Соединяем батареи, на что обратить внимание? Как правильно увеличить емкость нашей системы?
Задача достаточно типичная, будь это автономное, резервное питание или полноценная солнечная станция.
Перед покупкой дополнительных батарей и их установок, для проверки собственного выбора, мы и составили следующие пошаговые рекомендации.
Шаг 1. Напряжение системы
Главное правило: напряжение вашей новой аккумуляторной батареи должно соответствовать напряжению вашего инвертора и вашей установленной батареи. Проверьте напряжение постоянного тока (DC) вашего инвертора. Это может быть 12В, 24В или 48В, см. нашу статью.
Шаг 2. Выбор емкость батареи.
Мало просто совпасть по напряжению — ваши аккумуляторы должны быть одинаковой емкости. Это предельно важно: батарея на 100Ач + батарея на 100 Ач или 250 Ач + 250Ач, и так далее. Это связано с тем, что при параллельном соединении батарей разной емкости возникают три фундаментальные проблемы:
1. Разные внутренние сопротивления;
2. Разные данные BMS и точки отсечки;
3. Ускоренный износ батареи меньшей емкости.
Не будем описывать эти процессы подробно, а просто зафиксируем факт — батареи подсоединяем только одинаковой емкости.
И если, например, емкости двух-трех батарей вам недостаточно, у вас есть лишь два варианта: — устанавить четвертую-пятую аналогичную, либо продавать существующую и устанавить батарею большей емкости. Иными словами, замена всех батарей.
Шаг 3. Выберите правильный способ соединения
От того, как именно вы соедините провода ваших батарей, зависит, насколько равномерно будут заряжаться и разряжаться ваши аккумуляторы, и соответственно, общий срок службы вашей системы.
Основные способы подключения:
Вариант 1. Сборка на общих шинах (Busbars) — это общепринятый профессиональный подход и самый надежный способ для соединения двух и более батарей, особенно мощных. Вместо того чтобы подключать инвертор напрямую к первой батарее, соедините все «плюсы» и все «минусы» аккумуляторов с помощью общих медных шин. Инвертор подключается к этим же шинам. Это обеспечивает равное сопротивление и, как следствие, равномерный ток для всех батарей.
Busbars — сборка батарей на общих шинах
Берем две мощные клеммные колодки, организуя таким образом, некий «узел подключения». Затем подключаем все батареи на одну клемму «-» и клемму «+», и от них уже ведем подключение к инвертору.
Метод «звезда». Клеммные колодки с площадки Aliexpress
Одной из разновидностей этого метода, является отдельное соединение силовые кабелей в одной точке с выходом на инвертор более мощным кабелем. Другими словами, сводим все плюсовые провода от батарей в одну общую точку, а все минусовые провода в другую общую точку. Длина проводов при этом, должна быть максимально одинаковой.
Важнейшим моментом при таком подключении становится качество подобных соединений.
Мы рекомендуем такой способ подключения только при возможности качественной опрессовки перехода «два кабеля в один» специальными гильзами и гидравлическим инструментом.
Метод «звезда». Соединение кабелей двух батарей в один для инвертора
Вариант 3. Подключение «гирляндой» (Ghain) — наименее предпочтительный вариант.
Такой вариант подключения используется для минимизации оборудования системы и стоимости подключения. При этом способе инвертор подключается к первой батарее, первая — ко второй, и так далее.
Можно заметить, что часть производителей батарей, именно для этого, располагают на корпусе две пары клемм + и -. Одна пара работает на вход (подключение к инвертору), вторая пара – на подключение к следующей батарее.
Настоятельно рекомендуем не использовать данный способ подключения. Этот метод создает неравномерную нагрузку всей системы хранения энергии: первая батарея в цепочке будет изнашиваться быстрее остальных, что сократит срок службы всей сборки.
Не рекомендованный способ подключения «Гирлянда» (Chain)
Вариант 4. Подключение «всё в инвертор». Вариант зависит от модели инвертора. Это подключение, при котором, все батареи подключаются в самом инверторе. По-сути, это первый вариант подключения (Busbars), только с той разницей, что общие шины подключения батарей установлены в самом инверторе. Обычно, такие шины установливаются в инверторах повышенной мощности (15-20 кВт).
Это хороший и правильный вариант подключения, но с важным ограничением – ограничение на количество подключений. Обычно, если в инверторе и есть общие батарейные шины, то их не более чем на две батареи.
Шаг 4. Соблюдайте правила безопасности
Работа с мощными электрическими устройствами требует строгого соблюдения мер предосторожности.
1. Используйте кабели правильного сечения. Для соединения аккумуляторов и подключения к инвертору используйте только качественные медные кабели, сечение которых способно выдержать максимальный ток вашей системы (рассчитанный в Шаге 2) без возможного перегрева.
По возможности, пользуйтесь комплектными проводами производителя.
2. Установите защиту. Обязательно установите предохранитель или автоматический выключатель на положительном проводе как можно ближе к клемме аккумуляторной батареи. Номинал защиты должен быть чуть выше максимального рабочего тока системы. Это убережет проводку от короткого замыкания.
3. Обеспечьте надежный контакт. Все соединения должны быть чистыми и сильно затянутыми. Плохой контакт приводит к нагреву, искрению и может стать причиной пожара.
4. Балансируйте новые и старые аккумуляторы перед их подключением вместе.
Если вы подключаете параллельно несколько аккумуляторов, они должны быть максимально одинаковыми: одного производителя, одной модели, и одной емкости. Перед подключением батарей убедитесь в одинаковой степени заряда батарей (SOC) или их напряжением. Такая процедура значительно упростит работу BMS батарей, увеличивая общую производительность.
Внимание! Отдельно по п.2 – защитным автоматическим выключателям.
Обращаем ваше внимание, что номинал автоматов постоянного тока определяется их основным предназначением. И это не защита оборудования, т.к. инвертор и батареи имеют самостоятельные многоуровневые встроенные защиты. Автоматы или плавкие предохранители устанавливаются исключительно как защита проводов подключения, и только этой функцией и должен определяться их номинал.
Шаг 5. Настройте связь между батареями
Большинство современных LiFePO4 аккумуляторов и гибридные инверторы могут и должны обмениваться данными.
Ваша батарея (BMS) и ваш инвертор соединены специальным кабелем, обычно это кабель RJ45, через протоколы CAN или RS485 . Таким образом инвертор получает точную информацию о состоянии заряда, температуре и здоровье батареи. Это позволяет ему оптимально выстраивать алгоритмы заряда и разряда, продлевая срок службы аккумуляторов.
Для подключения дополнительной батареи, проверьте спецификации ваших устройств и, если такая возможность есть, обязательно подключите коммуникационный кабель того же протокола, что был установлен ранее.
Если же такой связи в вашей системе нет, значит, на вашем инверторе вручную выставлены параметры, рекомендованные производителем аккумуляторов (напряжения отсечки, токи и т.д.). Проверьте данные параметры, откорректируйте их. Теперь через общую шину эти данные будут передаваться всем вашим батареям.
ИТОГ
Подключение нескольких LiFePO4 аккумуляторов к инвертору — процесс, требующий внимания к деталям для обеспечения безопасности, эффективности и долгого срока службы вашей системы.
Главные правила подключения — строгое соответствие напряжений, емкости подключаемых батарей, использование качественных компонентов и защит, и правильный выбор схемы соединения.
Идеальный вариант подключения батарей, это точное следование инструкций производителя.
Как пример, в системах хранения энергии (ESS) производителя FelicityESS предусмотрено специальное устройство объединения батарей – Battery Combiner Box.
Это специальный щит постоянного тока с многочисленными входами и выходами, внутри которого расположены мощные медные шины, а плюсовая шина имеет набор отдельных мощных автоматических выключателей с дугогасящими камерами.
Как пример, Battery Combiner Box от компании FelicityESS
Такое устройство позволяет вам не только подключать дополнительные батареи, но и является общей площадкой для подключения, например, зарядного устройства генератора, внешнего сухого контакта или устройств умного дома.
По-сути, это компактный вариант подключения типа Busbars (см. ШАГ 3) в отдельном щите с дополнительной защитой по постоянному току и удобной коммутацией всевозможных подключений.
Но это уже материал достойный отдельного описания.
Если Вам не удобно искать подходящее для вас решение на сайте, или возникли какие-либо вопросы по выбору оборудования и его подключению — смело звоните / пишите нам! С удовольствием ответим на ваши вопросы. Контакты указаны на нашем сайте с актуальными на сегодня чатами.
Энергонезависимости и чистой энергии нам с вами!
Команда FelicityESS Russia
felicityess.ru
