Baterie słoneczne Informacje SOC - Technologia Ładowania Steca
SOC - Technologia Ładowania Steca
SOC - Technologia Ładowania Steca
Produkty Steca wyróżniają się dzięki optymalnemu określaniu stanu ładowania. Jest to klucz do zapewnienia długowieczności akumulatorów.
Co oznacza skrót SOC?
SOC (State of Charge) oznacza aktualny stan naładowania akumulatora. Akumulator jest w pełni naładowany kiedy SOC wynosi 100%. Najmniejsza wartość jaka może wystąpić to 0%. W teorii mogą być osiągane wszystkie inne wartości pomiędzy powyższymi, ale w większości typów akumulatorów wartość ta nie powinna być niższa niż 30%. Takie wartości mogą szybko prowadzić do niebezpiecznego stanu głębokiego rozładowania, który zmniejsza znacznie czas eksploatacji akumulatora lub niszczy go bezpowrotnie.Stan naładowania akumulatora nie powinien być mylony z jego dostępną pojemnością w Ah. Aktualna pojemność akumulatora zależy od wielu parametrów takich jak temperatura, wiek, historia pracy akumulatora i wielu innych czynników. Jest możliwe oszacowanie zgrubne aktualnej pojemności akumulatora poprzez iloczyn aktualnego stanu naładowania w % oraz nominalnej pojemności w Ah. Jednakże wraz z wiekiem akumulatora jego nominalna pojemność może ulec znaczącej zmianie, co oznacza, że taki szacunek dotyczący pojemności może być obciążony dużym błędem. Szybka i niezawodna kontrola
W trakcie procesu ładowania, solarny kontroler musi wiedzieć kiedy akumulator osiągnie stan pełnego naładowania, aby uchronić go przed przeładowaniem w odpowiednim momencie i we właściwy sposób. Równie ważne jest określenie stanu naładowania w czasie rozładowywania akumulatora, aby zabezpieczyć go przed szkodliwym głębokim rozładowaniem. W celu zapewnienia realizacji powyższych funkcji należy wziąć pod uwagę wiele czynników, które wskazują na stopień naładowania akumulatora w danym momencie. Niektóre z tych kryteriów są bardziej miarodajne niż pozostałe. Najprostszym i najczęściej występującym kryterium jest napięcie akumulatora. W metodzie tej ustalany jest na stałe poziom napięcia przy którym następuje odłączenie ładowania. Stały dolny próg napięcia jest również ustalony dla zapewnienia odłączania ładowania w przypadku zagrożenia poprzez głębokie rozładowanie. Jest to prosta metoda dzięki temu, że jesteśmy w stanie precyzyjnie mierzyć napięcie akumulatora, jednak nie jest to dobra metoda w większości przypadków ponieważ stan naładowania nie zmienia się proporcjonalnie do napięcia. Małe prądy rozładowujące występują powszechnie zwłaszcza w systemach opartych na bateriach słonecznych. |
Prowadzi to do nieodpowiedniej eksploatacji akumulatorów jeśli stałe progi napięć odcinających określają procesy ładowania i rozładowania. Metoda oparta na progach pełnego naładowania i głębokiego rozładowania zapewnia lepszą eksploatację akumulatora ponieważ bierze pod uwagę nie tylko napięcie, ale i natężenie prądu. Niestety ta metoda też nie do końca pozwala na dokładne określenie stanu naładowania z uwagi na pominięcie szeregu innych ważnych czynników. Jedynie w przypadku precyzyjnego określenia stanu naładowania możliwe jest prawidłowe zarządzania ładowaniem akumulatora przez solarny kontroler ładowania, aby zakończyć cykl ładowania w odpowiednim momencie lub odłączyć odbiorniki nie za wcześnie i nie za późno. Z tego też powodu Steca rozwinęła wysokowydajny algorytm, który pozwala na określenie stanu naładowania z wystarczającą dokładnością w celu zapewnienia optymalnej ochrony akumulatora. Jak działa określanie stanu naładowania przez urządzenia Steca
Algorytm Steca dla określenia stanu naładowania akumulatora jest kombinacją różnych metod, które zapewniają, że stan naładowania jest wyliczany wystarczająco dokładnie, niezawodnie i stabilnie przez długi okres czasu. Szczególną uwagę zwrócono na przygotowanie metody pomiaru, która może być przeprowadzana w sposób prosty i oszczędny i wykorzystana w wielu modelach solarnych kontrolerów ładowania. Lata doświadczeń w badaniach i rozwoju algorytmów określania stanu naładowania akumulatorów doprowadziły do opracowania samoadaptacyjnego i opartego na logice rozmytej algorytmu. Włączając w to takie parametry jak wiek, historię eksploatacji akumulatora oraz wiele innych. Napięcie, natężenie i temperatura są mierzone w sposób ciągły tak dokładnie jak to jest możliwe przez kontroler ładowania. W trakcie fazy „uczenia się” kontroler ładowania oszacowuje stan naładowania bazując na danych doświadczalnych. W tym samym czasie kontroler monitoruje zachowanie akumulatora i dopasowuje różne parametry do aktualnego stanu systemu. Faza uczenia się trwa kilka cykli pracy. Zaletą tej metody jest możliwość dynamicznego reagowania kontrolera w zależności od wymagań systemu oraz indywidualnego dopasowania sposobu eksploatacji akumulatora do wymagań każdego systemu. Ta cecha wyjaśnia wysoką wydajność i niezawodność algorytmu określania stanu naładowania akumulatora firmy Steca. Jednocześnie algorytm ten gwarantuje optymalną eksploatację co przekłada się na długowieczność akumulatora. Dodatkowo użytkownicy mają korzyść polegającą na tym, że aktualny stan naładowania akumulatora może być wyświetlany co oznacza, że można utrzymać ciągłą i optymalną kontrolę nad systemem. |
|
 |
||
Wykres
... przedstawia charakterystykę akumulatora kwasowo-ołowiowego o pojemności 28 Ah. Napięcie akumulatora zmienia się w zależności od prądu ładowania i rozładowania oraz poziomu naładowania (SOC – State Of Charge). Zakładając próg najniższego napięcia na poziomie 11,1 V, przy prądzie rozładowania 50A odłączenie odbiorników nastąpi przy poziomie naładowania SOC równym około 70% (punkt nr 1). Obrazuje to zielona linia na wykresie. W tym przypadku znaczna część dostępnej energii nie może być wykorzystana. Jeżeli ten sam akumulator jest rozładowywany prądem 5A i napięcie odcięcia odbiorników będzie na tym samym poziomie 11,1 V, wówczas akumulator będzie rozładowany do poziomu naładowania SOC 10% (punkt nr 2). Tak niski poziom SOC jest niebezpieczny dla akumulatora i może doprowadzić do jego trwałego uszkodzenia. W tym przypadku tylko rozładowywanie prądem 25A doprowadzi do odłączenia odbiorników na bezpiecznym poziomie naładowania SOC równym 30% (punkt nr 3). Używając algorytmu SOC Steca, regulator ładowania jest zdolny do odłączenia akumulatora przy każdym prądzie rozładowania na prawidłowym, bezpiecznym poziomie naładowania. |
Poziom napięcia odłączenia akumulatora jest wyznaczony w punkcie w którym SOC wynosi 30% (ochrona przed głębokim rozładowaniem akumulatora przy SOC 30%).Tylko ta metoda umożliwia prawidłowe użytkowanie akumulatora i zapewnia jego długotrwałą żywotność. Które z regulatorów ładowania Steca są wyposażone w algorytm SOC?
Rozróżniamy dwie linie produktów Steca. Pierwsza jest wyposażona w minimum potrzebnych funkcji, zoptymalizowana do prostych niewymagających zastosowań. Druga jest zaprojektowana do pokrycia bardziej wymagających potrzeb, do zapewnienia dobrego interfejsu komunikacyjnego z użytkownikiem oraz zoptymalizowanej obsługi akumulatorów. Każda z grup zawiera regulatory ładowania w szerokim zakresie mocy. Wszystkie regulatory wyposażone w algorytm Steca State Of Charge są oznaczone w katalogu symbolem SOC |
|
|
Legenda: |
