Revolucionando o armazenamento de energia residencial: principais tendências e o papel da tecnologia de bypass na melhoria da eficiência

Com a crescente demanda por soluções de energia limpa e sustentável, os sistemas de armazenamento de energia residencial estão evoluindo rapidamente. Tecnologia de bypass surgiu como um divisor de águas no aprimoramento da eficiência, confiabilidade e longevidade desses sistemas. 

Tendências em tecnologia e produtos de armazenamento de energia residencial

1. Alta capacidade e modularidade
   Baterias de armazenamento de energia doméstica estão evoluindo para capacidades maiores para atender às crescentes demandas de eletricidade doméstica. Além disso, sistemas de baterias modulares permitem que os usuários expandam a capacidade de forma flexível, de acordo com suas necessidades.
2. Integração e Design Tudo-em-Um
   Atualmente, a maioria dos sistemas de armazenamento de energia residencial são do tipo split, mas tendências futuras apontam para produtos integrados que combinam baterias e inversores em uma única unidade. Essa mudança simplifica a instalação, melhora a compatibilidade do sistema e melhora a confiabilidade.
3. Gestão Inteligente
   Com o desenvolvimento de casas inteligentes e da Internet das Coisas (IoT), os sistemas de armazenamento de energia doméstica incorporarão tecnologias mais avançadas Sistemas de gerenciamento de bateria (BMS). Esses sistemas utilizarão análise de dados e inteligência artificial para otimizar o uso de energia e programar inteligentemente o carregamento e o descarregamento com base nos padrões de consumo e nas condições da rede.
4. Reciclabilidade e Sustentabilidade
   Baterias de armazenamento de energia futuras priorizarão a reciclabilidade para reduzir o impacto ambiental e aumentar a eficiência da reciclagem. Além disso, alguns sistemas podem adotar baterias de segunda vida de veículos elétricos para maior sustentabilidade.

Sistema de bateria multimódulo mestre-escravo e tecnologia de bypass

Uma arquitetura mestre-escravo é uma estrutura comum em sistemas de gerenciamento de bateria (BMS).

A arquitetura mestre-escravo normalmente consiste em um Unidade de controle da bateria (BCU) como o mestre e múltiplo módulos (escravos). A unidade mestre supervisiona o monitoramento e o gerenciamento geral, enquanto as unidades escravas são responsáveis ​​por monitorar a tensão, a temperatura e o controle de balanceamento dentro dos módulos de bateria individuais. Em um sistema de bateria multimódulo, várias células de bateria formam um módulo, e vários módulos são então integrados em um pacote de bateria. Este design facilita a expansão e a manutenção.

Como os módulos suportam substituição independente, é inevitável que módulos com diferentes Estado de Carga (SOC) pode ser misturado. Com o tempo, problemas de consistência também podem surgir durante o uso. Como os módulos são conectados em série, os desequilíbrios do SOC podem reduzir significativamente a capacidade disponível de todo o BMS. Muitas soluções atuais do mercado usam métodos de balanceamento passivo, mas estes geralmente têm baixa eficiência e não atendem aos requisitos do cliente em muitos cenários.

Para resolver esse problema, Tecnologia de bypass foi desenvolvido. Ele permite a troca inteligente de strings de módulos, permitindo um rápido balanceamento de capacidade de módulos.

O que é a tecnologia Bypass e por que ela é importante?

À medida que os sistemas de armazenamento de energia doméstica se tornam mais complexos com vários módulos de bateria trabalhando juntos, garantir que todos os módulos estejam sincronizados é um desafio. A Bypass Technology é a solução para esse problema.

A Bypass Technology ajuda a gerenciar desequilíbrios de State of Charge (SOC) entre módulos, alternando-os automaticamente para dentro e para fora do sistema, equilibrando o processo de carregamento em todos os módulos. Isso ajuda a evitar problemas como perda de energia, degradação do desempenho e ineficiência do sistema.

Implementação da função Bypass

O diagrama abaixo ilustra o projeto de circuito de bateria para funcionalidade Bypass. Comparado aos sistemas tradicionais de baterias multimódulo, um Habilitado para bypass O sistema inclui dois contatores adicionais dentro de cada módulo:

• Um contator é conectado em série com a pilha de células da bateria.
• O outro contator é conectado em paralelo com a pilha de células da bateria.

Princípio de operação da função de bypass

• O BMS coleta dados da bateria de cada módulo e determina se a ativação do Bypass é necessária.
• O O BMS interage com o inversor para controlar o início da carga/descarga e a regulação da tensão, garantindo um processo de bypass estável e seguro.
• O BMS avalia lógica de Bypass e envia comandos de comutação de bypass para módulos que atendem às condições.
• Ao receber o comando Bypass, o módulo controla os contatores para entrar ou sair do modo Bypass.

Exemplo de lógica de bypass em operação

Uma configuração de teste inclui quatro módulos de bateria conectado a um inversor, com valores iniciais de SOC de 91%, 71%, 28% e 3% respectivamente. O processo Bypass opera da seguinte forma:

1. O carregamento começa.

• Módulo 1 atinge 100% SOC primeiro.
• O BMS detecta que os módulos restantes precisam de balanceamento e instrui Módulo 1 para entrar no modo Bypass.
• O restante três módulos continuam carregando, enquanto O módulo 1 para de carregar.

2. O módulo 2 atinge 100% SOC.

• O BMS determina que o restante dois módulos requerem balanceamento adicional.
• O módulo 2 entra no modo Bypass, permitindo Módulos 3 e 4 para continuar carregando.

3. O módulo 3 atinge 100% SOC.

• O BMS detecta que O módulo 4 ainda requer balanceamento.
• O módulo 4 entra no modo Bypass, enquanto os módulos carregados anteriormente sair do modo Bypass e alternar para o modo de descarga.

4. O balanceamento está concluído.

• Os três módulos totalmente carregados descarregam até que seu SOC corresponda SOC do módulo 4.
• O módulo 1 sai do modo Bypass e todos os quatro módulos retomam a operação normal juntos.

O Curva de balanceamento BMS para todo o processo é mostrado abaixo:

Com o Função de desvio, o BMS alcança equilíbrio rápido, resolvendo problemas causados ​​por:

• Módulos de mistura de diferentes capacidades.
• Inconsistências do SOC durante o uso.

Isso evita uma redução em energia utilizável e evita degradação de desempenho. Além disso, o Bypass melhora significativamente eficiência na implantação, instalação e manutenção da bateria, tornando-se uma característica essencial em sistemas modernos de armazenamento de energia.

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