6. Control de la profundidad de descarga
(Nota: Todas las tensiones absolutas mencionadas en el siguiente ejemplo se refieren a un sistema de 12 V. Las tensiones tendrán que multiplicarse por 2 o por 4 para un sistema de 24 V o 48 V, respectivamente) .
6.1. Resumen
Red presente
Cuando haya menos FV disponible de la necesaria para alimentar las cargas (por la noche, por ejemplo) se usará la energía almacenada en la batería. Hasta que la batería se agote (es decir, alcance el porcentaje mínimo de estado de carga definido por el usuario).
Cuando haya energía de la red disponible, alguno de los tres parámetros siguientes informará al sistema de que el almacenamiento de la batería se ha agotado:
Estado de carga de la batería: Se ha alcanzado el estado de carga mínimo configurado en el CCGX. Si se fija en 60 %, toda la capacidad entre el 60 % y el 100 % se usará para optimizar el autoconsumo. Y del 0 % al 60 % se usará en caso de fallo del suministro de la red. Tenga en cuenta que el algoritmo BatteryLife puede modificar el parámetro de estado de carga mínimo (según se haya configurado en el CCGX) diariamente.
Tensión de la batería. Véase el apartado de desconexión dinámica más adelante.
Tensión de la batería. Véase el apartado de desconexión dinámica más adelante.
VE.Bus BMS de Victron
BMS de terceros con CAN-bus habilitado
Fallo de la red eléctrica
Cuando no hay alimentación de la red y el sistema está en modo inversor, los siguientes parámetros controlan la profundidad de descarga:
Desconexión dinámica
La señal de celda baja del VE.Bus BMS sigue activa
Las señales de celda baja de BMS de terceros con CAN-bus habilitado se ignoran. El sistema depende de la protección automática del interior de las celdas de litio para activarse.
¿Y qué sucede con el modo Mantenimiento?
Las tensiones de Mantenimiento no afectan al momento en que el sistema deja de descargar la batería: El modo Mantenimiento se activa únicamente después de que la batería haya indicado que está vacía. Véase el apartado Modo mantenimiento para más información.
6.2. BatteryLife
¿Qué hace BatteryLife?
La función BatteryLife evita que un “estado de carga bajo de la batería” perjudicial se mantenga durante un periodo de tiempo prolongado. Por ejemplo, en invierno, si no hay suficiente alimentación FV disponible para reponer la energía almacenada en la batería que se consume cada día, sin BatteryLife, el estado de carga de la batería caería hasta su límite inferior y podría permanecer en ese nivel o en torno a él, de modo que nunca llegaría a cargarse por completo.
BatteryLife intenta garantizar que la batería siempre se recargue hasta el 100 % del estado de carga, todos los días. Así funciona:
En periodos con mal tiempo y energía solar limitada, BatteryLife eleva de forma dinámica el límite de estado de carga bajo que se haya configurado. De modo que hay menos energía disponible para consumo. Eleva este nivel un 5 % cada día hasta que la energía que el sistema extrae de las baterías durante un periodo de 24 horas coincide con la energía que se repone. El objetivo es que la batería funcione al 100 % o en torno al 100 % del estado de carga.
Cuando el tiempo cambia y hay más energía solar disponible, el sistema vuelve a bajar el límite de estado de carga bajo, cada día, con cada vez más capacidad disponible para su uso (y eventualmente vuelve al límite predeterminado por el usuario), al tiempo que se asegura de que el estado de carga de la batería al final de cada día es del 100 % o en torno al 100 %.
La utilidad de esta función es clara si se hace esta pregunta: “¿Cómo se puede dejar que la batería permanezca descargada por completo durante largos periodos de tiempo sin dejar energía de reserva por si hubiera un fallo de suministro de la red y con la posibilidad de dañar la batería?”.
Detalles
Esta función tiene varias ventajas:
Funcionar con un estado de carga bajo acorta la vida de las baterías de plomo-ácido.
Algunas baterías de litio necesitan cargarse por completo regularmente para equilibrar sus celdas. Entre ellas, las baterías de litio de 12,8 V de Victron, en las que es obligatorio habilitar BatteryLife.
En caso de fallo de suministro de la red, no tener energía de reserva disponible en las baterías para alimentar las cargas quita todo el sentido a tener una batería auxiliar.
Si el estado de carga de la batería cae por debajo del límite inferior del estado de carga durante más de 24 horas, se cargará de forma lenta (desde una fuente CA) hasta que se vuelva a alcanzar el límite inferior.
El límite inferior dinámico es una indicación de la cantidad de energía FV sobrante esperada durante el día: un límite bajo indica que esperamos que haya mucha energía FV disponible para cargar la batería y que no se espera que el sistema descargue más energía durante la noche de la que recibe durante el día.
El siguiente gráfico muestra dos sistemas idénticos: uno (línea azul) utiliza la función BatteryLife y el otro (línea roja), no. Es primavera. En el gráfico se ha representado el estado de carga de la batería correspondiente a una semana para cada sistema. A medida que avanza la semana y hay más energía solar disponible, observe cómo BatteryLife hace que su sistema funcione a plena carga, o casi, y cómo permite que la profundidad de descarga aumente según crece la captación de energía solar. Observe también la línea roja que muestra lo que sucede sin BatteryLife.
Datos técnicos
A nivel técnico, BatteryLife incrementa el límite de carga inferior dinámico un 5 % cada día que no se alcanza un buen estado de carga. El valor se incrementa una vez al día cuando la batería alcanza el límite inferior por primera vez. Cuando la batería alcanza el 85 % del estado de carga en un día, el incremento de ese día se cancela y el límite permanece igual que el del día anterior. Si algún día la batería alcanza el 95 %, el límite de descarga dinámico se reduce un 5 %. De este modo, la batería alcanza una carga saludable de entre el 85 % y el 100 % del estado de carga todos los días.
6.3. Desconexión dinámica
La función de Desconexión dinámica funciona de forma “inteligente”. En vez de simplemente desconectar las cargas cuando se alcanza un umbral de baja tensión, considera la cantidad de corriente que se extrae de la batería. Cuando la corriente que se extrae es alta, la tensión de apagado puede ser de 10 V, por ejemplo, mientras que si la corriente que se extrae es baja, la tensión de apagado puede ser de 11,5 V.
Esto compensa la resistencia interna de la batería y hace que la tensión de la batería sea un parámetro mucho más fiable para indicar si una batería se está descargando hasta niveles críticos.
El siguiente gráfico muestra las curvas predeterminadas de “Descarga” frente a “tensión de apagado por entrada CC baja” de distintos tipos de baterías. La curva puede ajustarse en el asistente.
Notas:
La desconexión dinámica es útil para baterías con una resistencia interna elevada. Por ejemplo, OPzV y OPzS, pero es menos importante para baterías LiFePO4 debido a su baja resistencia interna. Observe que el gráfico muestra una curva de corriente de carga frente a tensión de desconexión mucho más plana.
Ninguno de los tres parámetros de entrada CC baja (apagado, reinicio y prealarma) de la pestaña del inversor está operativo. Quedan anulados por los niveles de desconexión dinámica, junto con los niveles de reinicio, todos configurados en el asistente ESS.
El mecanismo de desconexión dinámica es efectivo cuando la red está disponible y durante un fallo de suministro de la red (el sistema está en modo inversor).
6.4. Modo Mantenimiento
El modo Mantenimiento evita los daños que pueden producirse por dejar las baterías en un estado de descarga profunda.
Se pasa al modo Mantenimiento después de que se haya indicado que la batería está descargada, y las dos condiciones que lo activan son:
Que la tensión de la batería haya bajado por debajo del nivel de desconexión dinámica
Una señal de celda baja del VE.Bus BMS
Mientras el modo Mantenimiento está activo, la tensión de la batería se mantiene al nivel de tensión de mantenimiento, que está fijado en:
Baterías de litio: 12,5 V
Otras baterías: 11,5 V durante las primeras 24 horas y posteriormente se eleva hasta 12,5 V
Cuando la tensión de la batería cae por debajo del nivel de mantenimiento, se vuelve a cargar hasta el nivel de tensión de mantenimiento con energía de la red eléctrica. El cargador se asegurará de que se mantiene el nivel de tensión, usando energía de la red si es necesario. La máxima corriente de carga que usa para esto es de 5 amperios por unidad. (5 A es para todas las instalaciones - independientemente de la tensión del sistema (12 / 24 / 48 V).
El exceso de energía solar también se usará para cargar la batería.
Se sale del modo Mantenimiento cuando la carga solar ha conseguido subir la tensión de la batería 0,1 V por encima del nivel de tensión de mantenimiento. A continuación seguirá funcionando con normalidad, la batería proporcionará energía cuando el conjunto FV no capte la suficiente.
(Estos 0,1 V son el umbral para sistemas de 12 V. Para sistemas de 24 V el umbral es de 0,2 V por encima y para los de 48 V es de 0,4 V por encima).
6.5. Códigos de los estados de la batería ESS
Además de los estados del cargador (carga inicial/absorción/flotación) hay otros códigos de Descargando y Mantenimiento que proporcionan información de un solo vistazo en el resumen de páginas de la pantalla GX.
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La clave de estos códigos es:
Nº 1: Estado de carga bajo
Nº 2: BatteryLife activo
Nº 3: BMS ha desactivado la carga
Nº 4: BMS ha desactivado la descarga
Nº 5: Carga lenta en curso (parte de BatteryLife, véase más arriba)
Nº 6: El usuario ha fijado un límite de carga de cero.
Nº 7: El usuario ha fijado un límite de descarga de cero.