Baterii industriale și cum să gestionați funcționarea lor

O baterie este un tip de celulă galvanică care transformă energia chimică direct în energie electrică.

Printre caracteristicile speciale ale bateriilor se numără capacitatea lor de a fi reîncărcate și capacitatea lor de a stoca energie electrică. Acest lucru le face o parte integrantă a sistemelor de alimentare neîntreruptibilă - sisteme care mențin o alimentare constantă chiar și în cazul unei pene de curent sau a unei întreruperi a rețelei electrice.

În ciuda avantajelor și a utilizării industriale pe scară largă, bateriile reprezintă, de asemenea, o provocare în domeniul alimentării neîntreruptibile, deoarece au o capacitate și o durată de viață limitate și sunt sensibile la diverse condiții de funcționare, cum ar fi temperatura, ceea ce poate duce la pierderi premature de capacitate sau la funcționare necorespunzătoare.

Pentru a crește performanța și a proteja bateriile de condiții dure de funcționare, se utilizează așa-numitele sisteme de gestionare a bateriilor. Dezvoltarea tehnologică rapidă a unor astfel de sisteme afectează eficiența bateriilor, inclusiv: Eficiența conversiei energiei electrice și permite monitorizarea în timp real a funcționării celulelor galvanice, echilibrând astfel dezvoltarea lentă a tehnologiilor surselor de energie chimică.

TIPURI DE BATERII INDUSTRIALE

Cel mai comun tip de celulă industrială este versiunea cu plumb. Acestea oferă un confort ridicat în utilizare, deoarece nu necesită întreținere a electrolitului și pot funcționa în orice poziție datorită lipsei electrolitului lichid. Principalii reprezentanți sunt tipurile etanșe SLA / VRLA, adesea numite baterii fără întreținere. Datorită carcaselor lor etanșe, acestea nu emit vapori acizi sau gaze nocive în timpul funcționării normale, ceea ce le face inofensive pentru mediu și sigure de utilizat.

Bateriile SLA care nu necesită întreținere sunt fabricate folosind două tehnologii care diferă prin modul în care este legat electrolitul:

• Baterii AGM (Absorbed Glass Mat) – tot electrolitul este absorbit de fibrele de sticlă extrem de poroase dintre separatoarele plasate între plăcile bateriei cu plumb.
• Baterii cu gel – electrolitul este o masă de gel rezultată din adăugarea de SiO2 silice.

Bateriile AGM au o tensiune mai mare la borne și pot funcționa mai mult timp, ceea ce se datorează rezistenței lor interne mai mici decât bateriile cu gel. În plus, au o capacitate mai mare deoarece, în bateriile cu gel, o parte din electrolit este un agent de gelificare.

Pe de altă parte, bateriile cu gel oferă o răcire mai bună a celulelor și o rezistență mai mare la vibrații și șocuri. Alte avantaje includ capacitatea de regenerare după scurtcircuite pe termen lung și rezistența la supraîncărcare.
Tehnologia AGM este cel mai adesea utilizată în UPS-uri pentru funcționare ciclică, în timp ce versiunea cu gel este potrivită pentru surse de alimentare tampon.

Bateriile litiu-ion sunt un alt tip de baterie care își găsește din ce în ce mai mult o soluție în aplicații specializate și industriale. Funcționarea bateriilor Li-ion se bazează pe modificări chimice care apar ca urmare a transferului de ioni pozitivi în electrolit între catod și anod. Catodul este fabricat din compuși de litiu, în timp ce anodul este de obicei fabricat din materiale de carbon.

Caracteristicile acestor baterii sunt:

• Capacitate mare cu dimensiuni relativ mici;
• Fără efect de memorie (poate fi încărcată oricând);
• Greutate redusă a celulei;
• Prietenos cu mediul (fără metale grele, reciclabil);
• Durata de viață mare;
• Densitate mare de energie;
• Funcționare într-un interval ridicat de temperatură de funcționare.

SISTEME DE MANAGEMENT AL BATERIILOR

Prin accentul constant pus pe utilizarea noilor tehnologii care obțin rezultate semnificativ mai bune și au o durată de viață mai lungă decât predecesoarele lor, bateriile Li-Ion înlocuiesc treptat soluțiile mai vechi, unde utilizarea lor va avea un impact pozitiv asupra performanței dispozitivului final.

Pentru a maximiza utilizarea bateriilor, protejându-le în același timp de condițiile de mediu în care funcționează, majoritatea companiilor utilizează sisteme suplimentare pentru a le susține funcționarea.

BMS (Sisteme de gestionare a bateriilor)

Sistemele BMS sunt sisteme de control electronic care monitorizează și reglează încărcarea și descărcarea bateriei. Caracteristicile monitorizate includ de obicei detectarea tipului de baterie, a tensiunii, temperaturii, capacității, stării de încărcare, a consumului de energie, a timpului de funcționare rămas, a ciclurilor de încărcare și multe altele.

Scopul sistemelor de gestionare a bateriilor este de a asigura utilizarea optimă a energiei rămase în celule. Pentru a crește durata de viață a bateriei, sistemele BMS protejează bateriile împotriva descărcării profunde și a supratensiunii, care pot rezulta din încărcarea rapidă și curenții de descărcare mari. Dacă aveți baterii cu mai multe celule, BMS oferă și echilibrarea celulelor pentru a se asigura că fiecare celulă are aceleași cerințe de încărcare și descărcare.

Există multe tipuri de sisteme BMS disponibile pe piață. Cel mai bine este să selectați sistemele de gestionare a bateriilor cu ajutorul unui specialist, care, după ce a determinat cerințele pe care BMS-ul ar trebui să le îndeplinească, va putea recomanda soluții specifice.