Sévit au Sénégal un commerce illégal de fausses batteries Victron Energy (types GEL et AGM) . Ces contrefaçons sont de mauvaise qualité et dangereuses pour l'utilisateur.
Les systèmes de gestion des batteries sont le cerveau des batteries. Ils gèrent la sortie, la charge et la décharge et fournissent des notifications sur l'état du bloc de batteries. Ils fournissent également des garanties essentielles pour protéger les batteries contre les dommages.
Bienvenue dans la série sur la conception de batteries et de systèmes de gestion de batteries.
Dans cette vidéo en Anglais, nous allons examiner les systèmes de gestion de batteries et voir ce qu'est un système de gestion de batteries, ce qu'il fait et nous allons également explorer les différents composants qui composent généralement un système de gestion de batteries.
Un système de gestion de batterie est essentiellement le "cerveau" d'une batterie ; il mesure et rapporte des informations cruciales pour le fonctionnement de la batterie et protège également la batterie contre les dommages dans un large éventail de conditions de fonctionnement.
Examinons un système de gestion de batterie pour nous familiariser avec ses composants.
La fonction la plus importante qu'un système de gestion de batterie remplit est la protection des cellules.
Les cellules de batterie au lithium-ion présentent deux problèmes de conception critiques ; si vous les surchargez, vous pouvez les endommager et provoquer une surchauffe et même une explosion ou une flamme ; il est donc important d'avoir un système de gestion de batterie pour assurer une protection contre les surtensions .
Les piles au lithium-ion peuvent également être endommagées si elles sont déchargées en dessous d'un certain seuil, environ 5 % de leur capacité totale. Si les piles sont déchargées en dessous de ce seuil, leur capacité peut être réduite de manière permanente.
Pour garantir que la charge d'une batterie ne dépasse pas ou ne soit pas inférieure à ses limites, un système de gestion de la batterie est doté d'un dispositif de protection appelé protecteur lithium-ion
Chaque circuit de protection des batteries dispose de deux interrupteurs électroniques appelés "MOSFET". Les MOSFETs sont des semi-conducteurs utilisés pour activer ou désactiver les signaux électroniques dans un circuit.
Un système de gestion de batterie comporte généralement un MOSFET de décharge et un MOSFET de charge.
Si le protecteur détecte que la tension aux bornes des cellules dépasse une certaine limite, il interrompra la charge en ouvrant la puce du MOSFET de charge. Une fois que la charge est redescendue à un niveau sûr, l'interrupteur se referme.
De même, lorsqu'une cellule atteint une certaine tension, le protecteur coupe la décharge en ouvrant le MOSFET de décharge.
La deuxième fonction la plus importante assurée par un système de gestion de batterie est la gestion de l'énergie.
Un bon exemple de gestion de l'énergie est le compteur d'énergie de la batterie de votre ordinateur portable. La plupart des ordinateurs portables d'aujourd'hui sont non seulement capables de vous dire combien de charge il reste dans la batterie, mais aussi quel est votre taux de consommation et combien de temps il vous reste pour utiliser l'appareil avant que la batterie n'ait besoin d'être rechargée. Ainsi, en termes pratiques, la gestion de l'énergie est très importante dans les appareils électroniques portables.
La clé de la gestion de l'énergie est le "comptage de Coulomb". Par exemple, si vous avez 5 personnes dans une pièce et que 2 personnes en sortent, il vous en reste 3, si 3 autres personnes entrent, vous avez maintenant 6 personnes dans la pièce. Si la pièce a une capacité de 10 personnes, avec 6 personnes à l'intérieur, elle est remplie à 60 %. Un système de gestion des batteries permet de suivre cette capacité. Cet état de charge est communiqué électroniquement à l'utilisateur par un bus numérique appelé SM BUS ou par un affichage de l'état de charge où vous appuyez sur un bouton et un affichage LED vous donne une indication de la charge totale par incréments de 20 %.
Les systèmes de gestion de la batterie pour certaines applications comme celle de ce terminal portable de point de vente comprennent également un chargeur intégré composé d'un dispositif de contrôle, d'une inductance (qui est un dispositif de stockage d'énergie) et d'un déchargeur. Le dispositif de contrôle gère l'algorithme de charge. Pour les piles au lithium-ion, l'algorithme de charge idéal est un courant constant et une tension constante.
Un bloc-batterie est généralement constitué de plusieurs cellules individuelles qui fonctionnent ensemble en combinaison. Idéalement, toutes les cellules d'un bloc-batterie devraient être maintenues au même état de charge. Si les cellules se déséquilibrent, les cellules individuelles peuvent être stressées et entraîner une fin de charge prématurée et une réduction de la durée de vie globale de la batterie. Les équilibreurs de cellules du système de gestion de la batterie, illustrés ici, prolongent la durée de vie de la batterie en empêchant ce déséquilibre de charge dans les cellules individuelles de se produire.
Maintenant que nous avons passé en revue les composants de base d'un système de gestion de batterie et leur fonction, dans les autres vidéos de la série, nous approfondissons en examinant la conception des blocs de batterie pour différentes applications, de la grande à la petite échelle. Nous nous pencherons également sur les défis de conception uniques auxquels un concepteur de bloc de batterie doit faire face, comme l'espace disponible, les exigences de dissipation de la chaleur et la façon dont le facteur de forme ou la "convivialité" d'un appareil joue un rôle dans la conception du bloc de batterie.
Les batteries au lithium-phosphate de fer (LiFePO4) sont proposées dans un seul emballage. Cette chimie de la batterie au lithium est en grande partie responsable de ses performances supérieures.
Toutes les batteries au lithium-ion réputées comprennent également un autre composant important en plus des éléments de la batterie :
Un système de gestion de la batterie (BMS) soigneusement conçu.
Un système de gestion de batterie bien conçu peut protéger et surveiller au maximum une batterie au lithium-ion .
Toutes les batteries lifepo4 sont souvent livrées avec un BMS intégré à l'intérieur ou à l'extérieur.
Voyons de plus près comment le BMS optimise la durée de vie d'une batterie lithium-phosphate de fer.
Protection contre les surtensions
Les cellules LiFePO4 fonctionnent en toute sécurité dans une gamme de tensions, généralement de 2,0 V à 4,2 V.
Certains produits chimiques à base de lithium donnent des piles très sensibles aux surtensions, mais les piles LiFePO4 sont plus tolérantes.
Néanmoins, une surtension importante pendant une période prolongée au cours de la charge peut provoquer un dépôt de lithium métallique sur l'anode de la batterie, ce qui dégrade les performances de manière permanente.
De plus, le matériau de la cathode peut s'oxyder, devenir moins stable et produire du dioxyde de carbone, ce qui peut entraîner une augmentation de la pression dans la cellule.
Le BMS limite chaque cellule et la batterie elle-même à une tension maximale de 3,9V et 15,6V.
Protection contre les sous-tensions
La sous-tension pendant la décharge de la batterie est également préoccupante, car la décharge d'une cellule LiFePO4 en dessous d'environ 2,0V peut entraîner une rupture des matériaux d'électrode. Le BMS agit comme un dispositif de sécurité pour déconnecter la batterie du circuit si une cellule tombe en dessous de 2,0V. Les piles au lithium ont une tension de fonctionnement minimale recommandée, qui est de 2,5 V pour la cellule et de 10 V pour la batterie.
Protection contre les surintensités
Chaque batterie a un courant maximal spécifié pour un fonctionnement sûr. Si une charge qui tire un courant plus élevé vers la batterie, elle peut entraîner une surchauffe de la batterie. Bien qu'il soit important d'utiliser la batterie de manière à maintenir l'appel de courant en dessous de la spécification maximale, le BMS agit à nouveau comme un dispositif de sécurité contre les surintensités et déconnecte la batterie du circuit.
Protection contre les courts-circuits
Le court-circuit de la batterie est la forme la plus grave de surintensité. Il se produit le plus souvent lorsque les électrodes sont accidentellement reliées à un morceau de métal. Le BMS doit rapidement détecter une condition de court-circuit avant que l'appel de courant soudain et massif ne surchauffe la batterie et ne provoque des dommages catastrophiques.
Surchauffe
Les piles lithium-phosphate de fer fonctionnent efficacement et en toute sécurité à des températures allant jusqu'à 60 °C ou plus. Mais à des températures de fonctionnement et de stockage plus élevées, comme pour toutes les piles, les matériaux des électrodes commenceront à se dégrader. Le BMS d'une batterie au lithium utilise des thermistances intégrées pour surveiller la température pendant le fonctionnement, et il déconnecte la batterie du circuit à une température donnée.
Résumé
Les piles au lithium et au phosphate de fer sont constituées de plus que de simples cellules individuelles reliées entre elles. Elles comprennent également un système de gestion de la batterie (BMS), qui n'est généralement pas visible par l'utilisateur final, qui veille à ce que chaque cellule de la batterie reste dans des limites de sécurité. Chez nrjsolaire, toutes nos batteries au Lithium LiFePO4 comprennent un BMS interne ou externe pour protéger, contrôler et surveiller la batterie afin d'assurer la sécurité et de maximiser la durée de vie dans toutes les conditions de fonctionnement.
L'énergie solaire a la réputation d'être une forme coûteuse d'énergie renouvelable, en raison du coût moyen élevé des panneaux solaires ainsi que des coûts d'installation et de maintenance élevés. Mais au fur et à mesure que la technologie se développe et que de nombreuses recherches sont menées dans le domaine de l'énergie solaire, les coûts ont montré qu'ils diminuaient. Combien coûtent les panneaux solaires aujourd'hui, et à combien s'élèvent les frais d'installation des panneaux solaires ?
Évolution des coûts des panneaux solaires
Les cellules solaires existent en tant que concept depuis le début des années 1800, mais la première véritable cellule solaire fonctionnelle a été inventée en 1941 par Russel Ohl . Bien sûr, la technologie était très inefficace au début, ce qui rendait le coût moyen incroyablement élevé. Cependant, grâce à une recherche intensive, les progrès technologiques ont été incroyables depuis lors. Un article sur CleanTechnica montre qu'au cours des 40 dernières années, le coût des cellules solaires a diminué pour atteindre moins de 1 % du prix du watt à la fin des années 70. L'efficacité de l'énergie solaire s'améliore chaque jour.
Cette baisse rapide des prix ne provient pas de l'invention de nouveaux produits, mais de l'amélioration constante de la technologie existante. Un terme a même été inventé spécifiquement pour désigner la baisse des coûts. La "loi de Swanson" stipule qu'il existe une courbe d'apprentissage dans la production des panneaux solaires et que lorsque le volume total produit double, le coût diminue de 20 %. D'autres facteurs conduisant à une baisse des prix sont l'automatisation accrue du processus de production, ainsi que l'énorme expansion de la production de panneaux solaires en Chine, qui a fait baisser les prix dans le monde entier.
Coût des panneaux solaires aujourd'hui
Le coût moyen a donc considérablement diminué, mais combien coûtent les panneaux solaires ? Le coût de l'énergie solaire pour le consommateur est généralement mesuré en coût par watt. Pour un exemple plus concret : aujourd'hui, le prix d'achat et d'installation de panneaux adéquats pour un ménage standard aux Senegal (un système capable de produire 6 kW, c'est-à-dire des kilowatts), se situe entre 6millions et 10 millions Pour un ménage a Dakar 4 kW sont considérés comme une moyenne, dont le coût pour le propriétaire est estimé à environ 30 Millions .
En 2020, l'état du senegal a supprimé la TVA sur les importations de panneaux ce qui a bien sûr va faire baisser les prix de manière significative. Selon PV Europe, la suppression des droits de douane sur les panneaux solaires devrait faire baisser le coût des panneaux solaires dans l'UE d'environ 30 %.
En Europe, le pays ayant le plus grand nombre de systèmes photovoltaïques installés en 2017 est l'Allemagne, malgré son ensoleillement annuel relativement faible par rapport aux pays plus proches de l'équateur (Agence internationale de l'énergie, 2018). Cela peut sembler étrange, mais c'est parfaitement logique puisque l'énergie solaire est le moyen le moins cher de produire de l'électricité aujourd'hui, avec un coût aussi bas que 3,71 cents par kWh, selon l'institut allemand Fraunhofer ISE (Clean Energy Wire, 2018).
Pour les Européens, l'énergie solaire est également la forme d'énergie la plus populaire - selon Hemetsberger, cette popularité est due à sa flexibilité et aussi au fait qu'elle est dans de nombreux cas la forme d'énergie la moins chère. Cette situation, combinée aux objectifs d'émission au sein de l'UE, devrait entraîner une augmentation de la demande. En 2018 déjà, le marché européen de l'énergie solaire a connu une croissance massive de 36 %.
Avec tous les avantages de l'énergie solaire, depuis le faible impact environnemental et la faible pollution sonore jusqu'à la flexibilité et la fiabilité des systèmes, il n'est pas étonnant que de nombreux gouvernements et programmes publics veuillent subventionner les consommateurs, réduisant ainsi davantage les coûts des panneaux solaires. Certains pays permettent même aux propriétaires de systèmes photovoltaïques de revendre l'électricité produite par l'énergie solaire à d'autres utilisateurs via le réseau éperons que l afrique va suivre.
Ce blog est un guide pour vous aider à déterminer le coût potentiel de l'installation de votre système solaire.
Jusqu'à ce que l'argent commence à pousser sur les arbres, chaque achat que nous faisons, petit ou grand, sera déterminé par le coût. Nous passons du temps à examiner le coût par rapport aux avantages et nous débattons pour savoir si l'achat nous permettra d'améliorer notre situation.
