System zarządzania akumulatorami BMS to potężne narzędzie do wydłużenia żywotności akumulatorów instalacji fotowoltaicznej. System zarządzania akumulatorami BMS pomaga również zapewnić ich bezpieczeństwo i niezawodność. Poniżej znajduje się szczegółowe wyjaśnienie systemu BMS i korzyści, jakie czerpią z niego użytkownicy.
Jak działa system BMS
System BMS do akumulatorów litowych wykorzystuje specjalistyczny komputer i czujniki do regulacji działania akumulatora. Czujniki testują temperaturę, szybkość ładowania, pojemność akumulatora i inne parametry. Komputer wbudowany w system BMS wykonuje następnie obliczenia regulujące ładowanie i rozładowywanie akumulatora. Celem jest wydłużenie żywotności systemu magazynowania energii w akumulatorach słonecznych, przy jednoczesnym zapewnieniu jego bezpieczeństwa i niezawodności.
Elementy systemu zarządzania baterią
System zarządzania akumulatorem BMS składa się z kilku kluczowych komponentów, które współpracują ze sobą, aby zapewnić optymalną wydajność akumulatora. Komponenty te to:
Ładowarka baterii
Ładowarka dostarcza do akumulatora energię o odpowiednim napięciu i przepływie, aby zapewnić optymalne ładowanie.
Monitor baterii
Monitor baterii to zestaw czujników, które kontrolują stan baterii i przekazują inne ważne informacje, takie jak stan naładowania i temperatura.
Kontroler baterii
Kontroler zarządza ładowaniem i rozładowywaniem akumulatora. Zapewnia optymalne zasilanie akumulatora i jego odpływ.
Złącza
Te złącza łączą system BMS, akumulatory, falownik i panel słoneczny. Zapewniają one systemowi BMS dostęp do wszystkich informacji z systemu solarnego.
Cechy systemu zarządzania akumulatorami BMS
Każdy system BMS do akumulatorów litowych ma swoje unikalne cechy. Jednak dwie najważniejsze funkcje to ochrona i zarządzanie pojemnością akumulatora. Ochrona akumulatora jest realizowana poprzez zabezpieczenie elektryczne i termiczne.
Zabezpieczenie elektryczne oznacza, że system zarządzania akumulatorem wyłączy się w przypadku przekroczenia bezpiecznego obszaru roboczego (SOA). Zabezpieczenie termiczne może polegać na aktywnej lub pasywnej regulacji temperatury, aby utrzymać akumulator w granicach SOA.
Jeśli chodzi o zarządzanie pojemnością baterii, system BMS dla baterii litowych został zaprojektowany w celu maksymalizacji pojemności. Akumulator ostatecznie stanie się bezużyteczny, jeśli nie będzie zarządzany.
Wymogiem zarządzania pojemnością jest to, że każdy akumulator w pakiecie ma nieco inną wydajność. Te różnice w wydajności są najbardziej widoczne w przypadku współczynnika wycieku. Nowy akumulator może działać optymalnie. Jednak z czasem różnica w wydajności ogniw akumulatora się pogłębia. W konsekwencji może to prowadzić do uszkodzenia wydajności. Rezultatem są niebezpieczne warunki pracy całego akumulatora.
Podsumowując, system zarządzania akumulatorem BMS usuwa ładunek z najbardziej naładowanych ogniw, co zapobiega przeładowaniu. Pozwala to również na pobieranie większego prądu ładowania przez ogniwa o mniejszym naładowaniu.
System BMS do akumulatorów litowych przekieruje również część lub prawie cały prąd ładowania wokół naładowanych ogniw. W rezultacie mniej naładowane ogniwa będą ładowane przez dłuższy czas.
Bez systemu zarządzania baterią BMS, ogniwa, które ładują się jako pierwsze, nadal by się ładowały, co mogłoby prowadzić do przegrzania. Chociaż baterie litowe oferują doskonałą wydajność, mają problem z przegrzewaniem się, gdy dostarczany jest im zbyt duży prąd. Przegrzanie baterii litowej znacznie pogarsza jej wydajność. W najgorszym przypadku może doprowadzić do awarii całego akumulatora.
Rodzaje systemów BMS dla baterii litowych
Systemy zarządzania bateriami mogą być proste lub bardzo złożone w zależności od zastosowania i technologii. Jednak wszystkie z nich mają na celu zarządzanie akumulatorem. Najpopularniejsze kategorie to:
Centralne systemy BMS
Scentralizowany system BMS dla akumulatorów litowych wykorzystuje pojedynczy system zarządzania akumulatorami BMS dla całego zestawu akumulatorów. Wszystkie akumulatory są podłączone bezpośrednio do systemu BMS. Główną zaletą tego systemu jest jego kompaktowa budowa. Dodatkowo jest on bardziej przystępny cenowo.
Jego główną wadą jest to, że ponieważ wszystkie akumulatory są podłączone bezpośrednio do jednostki BMS, wymaga to wielu portów do podłączenia do akumulatora. W rezultacie powstaje mnóstwo przewodów, złączy i okablowania. W przypadku dużego akumulatora może to utrudniać konserwację i rozwiązywanie problemów.
Modułowy BMS dla baterii litowych
Podobnie jak scentralizowany system BMS, system modułowy jest podłączony do dedykowanej części akumulatora. Modułowe jednostki BMS są czasami podłączone do modułu głównego, który monitoruje ich wydajność. Główną zaletą jest uproszczenie rozwiązywania problemów i konserwacji. Wadą jest jednak wyższy koszt modułowego systemu zarządzania akumulatorami.
Aktywne systemy BMS
Aktywny system zarządzania akumulatorem BMS monitoruje napięcie, prąd i pojemność akumulatora. Wykorzystuje te informacje do sterowania ładowaniem i rozładowywaniem systemu, aby zapewnić bezpieczną pracę akumulatora i jego optymalny poziom.
Pasywne systemy BMS
Pasywny system BMS dla akumulatorów litowych nie monitoruje prądu ani napięcia. Zamiast tego opiera się na prostym timerze regulującym szybkość ładowania i rozładowywania akumulatora. Chociaż jest to system mniej wydajny, jego zakup jest znacznie tańszy.
Korzyści ze stosowania systemu zarządzania baterią BMS
System magazynowania energii może składać się z kilku lub kilkuset baterii litowych. Taki system magazynowania energii może mieć napięcie znamionowe do 800 V i natężenie prądu 300 A lub więcej.
Niewłaściwe zarządzanie akumulatorem wysokiego napięcia może prowadzić do poważnych katastrof. Dlatego instalacja systemu zarządzania akumulatorem BMS jest kluczowa dla jego bezpiecznej eksploatacji. Główne zalety systemu BMS dla akumulatorów litowych można wymienić poniżej:
Bezpieczna eksploatacja
Zapewnienie bezpieczeństwa działania baterii średniej lub dużej wielkości jest kluczowe. Jednak nawet małe urządzenia, takie jak telefony, mogą się zapalić, jeśli nie zainstalowano odpowiedniego systemu zarządzania baterią.
Zwiększona niezawodność i żywotność
System zarządzania akumulatorem zapewnia, że ogniwa w akumulatorze pracują w bezpiecznych warunkach. W rezultacie akumulatory są chronione przed agresywnym ładowaniem i rozładowywaniem, co przekłada się na niezawodność systemu solarnego, który może służyć przez lata.
Duży zasięg i wydajność
System BMS pomaga zarządzać pojemnością poszczególnych jednostek w pakiecie akumulatorów. Zapewnia osiągnięcie optymalnej pojemności akumulatora. BMS uwzględnia wahania samorozładowania, temperatury i ogólnego zużycia, które mogą sprawić, że akumulator stanie się bezużyteczny, jeśli nie będzie kontrolowany.
Diagnostyka i komunikacja zewnętrzna
System BMS umożliwia ciągłe monitorowanie akumulatora w czasie rzeczywistym. Na podstawie bieżącego zużycia dostarcza wiarygodnych szacunków stanu akumulatora i przewidywanej żywotności. Dostarczane informacje diagnostyczne gwarantują również wczesne wykrycie wszelkich poważnych usterek, zanim staną się katastrofalne w skutkach. Z finansowego punktu widzenia może to pomóc w odpowiednim zaplanowaniu wymiany akumulatora.
Niższe koszty w dłuższej perspektywie
System BMS wiąże się z wysokimi kosztami początkowymi, oprócz wysokiego kosztu nowego akumulatora. Jednak wynikający z tego nadzór i ochrona zapewniana przez BMS zapewniają niższe koszty w dłuższej perspektywie.
Streszczenie
System zarządzania akumulatorami BMS to potężne i skuteczne narzędzie, które pomaga właścicielom systemów solarnych zrozumieć, jak działa ich bank akumulatorów. Może on również pomóc w podejmowaniu trafnych decyzji finansowych, jednocześnie poprawiając bezpieczeństwo, żywotność i niezawodność akumulatora. Dzięki temu właściciele systemów BMS dla akumulatorów litowych mogą w pełni wykorzystać swoje możliwości finansowe.
