Uvod
Najskuplja komponenta koju je potrebno nadzirati i štititi od rada izvan dozvoljenog tehničkog radnog područja je baterija. Posebno je važno znati temperaturu baterije kako bi MPPT regulator punjenja pri usmjeravanju energije iz fotonaponskih modula prema bateriji, ali i svaki drugi punjač koji puni bateriju energijom iz mreže, mogao prilagoditi napon u zavisnosti od temperature baterije i tako osigurati očekivanu dugovječnost baterije.
Zašto je nužno znati temperaturu i napon baterije
Poznata su granična područja napona punjenja u zavisnosti od temperature, primjerice olovne GEL baterije, slika 1. Ako se uzme trenutačni napon punjenja ćelije baterije 2,4 V, to će biti i optimalni, dozvoljeni napon pri rasponu temperature baterije od 15 do 30 °C. No već pri temperaturi baterije od 50 °C napon od 2,4 V postaje nedozvoljeni napon punjenja, a pri temperaturama ispod 10 °C je 2,4 V u stvari prenizak napon za cjelovito punjenje baterije. Kako bi se baterija „dobro osjećala“ pri procesu punjenja potrebno je osigurati mjerenje i informaciju o temperaturi baterije i shodno tome prilagoditi napon pri kraju punjenja.
U ranijim nastavcima serije naučeno je kako se baterija „dobro osjeća“ onda kada se i čovjek dobro osjeća, dakle oko 20 °C. Zavisnost životnog vijeka primjerice olovne GEL baterije od temperature prema slici 2. bi mogla uvijek podsjetiti kako olovnu bateriju nije dobro zatvoriti u neki ćošak ili u neku kutiju gdje se razvijena topline ne može odvesti… No uz najbolju poziciju i temperaturu radne okoline baterije, ako regulator punjenja pretjera s naponom punjenja, baterija će se dakako nepotrebno grijati. Nepotrebno grijanje će dodatno ubrzati starenje baterije, što će na kraju rezultirati prijevremenim značajnim troškom nabavke nove baterije. Ovdje se ne spominje i sasvim realna opasnost od pojačanog razvoja plina praskavca pri kraju punjenja, a onda čak i opasnost bubrenja kućišta baterije i u konačnici eksplozije uslijed slučajne iskre ako je plin praskavac izašao izvan kućišta. Sve se to može dogoditi ako se na bateriju dovodi dugotrajno previsok napon pri kraju punjenja.
Osnovno o osjetniku napona i temperature baterije
SBS osjetnik (engl. Smart Battery Sense) je bežični osjetnik napona i temperature baterije predviđen za rad s MPPT regulatorima punjenja, slika 3. Bez njega MPPT regulator punjenja ne može znati što se događa s baterijom. Uobičajeno MPPT regulator bez posebnog osjetnika temperature baterije pretpostavlja temperaturu baterije jednaku svojoj početnoj temperaturi prilikom jutarnjeg buđenja. Tu svoju početnu pretpostavljenu temperaturu baterije MPPT regulator ne mijenja kroz dan, a ona će redovito biti i 10 do 20 stupnjeva manja od stvarne temperature baterije kasnije kroz dan. Bez mjerenja temperature preko osjetnika, MPPT će tako davati neodgovarajući napon prema bateriji pri kraju procesa punjenja čime se bespotrebno napreže baterija. I to u pravilu veći napon jer će MPPT koristeći uvijek istu početnu pretpostavljenu temperaturu baterije smatrati da je baterija hladnija nego što stvarno jest!
SBS osjetnik mjeri temperaturu baterije uz točnost 0,1 °C i napon uz točnost 0,01 V. Te podatke bežično prosljeđuje MPPT regulatoru punjenja koji pomoću njih optimira punjenje baterije i tako produžuje životni vijek baterije. SBS osjetnik dolazi s priključnim kabelima za mjerenje napona baterije i pripadnim cjevastim topivim osiguračem 1 A u plus priključku. SBS osjetnik se može priključiti na baterije 12/24 ili 48 V jer mu je radno područje napona napajanja od 8 do 60V DC. Ako su priključni kabeli prekratki, isti se mogu produljiti, ako je presjek vodiča produljenja isti ili veći od postojećeg koji se produljuje. Kako SBS osjetnik mjeri napon izravno na bateriji, tako MPPT regulator nadoknađuje stvarni pad napona zbog prolaska struje kroz priključne kabele, a koji nastaje od punjača do baterije. Mjerenjem temperature se dodatno optimira napon punjenja; hladna olovna baterija se smije puniti višim naponom, topla olovna baterija zahtijeva niži napon. Punjenje istim naponom bez obzira na temperaturu baterije skraćuje životni vijek baterije. U nekim od ranijih nastavka smo rekli da se Li-ion baterije ne smiju puniti pri temperaturama ispod nule. Korištenje SMS osjetnika umreženog s MPPT regulatorom punjenja pri temperaturi okoline ispod 5 stupnjeva će zaustaviti MPPT regulator u procesu punjenja Li-ion baterije i tako je sačuvati od uništenja!
Montaža osjetnika
Na pozadini uređaja nalazi se samoljepiva folija kojom se uređaj zalijepi izravno na tijelo baterije, slika 4. Ako se radi o banci baterija, dakle nekoliko baterija u serijskom ili paralelnom spoju, SBS osjetnik može se postavlja na onu na kojoj očekujemo najveću temperaturu. SBS osjetnik ima potrošnju energije u zavisnosti od napona baterije i stanja umreženosti pri čemu se razlikuje neumreženo i umreženo stanje, slika 5. SBS ima pak puni smisao u instalaciji samo ako je umrežen s ostalim uređajima u instalaciji! Ako je neumrežen može poslužiti tek za očitanje napona i temperature baterije na pametnom telefonu preko aplikacije VictronConnect.
Umrežavanje SBS osjetnika i MPPT regulatora punjenja
Da bi MPPT regulator punjenja primao podatke od SBS osjetnika moraju se oba uređaja umrežiti u zajedničku mrežu VE.Smart, slike 6 do 9. Umrežavanje se provodi s pomoću besplatne VictronConnect programske aplikacije na pametnom telefonu. U VictronConnect programskoj aplikaciji na pametnom telefonu potražite koje sve Victron uređaje aplikacija vidi. Izaberite SBS osjetnik (1) i pritisnite postavke (2).
Potom izaberite u postavkama VE.Smart Networking opciju : Create Netvork (3). Upišite ime mreže koju upravo stvarate (4). Potvrdite da je SBS osjetnik pridružen vašoj novo osnovanoj mreži (5) i (6).
Vratite se na polazni zaslon VictronConnect programske aplikacije i sada izaberite zaslon MPPT regulatora punjenja (7). Na glavnom zaslonu MPPT regulatora punjenja izaberite postavke (8) i u postavkama podešavanje mreže VE.Smart Networking (9).
Sada je potrebno izabrati pridruženje MPPT regulatora u postojeću mrežu (10) i (11) i to sve potvrditi (12). Ako je sve ispravno. već ćete vidjeti da MPPT regulator punjenja prima podatke preko mreže (13). I na kraju na početnom ekranu MPPT regulatora punjenja uočite napon i temperaturu baterije dobivenu iz SBS osjetnika i signal da je mreža aktivna (14).
Jednom kada je mreža konfigurirana i uređaji međusobno razmjenjuju podatke, pametni telefon koji je služio za uspostavljanje bežične mreže više nije potreban. No on se naravno može uvijek ponovno priključiti u mrežu, tj na pojedine uređaje i to neće djelovati na razmjenu podataka u mreži. SBS osjetnik se u neumreženom stanju može koristiti kao samostalan uređaj za bežično mjerenje napona i temperature baterije uz očitavanje vrijednosti na pametnom telefonu. Jedan SBS osjetnik može se povezati u VE.Smart bežičnu mrežu s nekoliko punjača, tako da svi imaju istu informaciju o stanju baterije ili baterijske banke koju pune!
LED indikatori i očitanje stanja SBS osjetnika
SBS osjetnik ima na sebi dva LED pokazivača: stanja Bluetooth sučelja (plava LED) i stanja greške (crvena LED). Pri priključenju na bateriju plava LED će sporo bljeskati pokazujući da je uređaj spreman za spajanje na mrežu Bluetooth tehnologijom. Ako su oba LED indikatora trajno upaljena SBS osjetnik je neispravan. Ako pak LED pokazivači izmjenično bljeskaju dulje od 30 sekundi tada je SBS osjetnik u osvježavanju vlastitog osnovnog programa (engl. firmware update mode) i mora se pričekati da osvježavanje prođe prije nego što ga se može koristiti. Osvježavanje osnovnog programa odvija se po spoju SBS-a s pametnim telefonom iz aplikacije VictronConnect.
I brojni drugi uređaji mogu se međusobno spojiti u VE.Smart mrežu i razmjenjivati podatke, slika 11. Je li uređaj može, ili ne može biti umrežen, prepoznaje se i iz samog naziva uređaja. Svi uređaji koji se mogu povezati u VE.Smart mrežu u svom nazivu imaju „Smart“, a na kućištu im je nacrtan simbol Bluetooth sučelja. Povezivanje uređaja međusobno u istu mrežu omogućuje bežičnu razmjenu podataka i optimiranje zajedničkog rada. Maksimalni broj uređaja u jednoj VE.Smart mreži je 10 uređaja. VE.Smart način umrežavanja je usmjeren prema manjim sustavima, posebno onima koji nemaju pametne jedinice poput GX računala koje smo predstavili u ranijim nastavcima serijala. U tim naprednijim sustavima nemojte koristiti VE.Smart umrežavanje! Također nema potrebe za SBS osjetnikom pri primjeni nadzornika baterije BMV712 koji ima osjetnik temperature. Doseg Bluetooth sučelja na kojoj je bazirana VE.Smart mreža, dakle razmak između SMS osjetnika i MPPT regulatora punjenja, najbolje se može u konkretnom slučaju provjeriti izravnim spajanjem SMS osjetnika na programsku aplikaciju na pametnom telefonu VictronConnect pri čemu je pametni telefon na poziciji MPPT regulatora punjenja. Tvornički podatak o dosegu Bluetooth signala VE.Smart mreže SBS-a je 10 m.
Zaključak
U ovom nastavku predstavljen je osjetnik napona i temperature baterije, SBS, koji bežičnim putem šalje izmjerene vrijednosti ostatku sustava i tako služi zaštiti životnog vijeka najskuplje komponente fotonaponskog sustava na plovilu, a to je sigurno baterija. Imajući u vidu izuzetno povoljnu cijenu ovog uređaja (40-ak EUR) ne bi trebalo biti sumnje u isplativost nabave SBS-a! Sve je više uređaja u izvedbi koja se može bežično umrežiti i tako razmjenjivati podatke pa se time osigurava dugovječnost rada sustava. Ako ste u sumnji što se može ili ne može, jer se tehnologija dramatično i gotovo dnevno mijenja, pitajte!