LFP baterije u praksi - opis rješenja brodice Šibenik 800 (4)

U prethodna tri nastavka opisani su detalji primjene LFP baterija za bateriju opće namjene na novogradnji dvije brodice Šibenik 800, a zahvaljujući susretljivosti vlasnika brodogradilišta Dunkić d.o.o. i investitora. U prvom nastavku opisan je dio sheme oko LFP baterija koji uključuje potrebnu sklopnu, mjernu i zaštitnu opremu. U drugom nastavku opisan je dio sheme oko spoja punjača, startne baterije, alternatora, dvosmjernog pretvarača i priključka izmjenične mreže. U trećem nastavku opisan je dio sheme oko spajanja startne baterije i baterije opće namjene u slučaju hitnosti i međusobno informacijsko spajanje komponenti. U ovom nastavku opisat će se puštanje u pogon i parametriranje pojedinih uređaja. Sve je to napravljeno u brodogradilištu i potom je brod porinut u more. Ova faza suradnje završila je posjetom brodovima u moru u matičnim lukama.

Shema spoja oko LFP baterija

Na slici 1. prikazana je „jednopolna shema spoja oko LFP baterija koja obuhvaća:

• LFP baterije 12,8 V, 200 Ah, 2 komada
• VE.Bus BMS – sustav za upravljanje isključenjem trošila i punjača
• Lynx-Power In – modul razvoda energije s rastalnim osiguračima
• BMV 712 smart – nadzornik baterije
• glavne sklopke
• Class T rastalni osigurači s odgovarajućim nosačima
• Li-Charge relej za sklapanje punjača i zaštitne prekidače izlaza punjača
• Battery protect BP 230 sklopka za sklapanje DC trošila na brodici
• MPPT regulator punjenja 100/50 iz solarnih panela
• Orion smart DC/DC pretvarač za vezu alternatora, startne baterije i LFP baterije
• relej za spajanje startne baterije i jedne LFP baterije u nuždi.

Shema je crtana jednopolno tako da su izostavljeni svi vodiči spojeni na minus pol razvoda Lynx power in jedinice. Tako se može predočiti sve komponente na jednoj slici, a detalji sheme i sva objašnjenja po potrebi se mogu naći u prethodnim nastavcima. Za primijetiti je da su negativni polovi LFP baterije spojeni preko mjernog shunta na sabirnicu negativnog pola i stoga su ucrtani u ovu jednopolnu shemu! Minus LFP baterija nije na istom potencijalu sa svim ostalim istosmjernim „minusima“ upravo zato da se omogući mjerenje ukupne struje koja ide samo u LFP baterije.

Na slici 2. je prikazano informacijsko spajanje komponenata. Uređaji su žičano povezani nekom od informacijskih sabirnica – VE.Direct, Ve.Bus. Pri puštanju u pogon potrebno je svaki pojedini uređaj parametrirati. Najjednostavnije je to učiniti pomoću pametnog telefona i VictronConnect aplikacije. Pomoću nje se preko Bluetooth sučelja na zaslon telefona mogu dohvatiti i podesiti parametri uređaja u sustavu:

• BMV712 smart nadzornik baterija
• MPPT smart regulator punjenja
• Battery protect smart sklopka
• Orion smart DC/DC pretvarači
• Cerbo GX – glavno vezno računalo prema internetu za udaljeno praćenje sustava.

Čak i prije povezivanja s uređajem može se pogledati u „demo“ načinu koji sve parametri postoje za konkretni uređaj i onda promisliti čemu oni služe i kako ih postaviti. Jednom kada su postavljeni parametri u uređaj, skupina parametara za konkretan uređaj se može spremiti za ponovljeno parametriranje sljedećeg novog identičnog uređaja davanjem imena datoteci s parametrima. Vježbanje parametriranja „na suho“ bez spojenog uređaja i spremanje parametara za podešeni uređaj su dvije glavne značajke koje značajno ubrzavaju puštanje u pogon, slika 3.

Svaki uređaj koji se dohvati preko VictronConnect aplikacije se na zaslonu vidi kroz „plave“ i „bijele“ zaslone. Plavi zasloni su za pregled i uočavanje stanja uređaja, a bijeli zasloni su za parametriranje. Plavi zasloni su samo pokazni „za korisnike“, a bijeli su za promjenu veličina, tj. za „znalce“, slika 4.
Nakon prvog priključenja na uređaj VictronConnect će sam prepoznati da li je potrebno ažurirati firmware u uređaju. Nove verzije se stalno događaju i VictronConnect ih prati i predlaže promjenu/dopunu. Svakako prihvatite te promjene.

Na slici 5. prikazane su podešene vrijednosti nadzornika baterija BMV712:

• kapacitet baterije
• podaci za sinkronizaciju da je baterija 100% napunjenja (napon, mala struja na kraju punjenja, trajanje male struje na kraju punjenja)
• Peukertov koeficijent i efikasnost punjenja (vezano je za kemiju baterije!)
• razina kapaciteta (u %) koju proglašavamo da je baterija prazna
• ponašanje ugrađenog releja (signalizacija i alarm napunjenosti, napona)
• definiranje drugog mjernog ulaza za mjerenje napona startne baterije
• definiranje zvučnog alarma
• izbor i potvrđivanje parametara mjernog shunta
• svjetloća i trajanje uključenosti pokazivača
• izbor veličina koje će se pokazivati u cikličkom prolazu tipkicama pokazivača.

Podešenje parametara MPPT nadzornika se zapravo svodi na podešenje tipa baterije koja se puni, slika 6. Izborom LFP baterije definira se automatski potreban napon apsorpcije 14,2 V, trajanje apsorpcije 2h i napon mirovanja 13,5 V. Sve ove razine vezano za LFP bateriju su objašnjene u prethodnim nastavcima. Moguće je i ograničiti maksimalnu struju prema baterijama što u primjeni s LFP baterijama u ovom konkretnom slučaju nije bilo potrebno s obzirom na malu snagu fotonaponskih modula (360 Wp) i velikog kapaciteta baterije (400 Ah).

Slično vrijedi i za Battery protect elektroničku sklopku. Izborom načina rada „C“ sklopka zna da se štiti LFP baterija i njome zapravo upravlja upravljački ulaz sklopke spojen na VE.Bus BMS nadzornik LFP baterije. Ako dođe do pretjeranog pražnjenja LFP baterije, tj bilo koje ćelije baterije, baterija će to dojaviti prema VE.Bus BMS uređaju, a on će pak preko Battery protect sklopke isklopiti istosmjerna trošila. Tako većina trošila biva odspojena i baterija zaštićena od pretjeranog pražnjenja. Ovdje samo ponavljamo da i mala trošila poput nadzornika BMV712 i samog VE.Bus.BMS uređaja su trošila i njihova uključenost bez nadzora će s vremenom (cca 1 tjedan) „dokrajčiti“ bateriju koju je Battery protect sklopka isključila od velikih trošila!

DC/DC pretvarač Orion smart parametrira se u način rada „punjač“ i izabire se LFP tip baterije, slika 8. Podešava se tip alternatora s čime je u vezi i podešavanje razina napona, tj. ako je napon ulaza pretvarača iznad razine 14,0 V smatra se da je motor u pokretu i alternator u radu. Ako napon ulaza padne ispod 13,5 V smatra se da je motor stao i da alternator više ne proizvodi struju pa bi svako daljnje prebacivanje energije praznilo starter bateriju, a to se nikako ne želi. Ispod 13,5 V pretvarač Orion tako prestaje prebacivati struju iz kruga alternatora i startne baterije u LFP bateriju. Tu su i vremena kašnjenja uključenja rada koja dozvoljavaju da se motor, a time i napon alternatora stabilizira. Ako ova detekcija rada motora iz bilo kojeg razloga ne bi bila aktivna, postavljena je još jedna zaštita preko naponske razine (postavljena na 12,8 V) koja će bezuvjetno isključiti DC/DC pretvarač.

Podešavanje uređaja CERBO GX je nešto složenije i u nekoliko koraka, slika 9. Po napajanju CERBO GX-a otvara se VictronConnect i preko bluetootha se na pametnom telefonu pronalazi CERBO. Tada se odlazi na „Settings” (1) i prijavljuje se na lokalnu mrežu (2). Potom se otvara instalacija na VRM portalu (3) za što je potrebno je imati svoj otvoreni račun portalu i na njega se prijaviti (4). VRM portal odmah vidi novi uređaj. Na kraju je potrebno spremiti promjene. Samo podešenje se sada odrađuje preko Remote console izbornika. Inicijalno podešenje CERBO-a je stoga najbolje napraviti u uredu.

Daljnja podešenja se dalje provode ili preko računala s Internet vezom ili preko telefona priključenog mobilnim podacima na Internet, a sve kroz VRM portal ili preko priključenog GX Touch zaslona. Ulaskom u zaslone CERBO GX-a čini se na prvu da je to more parametara i mogućnosti, ali sve što je bilo potrebno napraviti je na slici 10. Namjerno nećemo opisivati detalje. Neka podešenja su jednostavna, primjerice podešenje jezika, datuma, osvjetljenja zaslona za što i ne treba proučavati uputstva. Neka podešenja su dijelom složenija pa da biste u cijelosti znali i razumjeli što je i zašto podešeno, potrebno je ipak proučiti uputstva. Neke dijelove i nekoliko puta i u nekoliko navrata! Zato se CERBO podešava u uredu i na stolu. Tako ćete smanjiti iznenađenja na brodu! I da, dok je podešenje uređaja preko VictronConnecta trivijalno intuitivno i brzo se izvodi bez posebnog „uredskog“ vremena izravno na terenu, podešenje CERBO-a će zahtijevati neko vrijeme baš zato jer ćete morati i čitati i učiti i truditi se shvatiti da li neka opcija treba ili ne treba! I dvosmjerni pretvarač Multiplus je jednostavnije parametrirati u uredu iako ga se može parametrirati i na terenu preko VRM portala. Detalje podešenja Multiplusa nismo detaljno naveli jer smo ih više puta tumačili, jedino što je važno i posebno je da se u njega pri konfiguriranju podigne programski asistent za rad s VE.Bus.BMS-om, što će omogućiti ispravan rad s LFP baterijama!

Zaključak

Zaokruženo je opisano podešavanje parametara uređaja oko LFP baterija na brodu Šibenik 800 i to u cjelovitom sustavu razvoda energije koji uključuje potrebnu sklopnu, mjernu i zaštitnu opremu, dio oko spoja punjača, startne baterije, alternatora, dvosmjernog pretvarača i priključka izmjenične mreže i dio oko spajanja startne baterije i baterije opće namjene u slučaju hitnosti. Na kraju podešavanja promijenili smo svim uređajima pristupni PIN tako da ne ostanu otvoreni za „šetače s mula“! U sljedećem nastavku opisat ćemo kako se sustav na brodici nadzire daljinski, preko interneta.

Tekst je nastao u Schrack Technik d.o.o., a moguća pitanja naslovite na [email protected]

Pročitajte sve tekstove primjeni LFP baterija u praksi na primjeru rješenja brodice Šibenik 800 koje donosimo u suradnji s tvrtkom Schrack Technik d.o.o.:

Kako za brodicu osigurati više energije? Rješenje leži u LFP baterijama

Napajanje brodice LFP baterijom? Evo kako izvesti shemu, korak po korak

Kako spojiti različite izvore energije za brodice? Donosimo detaljnu shemu na konkretnom primjeru