Que son os fallos comúns dos sistemas de almacenamento de enerxía doméstica

Como técnico de reparación de primeira liña, estou moi familiarizado cos fallos nos sistemas de almacenamento de enerxía doméstica. Estes sistemas dependen en gran medida das baterías, cuxos fallos afectan directamente o rendemento e a seguridade.

1. Fallos nas Baterías

O envellecemento da batería é un problema frecuente, que se manifiesta como redución da capacidade, maior resistencia interna e menor eficiencia de carga-descarga. Idealmente, as baterías de ion-litio domésticas poden ciclar 3000-5000 veces. Pero o uso real (debido ao entorno e aos hábitos) reduce a vida útil entre o 30% e o 50%. As causas inclúen a sobrecarga/descarga a longo prazo, a operación a altas temperaturas, os ciclos de corrente alta frecuentes e a descomposición química natural. Por exemplo, descargando máis do 80% de profundidade ou operando por encima dos 40°C anualmente, a capacidade diminúe entre o 5% e o 10%.

A sobrecarga y la sobredescarga también son comunes. La sobrecarga conlleva riesgos de aumento de presión interna, descomposición del electrolito y fuga térmica (incluso explosiones). La sobredescarga reduce el voltaje por debajo de los niveles seguros, causando daños irreversibles. Un BMS de marca típicamente establece el SoC entre 20%-80%; el 15%-20% de los fallos provienen de errores del usuario o defectos del BMS.

Os cortocircuitos (internos/externos) son extremadamente perigosos. Os cortocircuitos internos (debidos a defectos de fabricación, danos ou sobrecalentamento) liberan unha cantidade enorme de enerxía, provocando incendios/exploxións. Os cortocircuitos externos (debidos a erros de cableado, contactos pobres) aumentan a corrente, danando os componentes. O 7% - 12% dos accidentes de almacenamento están relacionados con cortocircuitos, xeralmente dentro dos 30 minutos.

2. Fallos no Sistema Eléctrico

As anomalias de voltagem (35% - 40% dos fallos eléctricos) dividem-se en problemas de entrada/saída. Os problemas de entrada (flutuações na rede, dispositivos de alta potencia, fallos no inversor) interrompen a carga da batería. Os problemas de saída (estado da batería, erros do BMS, fallos no conversor) causam una descarga inestable. Por exemplo, o uso simultáneo de alta potencia pode baixar a voltagem da rede abaixo de 190V, activando a protecção e detendo a carga.

Os fusibles e interruptores automáticos tamén fallan. Os fusibles (por exemplo, tipo gBat, clasificados de 2 a 5000A) protexen contra a corrente excesiva pero necesitan ser substituídos regularmente. Os interruptores automáticos (por exemplo, ABB BLK222) ofrecen protección a nivel de sistema mediante almacenamiento mecánico de energía. Funcionan xuntos: os fusibles manejan pequenas sobrecargas; os interruptores automáticos tratan grandes cortocircuitos.

Os fallos nos equipamentos de manobra implican bloqueo, contactos pobres ou problemas de control. Os problemas de contacto (25% dos fallos de manobra) surgen debido à oxidación, acumulación de carbono ou desgaste, peor en humidade, causando sobrecalentamiento. Os fallos mecánicos (por exemplo, fatiga de molas nun sistema de marca) impiden a correcta manobra, ariscando cortes de enerxía.

3. Fallos de Xestión Térmica

Os problemas térmicos (sobrecalentamento, subrefrigeración, desequilibrio) ameazan a seguridade. As baterías de ion-litio funcionan mellor a 15-25°C; por riba de 35°C, a vida útil diminúe drasticamente e aumenta o risco de fuga térmica. Un aumento de 10°C dobre a decadencia da capacidade. O calor do verán pode empurrar as baterías por riba de 45°C, forzando o BMS a limitar a potencia, aínda que as altas temperaturas a longo prazo siguen envejecendo as baterías.

As baxas temperaturas comprometen a eficiencia: a resistencia interna das baterías de ion-litio aumenta, reducindo a súa capacidade de descarga (por exemplo, as baterías de ferro-fosfato de litio perden o 20%-30% da súa capacidade a 0°C). Os sistemas de calefacción (resistivos/bombas de calor) alivian este problema, pero os fallos ou o control incorrecto poden interrumpir a regulación da temperatura.

O desequilibrio de temperatura (con unha diferenza de temperatura ΔT > 5°C entre as células da batería) leva a un envellecemento desigual. A ventilación inadequada (por exemplo, nun sistema dunha certa marca) pode crear diferenzas de temperatura de 8-10°C, causando que algúns elementos fagan falla prematuramente.

4. Fallos de Comunicación

Os sistemas inteligentes enfrentan fallos de comunicación: erros de módulo, interferencia, incompatibilidades de protocolo. Os fallos de cable (45% - 50% dos casos) (dano, conectores sueltos/oxidados) cortan a comunicación BMS-batería (por exemplo, a alarma 3013 de Huawei devido a problemas de cableado do módulo DCDC).A interferencia electromagnética (de señales Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz) aumenta as taxas de erro de bits 5-10x en entornos densos. Relocalizar os sistemas ou usar cables blindados corrige isto.

As incompatibilidades de protocolo (por exemplo, diferentes velocidades de baudios como 9600bps vs. 19200bps) causan fallos (por exemplo, as alarmas 2068-1/3012 de Huawei debido a problemas de versión/velocidad de baudios), detendo as operacións.

En resumo, estes fallos, desde o envellecemento da batería ata os erros de comunicación, requiren vigilancia. Entender as causas raíz (entorno, uso, deseño) é clave para a resolución de problemas, asegurando que os sistemas funcionen de forma segura e eficiente.