Τι είναι οι κοινές παραλείψεις των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι;

Ως τεχνικός επισκευής στην πρώτη γραμμή, έχω καλή γνώση των παραλείψεων των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας στο σπίτι. Αυτά τα συστήματα εξαρτώνται σημαντικά από μπαταρίες, των οποίων οι παραλείψεις επηρεάζουν άμεσα την απόδοση και την ασφάλεια.

1. Παραλείψεις Μπαταριών

Η γήρανση των μπαταριών είναι ένα συχνό πρόβλημα, που εμφανίζεται ως μειωμένη δυνατότητα, υψηλότερη εσωτερική αντίσταση και χαμηλότερη απόδοση φόρτισης-ξεφόρτισης. Ιδανικά, οι λιθιοϊονικές μπαταρίες στο σπίτι πρέπει να κυκλοφορούν 3000-5000 φορές. Ωστόσο, η πραγματική χρήση (λόγω περιβάλλοντος και συνηθειών) μειώνει τη διάρκεια ζωής κατά 30%-50%. Οι αιτίες περιλαμβάνουν μακροχρόνια υπερφόρτιση/ξεφόρτιση, λειτουργία σε υψηλές θερμοκρασίες, συχνές υψηλού ρεύματος κυκλοφορίες και φυσική χημική φθορά. Για παράδειγμα, η ξεφόρτιση πέρα από 80% βάθος ή η λειτουργία πάνω από 40°C ετησίως μειώνει τη δυνατότητα κατά 5%-10%.

Οι υπερφόρτιση/υπερξεφόρτιση εμφανίζονται επίσης συχνά. Η υπερφόρτιση δημιουργεί κίνδυνο για εσωτερική πίεση, διάβρωση ηλεκτρολύτη και θερμική διαφυγή (ακόμη και εκρήξεις). Η υπερξεφόρτιση μειώνει την τάση κάτω από ασφαλείς επιπέδους, προκαλώντας αναστρέψιμη ζημία. Το BMS ενός μερίδιου συνήθως ορίζει το ποσοστό φόρτισης (SOC) 20%-80%; το 15%-20% των παραλείψεων προέρχεται από λάθη χρήστη ή λάθη BMS.

Οι σύνδεσεις (εσωτερικές/εξωτερικές) είναι εξαιρετικά επικίνδυνες. Οι εσωτερικές σύνδεσεις (λόγω ελαττωμάτων κατασκευής, ζημιώσεων ή υπερθέρμανσης) αποδίδουν μεγάλη ενέργεια, προκαλώντας πυρκαγιές/εκρήξεις. Οι εξωτερικές σύνδεσεις (λόγω λανθασμένων συνδέσεων, κακών επαφών) αυξάνουν το ρεύμα, ζημιώνοντας τα συστατικά. Το 7%-12% των ατυχημάτων αποθήκευσης σχετίζονται με σύνδεσεις, συχνά εντός 30 λεπτών.

2. Παραλείψεις Ηλεκτρικών Συστημάτων

Οι ανωμαλίες τάσης (35%-40% των ηλεκτρικών παραλείψεων) χωρίζονται σε προβλήματα εισόδου/εξόδου. Τα προβλήματα εισόδου (κυκλοφοριακές διακυμάνσεις, υψηλής ισχύος συσκευές, παραλείψεις αντιστροφέα) διακόπτουν τη φόρτιση της μπαταρίας. Τα προβλήματα εξόδου (κατάσταση μπαταρίας, λάθη BMS, παραλείψεις μετατροπέα) προκαλούν ασταθή ξεφόρτιση. Για παράδειγμα, η ταυτόχρονη υψηλής ισχύος χρήση μπορεί να μειώσει την κυκλοφοριακή τάση κάτω από 190V, ενεργοποιώντας την προστασία και διακόπτοντας τη φόρτιση.

Οι φυσαλίδες και οι στοίβαδες προστασίας αποτυγχάνουν επίσης. Οι φυσαλίδες (π.χ., τύπου gBat, 2-5000A προσδιορισμένης ισχύος) προστατεύουν από υπερρεύμα, αλλά χρειάζονται συχνή ανανέωση. Οι στοίβαδες προστασίας (π.χ., ABB BLK222) παρέχουν προστασία σε επίπεδο συστήματος μέσω μηχανικής αποθήκευσης ενέργειας. Λειτουργούν μαζί: οι φυσαλίδες αντιμετωπίζουν μικρές υπερφορτώσεις, οι στοίβαδες προστασίας αντιμετωπίζουν μεγάλες σύνδεσεις.

Οι παραλείψεις σε στροφές περιλαμβάνουν ακράνοιξη, κακές επαφές ή προβλήματα ελέγχου. Τα προβλήματα επαφών (25% των παραλείψεων σε στροφές) προκύπτουν από οξείδωση, ανθρακοποίηση ή φθορά, που είναι χειρότερη σε υγρασία, προκαλώντας υπερθέρμανση. Οι μηχανικές παραλείψεις (π.χ., κόπωση ελατηρίου σε σύστημα μερίδιου) εμποδίζουν την κατάλληλη στροφή, δημιουργώντας κίνδυνο απορρυθμίσεων.

3. Παραλείψεις Διαχείρισης Θερμοκρασίας

Τα θερμοκρασιακά προβλήματα (υπερθέρμανση, υποθέρμανση, ανισορροπία) απειλούν την ασφάλεια. Οι λιθιοϊονικές μπαταρίες λειτουργούν καλύτερα στα 15-25°C, πάνω από 35°C, η διάρκεια ζωής μειώνεται και οι κίνδυνοι θερμικής διαφυγής αυξάνονται. Μια αύξηση της θερμοκρασίας 10°C διπλασιάζει την απώλεια δυνατότητας. Η θερινή θερμότητα μπορεί να προωθήσει τις μπαταρίες πάνω από 45°C, υποχρεώνοντας το BMS να περιορίσει την ισχύ, αν και οι μακροχρόνιες υψηλές θερμοκρασίες συνεχίζουν να γηράνουν τις μπαταρίες.

Οι χαμηλές θερμοκρασίες μειώνουν την απόδοση: η εσωτερική αντίσταση των λιθιοϊονικών μπαταριών αυξάνεται, μειώνοντας την ικανότητα ξεφόρτισης (π.χ., οι μπαταρίες λιθιο-σιδήριο φθορούν 20%-30% της δυνατότητάς τους στα 0°C). Τα συστήματα θέρμανσης (αντίσταση/θερμοπύμπες) αντιμετωπίζουν αυτό το πρόβλημα, αλλά οι παραλείψεις ή η κακή διαχείριση μπορούν να διαταράξουν την ρύθμιση της θερμοκρασίας.

Η θερμοκρασιακή ανισορροπία (με διαφορά θερμοκρασίας ΔT > 5°C μεταξύ κυψελών μπαταρίας) οδηγεί σε ανισόμορφη γήρανση. Η ανεπαρκής αεροπληρωμάτωση (π.χ., σε σύστημα μερίδιου) μπορεί να δημιουργήσει διαφορές θερμοκρασίας 8-10°C, προκαλώντας την πρόωρη αποτυχία μερικών κυψελών.

4. Παραλείψεις Επικοινωνίας

Τα νοηματικά συστήματα αντιμετωπίζουν παραλείψεις επικοινωνίας: λάθη μονάδων, διαταραχές, αντιστοιχίες πρωτοκόλλων. Οι παραλείψεις καλωδίων (45%-50% των περιπτώσεων) (ζημιές, χαλαρά/οξειδωμένα σύνδεσμα) διακόπτουν την επικοινωνία BMS-μπαταρία (π.χ., η 3013 ειδοποίηση της Huawei από προβλήματα συνδέσεων DCDC-μονάδας). Οι ηλεκτρομαγνητικές διαταραχές (από Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz σήματα) αυξάνουν τα ποσοστά λάθων 5-10x σε πυκνά περιβάλλοντα. Η μετακίνηση των συστημάτων ή η χρήση αποστολισμένων καλωδίων διορθώνει αυτό το πρόβλημα.

Οι αντιστοιχίες πρωτοκόλλων (π.χ., διαφορετικοί ρυθμοί baud όπως 9600bps vs. 19200bps) προκαλούν παραλείψεις (π.χ., οι 2068-1/3012 ειδοποιήσεις της Huawei από προβλήματα εκδόσεων/ρυθμών baud), διακόπτοντας τις λειτουργίες.

Συνοψίζοντας, αυτές οι παραλείψεις, από τη γήρανση των μπαταριών έως τα προβλήματα επικοινωνίας, απαιτούν προσοχή. Η κατανόηση των βασικών αιτιών (περιβάλλον, χρήση, σχεδιασμός) είναι κρίσιμη για την εξεύρεση λύσεων, εξασφαλίζοντας ότι τα συστήματα λειτουργούν με ασφάλεια και αποτελεσματικότητα.