چرا تعادل سلولی در سیستم های ذخیره انرژی اهمیت دارد؟
در سیستمهای ذخیرهسازی انرژی مدرن، هزاران سلول باتری تحت شرایط سری و موازی مختلف با هم کار میکنند. حتی زمانی که سلول ها در یک دسته تولید می شوند، مقاومت داخلی، ظرفیت و سرعت پیری آنها هرگز نمی تواند کاملاً یکسان باقی بماند. با گذشت زمان، این تفاوت های کوچک به تدریج گسترش می یابد. بدون مدیریت متعادل کننده موثر، سلول های ضعیف ضعیف تر می شوند، در حالی که سلول های قوی تر ممکن است شرایط شارژ یا تخلیه بیش از حد را تجربه کنند. این به طور مستقیم بر کارایی سیستم، ظرفیت قابل استفاده، ایمنی عملیاتی و سودآوری پروژه تأثیر می گذارد.
به همین دلیل است که استراتژی متعادل سازی به یکی از فناوری های کلیدی در مدرن تبدیل شده استBMSو طراحی EMS
تعادل غیرفعال: ساده اما محدود
تعادل غیرفعال در حال حاضر سنتی ترین و پرکاربردترین روش متعادل سازی است. در این استراتژی، مقاومت های متعادل کننده به موازات سلول های باتری متصل می شوند. هنگامی که سلول های خاصی به ولتاژ بالاتری نسبت به سایر سلول ها می رسند، انرژی اضافی به عنوان گرما از طریق مقاومت تخلیه می شود تا زمانی که همه ولتاژهای سلول ثابت شوند. بزرگترین مزیت بالانس غیرفعال ساختار ساده و هزینه نسبتا کم آن است. از آنجایی که طراحی مدار ساده است، معمولاً در سیستمهای ذخیرهسازی انرژی مسکونی و برنامههای ذخیرهسازی تجاری کوچک استفاده میشود.
با این حال، معایب نیز بسیار آشکار است. تعادل غیرفعال انرژی را هدر می دهد زیرا الکتریسیته اضافی به جای استفاده مجدد، مستقیماً به گرما تبدیل می شود. سرعت تعادل کند است، به خصوص در سیستمهای-با ظرفیت زیاد با تفاوتهای سلولی قابل توجه.
تعادل فعال: جهت گیری اصلی برای سیستم های ذخیره سازی بزرگ
همانطور که سیستمهای ذخیرهسازی انرژی به سمت ظرفیت بیشتر و نیازهای چرخه عمر طولانیتر حرکت میکنند، فناوریهای متعادلسازی فعال در حال تبدیل شدن به مسیر اصلی هستند. بر خلاف متعادلسازی غیرفعال، تعادل فعال انرژی را از سلولهای ولتاژ بالا به سلولهای ولتاژ پایین-به جای اتلاف آن بهعنوان گرما، انتقال میدهد و کارایی کلی انرژی را به طور قابلتوجهی بهبود میبخشد.
در حال حاضر، شرکت های پیشرو راه حل های مختلف متعادل کننده فعال را اتخاذ می کنند. یکی از روشهای اصلی اضافه کردن سلفها، خازنها یا مدارهای DC/DC به BMU (واحد مدیریت باتری) است. این اجازه می دهد تا انرژی به طور مستقیم از سلول های قوی تر به سلول های ضعیف تر جریان یابد و بازده تعادل را بهبود بخشد و در عین حال اتلاف انرژی را کاهش دهد.
یکی دیگر از راه حلهای محبوب، نصب ماژولهای DC/DC در جعبههای ولتاژ بالا-کلستر-است. این کار تعادل اجباری بین خوشههای باتری را امکانپذیر میکند و از عدم تطابق ظرفیت بین خوشهها بر کل سیستم جلوگیری میکند.
با بزرگتر شدن و هوشمندتر شدن پروژههای ذخیرهسازی{0}}مقیاس ابزار، فناوری متعادلسازی دیگر تنها یک عملکرد محافظت از باتری نیست. این به تدریج در حال تبدیل شدن به یک عامل اصلی است که کارایی سیستم، عملکرد چرخه عمر و بازگشت سرمایهگذاری بلندمدت را تعیین میکند.