Je li pametni BMS lako povezati s kućnim sustavima za energiju?

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Kablovski protokoli: CAN, RS485 i Modbus za pouzdanu lokalnu integraciju

Za lokalne pametne sustave upravljanja baterijama, žičane veze još uvijek čine kičmu kada nam je potrebna pouzdanost, brzo vrijeme odgovora i zaštita od električnih smetnji. Uzmimo CAN Bus na primjer, odlično radi u tvornicama i postavkama s više baterija zbog načina na koji rješava kvarove na mnogim čvorovima bez potrebe za centralnim upravljačem kako bi sve funkcioniralo glatko tijekom hitnih situacija. RS485 je još jedan radni konj koji omogućuje uređajima da se povežu od kraja do kraja duž kablova koji se protežu gotovo 1,2 kilometra, što ima smisla za kućno skladištenje energije raspoređeno na velikim nekretninama. Većina solarnih sustava za skladištenje oslanja se na Modbus RTU jednostavno zato što je jednostavan i široko prihvaćen u industriji oko tri od četiri mrežno povezane pretvarače zapravo koriste ovaj protokol za slanje osnovnih podataka naprijed i natrag plus davanje zapovijedi. Iako su bežične tehnologije sve češće, ne može se zamijeniti ove stare pouzdane žične standarde za operacije povezane s sigurnošću kao što je brzo izoliranje kvarova gdje su odgovori ispod 100 milisekundi važni i sustav mora izdržati elektromagnetne poremećaje od električnih mreža koje se onesvijestile.

Bežična i oblakna povezanost: MQTT, Wi-Fi i mobilni za daljinsko pametni BMS praćenje

Za učinkovito daljinsko praćenje i upravljanje parkom vozila, potrebni su nam bežični protokoli koji su i jednostavni i lako se mogu proširiti. MQTT koristi takozvani pristup objavljivanja-pristupanja koji smanjuje količinu podataka koji se šalju naprijed i natrag. To ga čini odličnim za slanje informacija na one ploče koje ljudi vole. Sistem podržava stvari poput trenutnih upozorenja kada nešto krene po zlu, mijenjanje postavki iz daljine, i predviđanje problema prije nego se dogode na svim vrstama rasprostranjenih opreme. Kada je riječ o obavljanju stvari na lokalnom nivou, Wi-Fi nudi dosta propusnosti za bežično ažuriranje softvera i provođenje detaljnih dijagnostičkih provjera. Ali što se događa ako internet padne? To je mjesto gdje mobilne mreže kao što su 4G ili LTE ulaze kao rezervne opcije. Oni nastavljaju slati važne upozorenja u određeno vrijeme, možda svakih pola minute ili tako ovisno o potrebama postavljanja. Sada je ovdje trudi dio - sigurnost protiv brzine. Dodavanje TLS enkripcije definitivno usporava stvari za oko 300 milisekundi, ali preskakanje ga ostavlja sve ranjivo za hakere koji pokušavaju da se petljaju sa zapovijedima. Pametne tvrtke često idu sa mješovitim pristupima u današnje vrijeme. Kritične funkcije ostaju na dobrim starim žičnim vezama za pouzdanost, dok se manje hitne stvari poput prikupljanja podataka senzora, analize i prikaza informacija korisnicima radije obrađuju bežično. Na taj način operacije se nastavljaju glatko čak i kada oblaki odluče da se odmore od pravilnog povezivanja.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Uspješnost različitih sustava u suradnji ovisi o standardima na kojima se svi slažu, a ne samo o željama jedne tvrtke. Uzmimo IEEE 1547-2018. Ovaj standard utvrđuje što oprema mora učiniti kako bi podržala električnu mrežu, stvari poput rukovanja promjenama napona i održavanja povezanosti tijekom fluktuacija frekvencije. A prije nego što bilo što dobije certifikat, mora proći te UL 1741 SB testove. Govoreći o standardima, SunSpec Alliance je stvorio nešto prilično nevjerojatno s njihovim Modbus register mapiranja. Većina proizvođača baterija sada slijedi ove smjernice za prikaz stanja punjenja, temperaturnih odčitavanja i razine snage. Ovaj zajednički pristup znači da inženjeri troše manje vremena na otkrivanje kako različite komponente komuniciraju jedna s drugom. Gledajući u budućnost, novi Matter standard donosi i ovu dobrobit interoperabilnosti u kuće. Omogućuje sustavima upravljanja zgradama da sigurnim putem lokalno dijele podatke (bez oslanjanja na usluge oblaka) s uređajima poput termostata, punjača električnih vozila i različitih kontrolora opterećenja putem ispravno certificiranih sučelja. Prema nedavnim izvješćima iz industrije, usvajanje tih standarda može smanjiti troškove integracije za oko polovinu i znatno ubrzati procese uspostave. Za svakoga tko nadograđuje stare instalacije, ide s SunSpec-certificiranom hardverom ima smisla jer izbjegava one frustrirajuće protokole sukoba dok još uvijek dobro radi s trenutnim solarnim panelima i pretvaračima već na mjestu.

U skladu s člankom 4. stavkom 1.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

Kada je riječ o tome kako dobro inteligentni sustavi upravljanja baterijama rade, ono što je stvarno važno nisu samo brojevi na papiru, već i brzina reakcije. Sustavi s ukupnim kašnjenjem ispod 500 milisekundi mnogo bolje se nose s iznenadnim prekidima struje ili neočekivanim poremećajima iz solarnih panela. A kada ti sustavi uzmu podatke svake sekunde, mogu pomaknuti opterećenje i upravljati potražnjom s izvanrednom točkinjom. Kontroli zatvorene petlje koriste informacije o razini napona, protoku struje i promjenama temperature kako bi stalno prilagođavali obrasce punjenja i pražnjenja. To pomaže spriječiti oštećenje pojedinačnih stanica i održava baterije duže radom. Uzmimo, na primjer, tehnologiju aktivnog uravnotežavanja koja otkriva razlike u naponu za samo 300 milisekundi, što prema istraživanju objavljenom u časopisu Journal of Power Sources prošle godine zapravo dodaje oko 23% više trajanja baterijama. Takve mjere performansi puno govore o tome što čini dobar sustav.

• Sredstva za upravljanje točnost unutar ± 3% pod dinamičkim opterećenjem i temperaturnim uvjetima
• U slučaju da se radi o brzom smanjenju temperature, potrebno je utvrditi vrijeme reakcije toplinskog senzora.
• U skladu s člankom 3. stavkom 2.

Primjer potvrđene integracije: Tesla Powerwall + SolarEdge (Sub-200ms Smart BMS Control)

Kada Tesla Powerwalls rade s SolarEdge sustavima, pokazuju stvarno dobru koordinaciju između sustava upravljanja baterijama u stvarnim instalacijama. Terenski testovi pokazali su da ti sustavi održavaju oko 150 milisekundi kašnjenja pri slanju signala naprijed-natrag između baterija i pretvarača. To znači da cijeli sustav može donositi odluke u roku od oko 200 milisekundi. Tijekom nestanka struje ili problema s mrežom, sustav preusmjerava struju gotovo odmah tako da kuće ostanu napajane bez da itko primijeti prekidač. Nakon što su radili cijelu godinu, ovi uređaji su dosegli gotovo 99,98% pouzdanosti zahvaljujući pametnim funkcijama koje gledaju vremenske prognoze i prošlu potrošnju energije kako bi odlučile kada najbolje puniti baterije. Zanimljivo je da ovaj brz odgovor zapravo smanjuje iscrpljenost litij-jonskih ćelija za oko 31% u usporedbi s starijim metodama gdje se punjenje odvijalo u fiksnim rasporedom. To dokazuje da sposobnost reakcije u stvarnom vremenu nije samo sofisticirana tehnologija, već zapravo produžava trajanje baterije i uštedi novac.

Praktični izazovi integracije pametnih BMS-a u postojećim kućama

Ograničenja nakonobrada: Stari paneli, praznine za senziranje i kompatibilnost uzemljenja

Pri pokušaju ugradnje pametnih sustava upravljanja zgradama u kućama izgrađenim prije 2010. postoje nekoliko tehničkih prepreka koje se obično pojavljuju zajedno. Stariji električni paneli obično nemaju ugrađene komunikacijske portove kao što su RS485 ili CAN, tako da se vlasnici kuća suočavaju s izborom između zamjene cijele ploče ili ugradnje prilagođenih uređaja za ulaz, obje opcije povećavaju troškove i kompliciraju instalaciju. Još jedan veliki problem je nedostaju senzori. Većina kuća iz tog doba nije bila priključena na nadzor struje ili napona na nivou kola, što ostavlja pametne BMS algoritme bez dovoljno detaljnih podataka za ispravnu analizu i optimizaciju opterećenja. Istraživanja pokazuju da ove razlike mogu smanjiti stvarnu uštedu energije za oko 40%. Problemi s uzemljanjem također se često javljaju prilikom integracije novih sustava s starijim. Razlike između tradicionalnih metoda uzemljivanja TN-C i današnjih TT ili IEC standarda stvaraju stvarne sigurnosne rizike, ponekad zahtijevajući potpuno prevodenje sustava uzemljivanja. Svi ti čimbenici zajedno čine projekte za modernizaciju oko 15 do 30 posto skupljim nego instalacija u nove zgrade, a popravak problema s uzemljenjem zauzima gotovo trećinu ukupnog radnog vremena prema izvješćima iz terena. Za svakoga tko planira takve radove, radi temeljnu provjeru mogućnosti panela, smještaja senzora i konfiguracije uzemljenja prije početka ima smisla ako žele spriječiti neočekivane komplikacije kasnije i ostati u skladu s trenutnim kodovima, osiguravajući da sve radi sigurno godinama.