel gezien kan het helpen om de vervanging van het accupakket goed te plannen.
Lagere kosten op de lange termijn
Een batterijmanagementsysteem (BMS) brengt hoge aanschafkosten met zich mee, bovenop de al hoge kosten van een nieuw accupakket. De bewaking en bescherming die het BMS biedt, zorgen echter voor lagere kosten op de lange termijn.
Samenvatting
Een BMS-batterijbeheersysteem is een krachtig en effectief hulpmiddel waarmee eigenaren van zonne-energiesystemen inzicht krijgen in de werking van hun batterijbank. Het kan hen ook helpen bij het nemen van verstandige financiële beslissingen en tegelijkertijd de veiligheid, levensduur en betrouwbaarheid van een batterijpakket verbeteren. Het resultaat is dat eigenaren van een BMS voor lithiumbatterijen het maximale rendement uit hun investering halen.
