V avtomobilih in velikih baterijskih zalogovnikih elektrike urejajo pretoke energije sistemi znani pod kratico BMS (Battery Management Systems). V avtomobilih so programirani za omogočanje čim večjega dosega in za polnjenje baterij med zaviranjem. Kako pa delujejo veliki sistemi?
Prenesejo grobo delovanje
Čeprav je na pogled delovanje podobno, se načina delovanja med seboj zelo razlikujeta. Danes ima povprečna kontejnerska baterijska enota instalirano moč od 125 do 250 kW. Velike sisteme nato sestavljajo glede na potrebe, zato lahko zmogljivost velike baterije, sestavljene iz več kontejnerjev, doseže moč več megavatov.
Aktivni baterijski sistemi morajo prenesti grobe električne obremenitve ter sunkovito polnjenje in praznjenje večkrat na dan. To je odvisno od potreb omrežja, ki jih baterijski sistem pokriva. Na preskrbovalni strani se lahko nahaja bolnišnica, v kateri baterije nadomeščajo generator, frekvenčni regulatorji valjarne jekla, omrežje mesta ali celotne države. Velike baterije delujejo kot podpora za izravnavo dnevnih konic v porabi, zaradi katerih je bilo prej potrebno zagnati pomožno elektrarno. Z njimi rešujemo probleme ob viških ali pomanjkanju elektrike ter uravnotežujemo težave z vzdrževanjem stalne frekvence v omrežju.
Pet ur oddaja 25 kW, 20 let garancije, tloris samo 1,8 x 2 m |
Kot prelivanje vode
Prilagajanje pretokov elektrike deluje podobno, kot če bi prelivali vodo. Če želimo izenačiti nivo vode v dveh kozarcih, je potrebno vodo samo preliti. Naloga postane težja, če je potrebno enako doseči z večjim številom kozarcev, na primer, če jih je 50.000, toliko kot je posameznih baterij v manjšem sistemu. Takrat se pokaže prava kompleksnost naloge, ki jo mora obvladati krmilni sistem. Pretakanje elektrike med desetinami, stotinami ali tisoči posameznih baterijskih enot je zamotana naloga.
Potrebno je zagotoviti, da nobena baterijska celica ne bo preveč ali premalo napolnjena, saj neenakomernost lahko vodi v skrajševanje življenjske dobe ali povzroči varnostne probleme. Če spet primerjamo, prenapolnjeni kozarci se bodo prelivali čez rob, premalo napolnjeni pa se bodo izsušili.
40 megavatne baterije z 800 000 celicami – Dayton – Ohio |
Uravnoteževanje je nujno
Problem so tehniki rešili na drug način. Namesto da bi balansirali celoten sistem, s pošiljanjem energije sem ter tja, da bi dosegli izenačenja v celicah, obravnavajo vsako celico posebej. Elektronika jo »nauči«, da oddaja ali odjema ravno toliko elektrike da se napolnjenost optimizira na programiran nivo. Ta metoda je edina uporabna za krmiljenje multi megavatnih baterijskih sistemov, je cenejša, zelo zanesljiva in izjemno učinkovita.
Prodor baterijskih sistemov vseh vrst je samo še vprašanje časa. Ročna električna orodja na primer, se zaradi vedno boljših lastnosti in baterij uveljavljajo tudi v delavnicah, ki imajo na stenah električne vtičnice razmeroma blizu. Poznavalci industrije so opazili, da v naprednejših tovarnah v ZDA samo izjemoma naletimo na ročno orodje, ki bi delovalo na kabel. Tega si pred dvema letoma zagotovo ni upal nihče napovedati. Zato so baterijski sistemi zagotovo odlična rešitev sedanjih in bodočih omrežij za napajanje z elektriko. Še posebej zato, ker bo elektrika kmalu postala nosilni energent tudi na področjih, kjer je do sedaj nismo pričakovali.
