Inwestując w akumulator do własnego systemu energetycznego bardzo często przywiązujemy wagę do marki, rodzaju, jakości, wydajności i prognozowanej żywotności urządzenia. Zapominamy jednak o tym, że o prawidłowym i wieloletnim działaniu akumulatora decydują nie tylko wspomniane wyżej czynniki, ale i odpowiednie zabezpieczenia komponentu. W artykule podpowiemy, co warto stosować, aby skutecznie chronić baterie przed uszkodzeniem. Zapraszamy do zapoznania się z poradnikiem.
Mimo stosowania coraz nowocześniejszych rozwiązań i technologii, akumulatory działające w systemach energetycznych wciąż narażone są na uszkodzenia wynikające z niewłaściwego użytkowania lub braku odpowiednich zabezpieczeń. Do najczęstszych przyczyn skrócenia ich żywotności należą nadmierne rozładowanie i przeładowanie, które w dłuższej perspektywie mogą prowadzić do trwałego spadku pojemności, a nawet do całkowitego uszkodzenia baterii.
Nadmierne rozładowanie akumulatora
Jednym z największych zagrożeń dla akumulatorów (szczególnie litowych i AGM, nie wyposażonych w układy BMS), jest zbyt głębokie rozładowanie. Gdy napięcie spadnie poniżej bezpiecznego poziomu, wewnętrzna struktura baterii ulega degradacji. W praktyce oznacza to krótszy czas pracy, problemy z ładowaniem, a w skrajnych przypadkach nawet konieczność wymiany akumulatora na nowy.
Ryzyko nadmiernego rozładowania dotyczy szczególnie akumulatorów działających w mobilnych systemach off-grid (kamperach, łodziach, mobilnych warsztatach). Aby go uniknąć, coraz częściej stosuje się dedykowane zabezpieczenia baterii, odpowiedzialne za automatyczne rozłączanie odbiorników, gdy napięcie przekroczy bezpieczny poziom.
Przeładowanie i brak kontroli napięcia
Przeładowanie i brak kontroli napięcia to kolejne dwa powody, które bardzo często prowadzą do trwałego uszkodzenia baterii. Zbyt wysokie napięcie podczas ładowania skutkuje przegrzaniem i przyspieszonym zużyciem ogniw, a w skrajnych przypadkach może stanowić poważne zagrożenie dla funkcjonowania całej instalacji. Warto pamiętać, że brak kontroli napięcia często wynika z nieodpowiednio dobranych komponentów, w tym ładowarek
i regulatorów ładowania.
Jakie zabezpieczenia baterii stosuje się w systemach zasilania?
Do skutecznej ochrony akumulatora działającego w mobilnej instalacji off-grid najczęściej stosuje się wszelkiego rodzaju bezpieczniki, układy BMS, balansery i izolatory baterii. Ich zadaniem jest ochrona zarówno samego akumulatora, jak i pozostałych komponentów wchodzących w skład instalacji przed przegrzaniem, przeciążeniem i zwarciem. Czym różnią się od siebie, za co jeszcze odpowiadają i gdzie sprawdzą się najlepiej?
Bezpieczniki – podstawowy komponent ochronny każdego systemu energetycznego. Bezpiecznik odpowiada za przerwanie obwodu w momencie wystąpienia zwarcia lub przeciążenia prądowego. Chroni przewody, urządzenia oraz akumulator przed skutkami gwałtownego wzrostu prądu, który mógłby doprowadzić do przegrzania instalacji i w rezultacie jej uszkodzenia. Bezpieczniki są niezbędne zarówno w prostych systemach, jak i w bardziej rozbudowanych instalacjach.
Układy BMS (Battery Management System) – to zaawansowane systemy zarządzania baterią, stosowane głównie w akumulatorach litowych i litowo-żelazowo-fosforanowych. BMS kontroluje kluczowe parametry pracy ogniw, w tym napięcie, prąd, temperaturę oraz poziom naładowania. Odpowiada również za balansowanie ogniw oraz odłączenie baterii w sytuacji przeładowania lub nadmiernego rozładowania.
Izolatory baterii – służą do bezpiecznego zarządzania kilkoma źródłami zasilania w jednym systemie. Umożliwiają ładowanie kilku akumulatorów, jednocześnie zapobiegając ich wzajemnemu rozładowywaniu się. Sprawdzają się szczególnie w instalacjach mobilnych, gdzie występuje więcej niż jeden akumulator, np. w pojazdach rekreacyjnych i serwisowych. Izolatory baterii zwiększają niezawodność systemu i zapewniają większą kontrolę nad dystrybucją energii.
Poza wymienionymi rozwiązaniami, dużą popularnością cieszą się tzw. “rozłączniki akumulatora” oferowane przez markę Victron Energy. Należą do nich m.in. Smart Battery Protect i Battery Protect, które na bieżąco kontrolują napięcie i prąd akumulatora. W przypadku spadku napięcia lub przeciążenia, wspomniane komponenty automatycznie odłączają odbiorniki, zapobiegając w ten sposób głębokiemu rozładowaniu lub przegrzaniu. Oba urządzenia pozwalają na ustawienie progów odłączenia i ponownego podłączenia baterii za pomocą aplikacji Victron Connect. Dodatkowo automatycznie rozpoznają napięcie 12 lub 24V, co eliminuje ryzyko błędnej instalacji.
Rozłączniki akumulatora stanowią doskonałe uzupełnienie innych zabezpieczeń w systemie zasilania. Nie zastępują one bezpieczników czy układów BMS – współpracują z nimi, zwiększając poziom bezpieczeństwa całej instalacji. Dzięki możliwości precyzyjnego ustawienia progów napięcia – a w przypadku Smart Battery Protect także zdalnej konfiguracji i monitoringu – właściciel systemu zyskuje pełną kontrolę nad pracą akumulatora i realnie wpływa na wydłużenie jego żywotności.
W jakich systemach energetycznych warto stosować zabezpieczenia baterii?
O zabezpieczenie baterii warto zadbać przede wszystkim we wspomnianych już, mobilnych instalacjach off-grid, w których akumulator odpowiada za ciągłość zasilania i pracy urządzeń. W pojazdach rekreacyjnych i specjalnych (mamy tu na myśli warsztaty mobilne, chłodnie czy pojazdy należące do służb), gdzie jesteśmy zdani jedynie na własne źródło energii, odpowiednie zabezpieczenie akumulatora ma kluczowe znaczenie dla niezawodności całego systemu. We wspomnianych przypadkach, nagłe rozładowanie baterii może nie tylko wpłynąć na komfort podróży, ale i uniemożliwić nam świadczenie danych usług.
Zabezpieczenia baterii warto stosować także w:
- instalacjach off-grid zasilających obiekty zlokalizowane z dala od sieci energetycznej (np. domki letniskowe), gdzie akumulator jest regularnie narażony na zmienne obciążenia. Dodatkowe komponenty zabezpieczające automatycznie odłączają odbiorniki przy zbyt niskim napięciu, chroniąc baterię przed głębokim rozładowaniem,
- systemach marine, w których akumulatory narażone są na wilgoć, wahania temperatury oraz długotrwałe obciążenia. Zabezpieczenia baterii pomagają zapobiegać nadmiernemu rozładowaniu instalacji pokładowych i zwiększają bezpieczeństwo całego systemu elektrycznego,
- systemach zasilania awaryjnego, gdzie akumulator musi być zawsze gotowy do pracy w momencie zaniku napięcia. Odpowiednie zabezpieczenie chroni baterię przed degradacją podczas długich okresów czuwania i częstych cykli ładowania oraz rozładowania.
O czym pamiętać chcąc zabezpieczyć akumulator? Praktyczne wskazówki
Często bardzo proste czynności wykonane przy akumulatorze mogą przynieść nam wymierne korzyści i jednocześnie sprawić, że bateria będzie odpowiednio zabezpieczona.
W pierwszej kolejności warto zadbać o stabilne połączenia akumulatora. Podróż po zróżnicowanym terenie lub praca instalacji w warunkach narażonych na drgania i wstrząsy mogą prowadzić do luzowania się zacisków i przewodów, a w efekcie pojawienia się iskier w czasie uruchomienia silnika. Co pewien czas należy sprawdzić, czy połączenia i śruby są odpowiednio zamocowane.
Równie istotna jest ochrona akumulatora w instalacjach pracujących sezonowo. Planując dłuższy spoczynek akumulatora warto zadbać, po pierwsze, o jego pełne naładowanie, po drugie, o jego doładowanie po pewnym czasie w przypadku spadku napięcia. Co ważne, urządzenie powinno być przechowywane w suchym i chłodnym miejscu.
Na koniec warto pamiętać o regularnej kontroli stanu baterii i jej czyszczeniu, wentylacji, ochronie przed wilgocią oraz skrajnymi temperaturami. Połączenie prostych czynności eksploatacyjnych z zastosowaniem sprawdzonych zabezpieczeń znacząco zwiększa trwałość akumulatora i niezawodność całego systemu energetycznego.