Accessori per batterie

Piastre di base, staffe a parete e piedistalli

I moduli impilati richiedono un appoggio definito e un vincolo definito. Una piastra di base distribuisce il carico, mette in bolla la torre e di solito porta il punto di messa a terra e l'ingresso cavi. Una staffa a parete vincola la parte alta della torre alla struttura in modo che non possa ribaltarsi, aspetto rilevante perché una torre ad alta tensione può superare i 200 kg una volta completa. Un piedistallo si usa dove la parete non può reggere il carico o dove il pacco è collocato lontano da una parete.

• Piastra di base: specifica per marchio e per modulo. Definisce il passo della torre, quindi una piastra di un'altra serie non accoglierà i moduli anche se sembra simile.
• Staffa a parete: è l'elemento antiribaltamento. Verifichi il fissaggio rispetto al materiale della parete, perché cartongesso e blocchi in calcestruzzo aerato richiedono tasselli chimici o fissaggi passanti.
• Piedistallo: per installazioni a pavimento o in garage e per i casi in cui la parete è una facciata con isolamento e senza strato portante retrostante.
• Distanze: lasci intorno alla torre lo spazio indicato dal costruttore per la ventilazione e per l'accesso ai morsetti in assistenza.

BMS, unità controller e moduli di espansione

Il BMS (battery management system) sorveglia tensione e temperatura delle celle, le bilancia, applica i limiti di carica e scarica e comunica lo SoC (stato di carica) all'inverter. Sui pacchi modulari è spesso un'unità separata in alto o in basso, chiamata anche modulo di controllo, unità di controllo della potenza o modulo principale, e ne serve una per torre. I singoli moduli sottostanti contengono solo celle.

• Un controller per torre: aggiungere moduli non significa aggiungere controller, ma superare il numero massimo di moduli significa avviare una seconda torre con il proprio controller.
• I moduli di espansione devono corrispondere ai moduli esistenti per tipo, capacità e, nella pratica, anche per età. Mescolare un modulo vecchio e uno nuovo nella stessa stringa significa che tutta la stringa lavora al ritmo del gruppo di celle più debole.
• Firmware: dopo l'aggiunta di un modulo, aggiorni il BMS e l'inverter così che la nuova capacità venga riconosciuta e l'algoritmo di bilanciamento la includa.
• Monitoraggio: è il controller ad alimentare il portale di monitoraggio con i dati delle celle, quindi un'unità mancante o non configurata significa nessuna visibilità.

Cavo di comunicazione: CAN o RS485 e perché la piedinatura conta

Batteria e inverter si scambiano tensione, corrente, temperatura, SoC e limiti ammessi di carica e scarica su un collegamento seriale. Dominano due livelli fisici. CAN (di solito CAN 2.0B a 500 kbit/s) è la scelta più diffusa sui pacchi moderni ad alta tensione e trasporta un insieme di messaggi strutturato. RS485 (Modbus RTU) compare su molti sistemi a bassa tensione da 48 V e su apparecchiature più datate. Quale dei due si applica lo decide l'abbinamento, non l'installatore.

Il connettore è quasi sempre RJ45, ed è esattamente lì la trappola. L'involucro è standard, la piedinatura no: un costruttore mette CAN High e CAN Low sui pin 4 e 5, un altro sui pin 1 e 2 e un terzo usa la stessa presa per l'RS485. Un normale cavo patch Ethernet entra fisicamente con uno scatto e non comunica nulla oppure, nel caso peggiore, porta tensione sul pin sbagliato. Usi il cavo fornito con la batteria o il ricambio del costruttore, tenga il percorso corto, lo instradi lontano dai cavi di potenza DC e imposti i selettori di indirizzo e la resistenza di terminazione come indicato nel manuale.

Cavi di potenza, barre di rame, coppia ai morsetti e protezione DC

Il cablaggio di potenza tra i moduli è fornito come kit abbinato con la sezione giusta, la lunghezza giusta e i capicorda crimpati in fabbrica. Sui pacchi a torre i moduli sono spesso collegati da barre di rame rigide invece che da cavi. Entrambi portano l'intera corrente del pacco, quindi un collegamento fatto male è un problema termico ben prima di essere un problema elettrico.

Il circuito batteria richiede anche una protezione propria e un proprio sezionatore, dimensionati per la corrente continua e non per l'alternata. Un dispositivo con portata AC in un circuito DC non riesce a interrompere l'arco in modo affidabile, perché non c'è il passaggio per lo zero ad aiutare l'estinzione. Usi un sezionatore DC dedicato oppure un fusibile con portafusibile con tensione nominale superiore alla massima tensione del pacco e adeguato alla massima corrente di batteria dell'inverter.

• La sezione segue la corrente, non le preferenze. Un pacco a 48 V assorbe circa quattro volte la corrente di un pacco a 400 V a parità di potenza, quindi i sistemi a bassa tensione richiedono conduttori nettamente più grossi e percorsi più corti.
• Coppia di serraggio: serri ogni morsetto con una chiave dinamometrica tarata al valore riportato sul manuale, tipicamente tra 2 e 8 Nm secondo la misura del bullone. I collegamenti serrati troppo poco creano archi e si surriscaldano, quelli serrati troppo spanano il filetto o deformano la barra. Ricontrolli alla prima assistenza, perché i collegamenti bullonati si allentano dopo i cicli termici.
• Polarità e sequenza: colleghi nell'ordine documentato, di solito prima la comunicazione, poi il DC, poi l'accensione. Invertire la polarità su un ingresso batteria non è un errore recuperabile.
• Sezionatore o fusibile DC: tensione nominale superiore alla massima tensione del pacco, corrente nominale superiore alla corrente di lavoro continuativa e inferiore alla portata del cavo. Consumabili e quadri per il lato DC si trovano nel materiale elettrico da installazione.
• Sezionatore di servizio: un dispositivo di sezionamento visibile e lucchettabile tra batteria e inverter, necessario per la manutenzione in sicurezza e per l'accesso dei vigili del fuoco.
• Messa a terra: colleghi armadio, piastra di base e telaio della torre al nodo equipotenziale principale con il conduttore prescritto. È una funzione di protezione ed è anche ciò che fa funzionare correttamente il monitoraggio dell'isolamento nell'inverter.
• Protezione da sovratensioni: dove il percorso DC è lungo o esce dall'edificio, uno scaricatore DC di Tipo 2 sul circuito batteria è una buona pratica.

Quadri di riserva, commutatori, sensori e armadi

Un quadro di riserva è l'accessorio lato AC che dà a un sistema ibrido un'isola funzionante quando la rete cade. Contiene un commutatore automatico che si scollega dalla rete in pochi millisecondi, mantiene l'uscita off-grid dell'inverter isolata dalla rete così che nessuna tensione venga immessa su una linea fuori servizio e riconnette una volta che la rete è stabile. È ciò che trasforma un sistema di autoconsumo in un sistema con alimentazione di riserva.

• La riserva totale mette l'intero quadro generale a valle del quadro di riserva. Comodo nell'uso quotidiano, ma allora ogni carico deve rientrare nella potenza off-grid dell'inverter.
• La riserva parziale alimenta un quadro secondario separato con circuiti selezionati: illuminazione, prese, caldaia, congelatore, circolatore del riscaldamento. Più economico e molto più facile da dimensionare correttamente.
• I sensori di temperatura permettono al BMS di ridurre o interrompere la carica al freddo. Caricare un pacco LiFePO4 sotto 0 °C è ciò che danneggia le celle, quindi si tratta di un componente di protezione, non di una comodità.
• Gli armadi con grado IP dichiarato estendono la collocazione a garage, locali accessori e pareti esterne. Verifichi insieme il grado di protezione e la finestra di temperatura di esercizio, perché un armadio IP66 non tiene caldo un pacco.

Confronto rapido tra gli accessori

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