Zasady doboru BMS do pakietu akumulatorowego

Najważniejsze informacje zawarte w treści:

  • Rodzaje ogniw
  • Ilość ogniw w pakiecie oznaczenia S-szeregowe i P-równoległe
  • Maksymalny prąd ciągły dla rozładowania i ładowania
  • Balansery i prąd balansowania
  • Sonda temperatury
  • BMS standardowe i Smart
  • BMS do pracy z falownikiem (inwerterem)

Czego dowiesz się z niniejszego artykułu:

Z artykułu dowiesz się jakie są rodzaje ogniw oraz o możliwościach ich łączenia szeregowego i równoległego. W wyniku połączeń ogniw odpowiedniego rodzaju dostaniesz wskazówki o doborze BMS w zależności od prądu ładowania i rozładowania. Poprawa sprawności i wydłużenie okresu eksploatacji pakietu poprawia balansowanie ogniw – dowiesz się o celu balansowania i rodzaju stosowanych balanserów. Podnoszenie bezpieczeństwa pracy pakietów wiąże się ze stosowaniem sond temperaturowych. Łatwość i wygoda obsługi jest związana ze stosowaniem standardowych BMS oraz w wersji Smart. Duże pakiety i stosowane w nich BMSy zapewniają współprace z Falownikami (inserterami) zasady tej współpracy są opisane w niniejszym artykule.

Poniżej przedstawiamy kilka prostych reguł ułatwiających wybór właściwego BMS do projektowanego pakietu.

  • Rodzaj ogniw. Ze względu na różne wartości napięć zakresu pracy dla różnych ogniw należy wybrać BMS przeznaczony do właściwego typu ogniw. Przykładowo, BMS do ogniw LiFePO4 będzie zabezpieczał zakres pracy pomiędzy 2,5 a 3,65V na ogniwo, a przeznaczony do ogniw LI-Ion 2,7 do 4,25V. Nie ma możliwości stosowania ich zamiennie. Część z dostępnych na rynku BMS umożliwia wybór typu ogniw, ale należy upewnić się przed zakupem, czy taka opcja jest dostępna.
  • Ilość ogniw w pakiecie. Każdy BMS przystosowany jest do określonej ilości ogniw, które obsługuje. Informacja ta podana jest w symbolu BMS. Podobnie, jak w przypadku rodzajów ogniw, niektóre BMS-y umożliwiają wybór ilości cel w określonym zakresie (czasami nawet sugerują ich ilość), w innych ilość cel jest ustalona przez producenta. Należy zawsze upewnić się, czy dany BMS może obsłużyć żądaną ilość ogniw.
    Mówiąc o ilości ogniw, mówimy o ogniwach połączonych szeregowo. Nie ma znaczenia ile ogniw połączonych jest równolegle. Zarówno pakiet 10S1P, jak i pakiet 10S8P będą potrzebowały BMS typu 10S.

UWAGA: Oznaczenia odczytane z BMS mogą być uproszczone. Pokazany na zdjęciu BMS obsługuje 8-24 ogniw Li-FePO4, ale tylko 8-21 ogniw Li-Ion. Zawsze należy upewniać się w karcie katalogowej lub opisie technicznym.

  • Maksymalny prąd ciągły rozładowania i ładowania. Jest to największy prąd jaki planujemy pobierać z pakietu w sposób ciągły lub jakim zamierzamy go ładować. Oznacza to pobór lub ładowanie w czasie dłuższym niż kilkanaście sekund potrzebnym czasami do rozruchu podłączonego urządzenia. Każdy BMS dopuszcza chwilowe przekroczenia tej wartości i np. pobór przez kilka sekund prądu 50-60A z BMS 40A nie spowoduje jego zniszczenia, ale jeśli czas ten wydłuży się lub prąd wzrośnie, BMS ulegnie uszkodzeniu nie podlegającemu gwarancji.
    Osobne zagadnienie dotyczy BMS pracujących w układach, które rozładowywane lub ładowane są przez długi czas prądami zbliżonymi do wartości maksymalnej. Sytuacja ta ma miejsce najczęściej przy bankach energii w instalacjach fotowoltaicznych. Tu należy wybierać BMS o prądzie co najmniej 30% wyższym niż planowane parametry. Należy też zadbać o jego prawidłowe chłodzenie.

    Wynika z tego zasada braku powiązania pojemności używanych ogniw z wymaganym prądem pracy BMS, który dobierany jest wyłącznie do planowanych warunków eksploatacji.

    Zarówno układ z potężnymi ogniwami 600Ah i małym BMS 20A stosowany do wielotygodniowego podtrzymania małego oświetlenia, jak i układ z małymi ogniwami 20Ah i dużym BMS 200A w skuterze, będą poprawne. Wszystko zależy od zastosowania.

 

  • Balanser i prąd balansowania. Balansowanie ogniw jest dodatkową funkcją BMS pozwalającą skompensować rozbieżności pomiędzy ogniwami. Bardzo często nazwy BMS i Balanser stosowane są zamiennie. Jest to błąd. To dwa różne urządzenia, chociaż obecnie większość produkowanych BMS jest wyposażona w funkcję balansera. Balansery dzielą się na pasywne, które wyrównują napięcia cel wyłącznie podczas ładowania ogniw i balansery aktywne, pracujące ze znacznie wyższymi prądami bez względu na to, czy ogniwa są ładowane, rozładowywane czy składowane. Balansery pasywne są wystarczające do pakietów o mniejszej pojemności, wykonanych z nowych, selekcjonowanych ogniw. Balansery aktywne działają znacznie skuteczniej, mogą być konieczne do dużych ogniw, szczególnie jeśli spodziewamy się rozbieżności w pojemnościach i charakterystykach ładowania. Wadą balanserów aktywnych jest ich znacznie wyższa cena. Ciekawym rozwiązaniem jest zastosowanie tańszego BMS z balanserem pasywnym i ewentualne późniejsze dodanie oddzielnego balansera aktywnego, jeśli okaże się, że po pewnym okresie eksploatacji balanser pasywny już nie wystarcza.

 

  • Sonda temperatury. Obecnie prawie wszystkie BMS wyposażone są w jedną lub kilka sond temperatury. Umożliwiają one dodatkowe zabezpieczenie układu w przypadku wykrycia przegrzania ogniw. Są też stosowane w bardziej zaawansowanych rozwiązaniach do blokowania możliwości ładowania ogniw litowych w temperaturach ujemnych.

Rodzaj BMS. Zwykły, czy SMART.

Standardowy BMS -nie wymaga jakiejkolwiek obsługi podczas eksploatacji pakietu. Wszystkie parametry zabezpieczające są w nim ustalone fabrycznie, a po podłączeniu praktycznie jest dla nas „niewidoczny”. Jego dodatkowymi zaletami są mniejsze wymiary i masa, dużo mniejszy pobór prądu spoczynkowego – ważne, jeśli przewidujemy dłuższe okresy składowania akumulatora i oczywiście niższa cena. W przypadku BMS DALY dodatkową zaletą jest całkowita odporność na wodę i kurz.

BMS SMART – umożliwia pełny monitoring zbudowanego pakietu. Praktycznie wszystkie parametry dotyczące całego akumulatora i poszczególnych ogniw są natychmiast dostępne. W zależności od metody komunikacji i użytego oprogramowania możliwa jest też ich częściowa zmiana. BMS SMART w zależności od wersji, mogą współpracować z urządzeniami mobilnymi (Bluetooth, WiFi), ekranami dotykowymi LCD, wskaźnikami napięcia, komputerami PC i innymi urządzeniami zewnętrznymi. Ich wadą są większe rozmiary, bardziej skomplikowana obsługa (o ile chcemy wykorzystywać dodatkowe funkcje) i większy pobór prądu spoczynkowego. Z tego względu nie zaleca się ich stosowania w pakietach o pojemności poniżej 10Ah. Wszystkie akumulatory wyposażone w BMS SMART powinny być w czasie składowania okresowo doładowywane. Ze względu na obecność wielu gniazd przyłączeniowych nie jest możliwe uzyskanie takiego samego stopnia ochrony przed wilgocią, jak dla zwykłych BMS.

Wybierając BMS SMART warto od razu zastanowić się jak będziemy monitorować pochodzące z niego dane. Jeśli chcemy używać tylko aplikacji mobilnej, nie ma to większego znaczenia. Wszystkie BMS tego typu umożliwiają komunikację po BT.
Do BMS SMART oferowany jest cały szereg akcesoriów, jak np.

  • Ekrany i wskaźniki napięcia LCD
  • Wyłączniki
  • Moduły WiFi
  • Moduły komunikacji z falownikami
  • Moduły równoległe umożliwiające bezpieczne łączenie równoległe akumulatorów
  • Moduły GPS
  • Moduły sterowania matami grzewczymi

Przed zakupem BMS należy się upewnić, że obsługuje on wymagane przez nas funkcje i jest wyposażony w odpowiednie gniazda. Bardzo często te same BMS (producent seria) mają różne oprogramowanie i wyposażenie w zależności od specyfikacji ustalonej przez dystrybutora.

BMS do pracy z falownikami (inwerterami). W związku z bardzo popularnym zastosowaniem ogniw litowych do magazynów energii zostały opracowane specjalne wersje BMS SMART do takich zastosowań. Zasada ich działania jest taka sama, jak każdego BMS, mają jednak rozbudowane funkcje łączności CAN/RS485, gotowe protokoły komunikacji z większością falowników i wiele funkcji dodatkowych ułatwiających prawidłową konfigurację magazynu. Opisujemy je w osobnym artykule.

On-grid, zero-export i prawdziwy off-grid – czym się różnią?

 

Cecha

On-grid

Zero-export

Prawdziwy off-grid

Falownik pracuje równolegle z siecią OSD

Tak Tak Nie

Techniczna możliwość przepływu energii do sieci

Tak Zwykle tak Nie

Eksport ograniczany programowo/CT

Nie dotyczy Tak Niepotrzebny

Zgłoszenie źródła do OSD

Tak Tak, ze względu na techniczną możliwość oddawania energii Nie dotyczy źródła nieprzyłączonego do sieci. Energia może być tylko pobierana.

Praca podczas zaniku sieci

Standardowo nie Zależnie od konstrukcji Tak

Możliwość korzystania z sieci jako rezerwy

Tak Tak Tak, jeśli układ jest odpowiednio zaprojektowany

Możliwość pełnej lokalnej pracy bez Internetu

Zależy od urządzenia Zależy od urządzenia Tak

Kontrola OSD nad źródłem pracującym równolegle z siecią

Tak Tak Nie

Najważniejszy cel

Produkcja i współpraca z siecią Brak planowanego eksportu Autonomia i separacja od sieci

Najważniejsza różnica dotyczy technicznej możliwości przekazywania energii do sieci.

W systemie zero-export falownik nadal pracuje równolegle z siecią. Przekładnik CT mierzy kierunek przepływu energii, a falownik reguluje moc tak, aby ograniczać eksport.

W prawdziwym off-gridzie taka regulacja nie jest potrzebna, ponieważ energia z PV lub akumulatora nie ma elektrycznej drogi do sieci dystrybucyjnej.

Czy system off-grid trzeba zgłaszać do OSD?

Prawo energetyczne przewiduje procedurę zgłoszenia w przypadku przyłączenia mikroinstalacji do sieci dystrybucyjnej. Art. 7 ust. 8d⁴ odnosi się właśnie do podmiotu ubiegającego się o przyłączenie mikroinstalacji do sieci OSD.

Jeżeli więc instalacja PV i magazyn energii tworzą rzeczywiście autonomiczny system, który nie jest przyłączony do sieci jako źródło, nie jest wymagane takie zgłoszenie.

Dom nadal może posiadać normalne przyłącze energetyczne, licznik i umowę ze sprzedawcą energii.

Sieć może dostarczać energię dla potrzeb domu lub ładowania magazynu energii, ale fizycznie instalacja PV z magazynem nie może dostarczać energii do sieci.

Brak konieczności zgłoszenia do operatora poza oczywistym uproszczeniem formalności daje dostęp do znacznie szerszej oferty falowników. Nie musimy już ograniczać się do urządzeń znajdujących się w „Wykazie certyfikowanych urządzeń” PTPiREE — Polskiego Towarzystwa Przesyłu i Rozdziału Energii Elektrycznej.

Aby być w zgodzie z obowiązującymi przepisami trzeba dobrze zrozumieć co oznacza brak możliwości oddawania energii do sieci.

Większość falowników określanych przez producenta jako Offgrid lub Hybrid nie wyklucza całkowicie możliwości oddania energii do sieci. Jest ona tylko zablokowana z poziomu oprogramowania.

„Zero export” to nie zawsze off-grid

To bardzo ważne, ponieważ wiele urządzeń sprzedawanych jako hybrydowe posiada funkcję:
• Zero Export,
• Feed-in Disable,
• Export Limit.

Takie ustawienie samo w sobie nie oznacza jednak fizycznego odseparowania instalacji. Instalacja z takim falownikiem, o ile jest do niej podłączona sieć, powinna być zgłoszona do operatora pomimo włączonej opcji blokującej eksport.

W prawdziwym off-gridzie eksport nie powinien być „zabroniony programowo”, powinien być technicznie niemożliwy.

Jak upewnić się, że nasza instalacja nie może oddawać energii do sieci, a wiec nie wymaga zgłoszenia?

Istnieją dwie ścieżki postepowania.

O ile mamy jasna deklarację producenta falownika, że eksport energii nie jest technicznie możliwy, sprawa jest prosta. Takiej instalacji pomimo podłączenia do niej wejścia napięcia z sieci (dla celów uzupełniania niedoborów i ewentualnego ładowania magazynu) nie musimy zgłaszać.

Niestety oferta takich urządzeń jest bardzo ograniczona i nie są one często najtańsze.

Jeśli jednak nasz falownik ma tylko programowo blokowaną możliwość eksportu, musimy zaprojektować system tak, by go uniemożliwić.

Konieczne jest wtedy fizyczne przełączanie źródeł. Instalacja odbiorcza domu jest zasilana albo z sieci, albo z falownika.

To rozwiązanie jest szczególnie czytelne, ponieważ separacja nie zależy od działania algorytmu ani pomiaru CT.

Dobór wielkości elementów systemu off-grid

Podstawowym elementem instalacji są oczywiście panele fotowoltaiczne. Oczywiście, czym będzie ich więcej i będą miały wyższą moc, tym szybciej będziemy mogli naładować nasz magazyn. Pozostaje otwarte pytanie czy jest nam to faktycznie potrzebne.

Najlepiej więc jest najpierw określić pojemność magazynu potrzebną do zasilania domu przez określony czas, a dopiero wtedy zastanowić się nad mocą paneli i ich rozmieszczeniem.

Znając zapotrzebowanie naszego domu na energię elektryczną (warto przewidzieć nadmiar, gdyż prawdopodobnie zwiększymy jej zużycie, mając do dyspozycji „darmowy prąd”) możemy oszacować wielkość magazynu.

Jeśli np. nasz dom pobiera 5kWh energii na dobę, to przy założeniu zasilania off-grid przez dwa dni będziemy potrzebować magazynu ok 12-16kWh. Jeśli jest to 8-10kWh to rozsądnym wyborem będzie 25-30kWh. Do takich magazynów rozsądna będzie instalacja PV o mocy 6-10kWp.

Naszym zdaniem nie ma sensu budowanie przewymiarowanej instalacji PV, ani zbyt dużych magazynów. Da to wprawdzie własne zasilanie przez dodatkowych kilka dni w roku, ale nie będzie uzasadnione ekonomicznie.

Tu jest kluczowa zaleta budowy systemu off-grid. Ponieważ jesteśmy znacznie mniej ograniczeni kwestiami formalnymi, możemy instalacje rozbudowywać wg rzeczywistych potrzeb i obserwacji.

Przykładowo: jeśli widzimy, że nasz magazyn jest zwykle naładowany na 100% już przed południem, ale po jednym dniu gorszej pogody rozładowuje się całkowicie, to ewidentnie powinniśmy go rozbudować.

Ale może tez być sytuacja odwrotna. Pomimo słonecznej pogody nasza instalacja PV nie jest w stanie naładować w ciągu dnia magazynu. To sygnał do zwiększenia ilości i mocy paneli.

Oczywiście to tylko dwa przykłady. Wnioski każdy musi wyciągnąć sam, monitorując własną instalację. Najważniejsze, ze można to robić rozkładając inwestycję i wydatki w czasie, kupując tylko to, co faktycznie jest nam potrzebne.

Dobierając wielkość systemu warto pamiętać ze względów formalnych o dwóch ważnych progach.

PV do 6,5 kWp – o ile łączna moc naszych paneli nie przekracza tej wartości nie występuje obowiązek uzgadniania projektu PV z rzeczoznawcą ds. zabezpieczeń przeciwpożarowych ani zawiadamiania Państwowej Straży Pożarnej wynikający z przekroczenia tego progu.

Dla instalacji powyżej 6,5 kW takie obowiązki już występują. Często jednak są formalnością, zgłaszaną przez firmy instalujące panele.

Drugim istotnym progiem jest pojemność magazynu energii 30kWh.

Magazyn (lub magazyny podłączone do jednej instalacji) poniżej tego progu nie wymagają zgłoszenia budowlanego do starosty/prezydenta miasta oraz spełnienia wymogów ppoż.

Dlatego projektując instalację nastawioną na minimum formalności, logicznym wariantem jest magazyn 15–29 kWh.

Co dzieje się z nadmiarem energii PV?

Często pojawia się pytanie: skoro energia nie może trafić do sieci, co dzieje się latem, gdy magazyn jest pełny?

Nic nie trzeba z nią robić.

Jeżeli dom pobiera niewiele energii, a bateria jest naładowana, falownik lub regulator MPPT po prostu ogranicza moc pobieraną z paneli.

Panele nie muszą przez cały czas pracować w punkcie maksymalnej mocy.

Przykładowo instalacja może mieć w danych warunkach potencjał produkcji 6 kW, ale jeżeli dom potrzebuje tylko 800 W i magazyn jest pełny, falownik może pobierać z PV tylko energię potrzebną odbiornikom.

Czy można nadal korzystać z sieci?

Tak – w polskich warunkach jest to często najbardziej racjonalny wariant.

Off-grid nie musi oznaczać fizycznego odłączenia domu od energetyki.

Można posiadać normalne przyłącze i używać sieci wtedy, gdy:
• magazyn osiągnie niski SOC,
• przez kilka dni jest mało słońca,
• chwilowe zapotrzebowanie domu jest wysokie,
• trwa serwis instalacji.

Przez większość czasu dom może pracować według kolejności:

1. Energia z PV zasila dom.
2. Nadwyżka ładuje magazyn.
3. Wieczorem i nocą dom korzysta z akumulatora.
4. Sporadycznie, tylko przy niskim stanie naładowania akumulatora system przełącza się na sieć.
5. Następnego dnia PV ponownie przejmuje zasilanie i ładuje magazyn.

To użytkownik decyduje o minimalnym SOC, ładowaniu z sieci, rezerwie awaryjnej i priorytetach źródeł. Nie trzeba budować ogromnego magazynu ani przewymiarowywać PV tylko po to, aby pokryć kilka najgorszych zimowych dni.

Pełna kontrola wymaga odpowiedniego sprzętu

To bardzo ważne, by poprzez wybór właściwego falownika i magazynu zapewnić sobie 100% kontrolę ich ustawień i uniemożliwić ingerencję innych podmiotów (producent sprzętu, operator OSD) w działanie systemu. To jedna z kluczowych zalet prawdziwego off-grid.

Przy wyborze falownika off-grid warto sprawdzić nie tylko jego moc i cenę.

Znacznie ważniejsze są pytania:
• czy może pracować całkowicie bez Internetu,
• czy wszystkie podstawowe parametry można ustawić lokalnie,
• czy BMS komunikuje się lokalnie przez CAN lub RS485,
• czy producent może zdalnie aktualizować firmware bez decyzji użytkownika.

Dla użytkownika oczekującego maksymalnej autonomii chmura powinna być opcją do monitoringu, a nie warunkiem działania instalacji.

Minimum formalności, ale nie minimum bezpieczeństwa

System off-grid nadal jest instalacją elektryczną i powinien zostać wykonany zgodnie z zasadami ochrony przeciwporażeniowej i przeciwpożarowej.

Należy prawidłowo dobrać m.in.:

• zabezpieczenia AC i DC,

• wyłączniki nadprądowe,

• RCD tam, gdzie są wymagane,

• ochronę przeciwprzepięciową,

• zabezpieczenie magazynu,

• uziemienie,

• przekroje przewodów,

• sposób prowadzenia PE i N.

Szczególnej uwagi wymaga sposób tworzenia układu neutralnego podczas pracy wyspowej. Nie wszystkie falowniki rozwiązują N-PE w ten sam sposób.

Czy domowy off-grid ma sens?

Jeżeli celem użytkownika nie jest sprzedaż energii, lecz maksymalne wykorzystanie jej na własne potrzeby, odpowiedź coraz częściej brzmi: tak.

Szczególnie interesujący może być wariant:

PV do 6,5 kWp + magazyn poniżej 30 kWh + prawdziwy falownik off-grid + sieć jako rezerwa.

Taki system pozwala ograniczyć formalności, zachować zasilanie podczas awarii sieci i pozostawić sposób wykorzystania własnej energii pod kontrolą właściciela.

Stan prawny: wrzesień 2026 r. Informacje o formalnościach mają charakter informacyjny i wynikają z naszej interpretacji przepisów. Nie stanowią porady prawnej ani wiążącej wykładni prawa.

Warto przeczytać

Czy warto budować magazyn energii we własnym zakresie?

W czasie rozmów z klientami bardzo często spotykamy się z pytaniami czy budowa magazynu energii we własnym zakresie ma sens. Na rynku pojawia się coraz więcej gotowych magazynów, a ich ceny staja się porównywalne do kosztów poniesionych przy własnoręcznym montażu....

czytaj dalej
BMS – co to jest i jakie ma funkcje? Zasady działania.

BMS – co to jest i jakie ma funkcje? Zasady działania.

Nie trzeba nikogo przekonywać o zaletach akumulatorów opartych o technologię litową. Ich zdolność do magazynowania dużo większych ilości energii niż stosowane wcześniej akumulatory niklowe lub ołowiowe o podobnych wymiarach, spowodowała masowy rozwój ogniw Li-Ion,...

czytaj dalej
Magazyn energii – zalety posiadania własnego magazynu

Magazyn energii – zalety posiadania własnego magazynu

Coraz powszechniejszym problemem dla posiadaczy instalacji fotowoltaicznych jest sprawa odsprzedaży wyprodukowanej energii elektrycznej. Wydawałoby się że zasady prosumenckie są proste – jeśli energię produkujemy to możemy ja odsprzedać, a kiedy jej potrzebujemy...

czytaj dalej
Jak wykonać domowy magazyn energii?

Jak wykonać domowy magazyn energii?

Możliwość wykorzystania praktycznie całej wyprodukowanej przez fotowoltaikę energii, praktycznie bez strat finansowych spowodowanych odsprzedażą i ponownym odkupem, oraz uniezależnienie się od chwilowych przerw w dostawach, to argumenty przemawiające za posiadaniem...

czytaj dalej
Łączenie równoległe akumulatorów litowych

Łączenie równoległe akumulatorów litowych

​Przy zastosowaniu standardowych BMS, połączenie równoległe akumulatorów litowych jest niedopuszczalne ze względu na bardzo prawdopodobne uszkodzenie elektroniki BMS (co może skutkować uszkodzeniem ogniw). Jest to skutek przepływu niekontrolowanego prądu pomiędzy...

czytaj dalej

OnVOLT – komponenty – magazyny energii – BMS – balansery – akumulatory

Wykorzystujemy ciasteczka do spersonalizowania treści i reklam, aby oferować funkcje społecznościowe i analizować ruch w naszej witrynie.

Informacje o tym, jak korzystasz z naszej witryny, udostępniamy partnerom społecznościowym, reklamowym i analitycznym. Partnerzy mogą połączyć te informacje z innymi danymi otrzymanymi od Ciebie lub uzyskanymi podczas korzystania z ich usług.

Informacja o tym, w jaki sposób Google przetwarza dane, znajdują się tutaj.