घरेलू ऊर्जा संचयण प्रणालियों की सामान्य विफलताएँ क्या होती हैं

एक फ्रंट-लाइन मरम्मत तकनीशियन के रूप में, मैं घरेलू ऊर्जा संचय प्रणालियों की खराबियों में अच्छी तरह से विशारद हूँ। ये प्रणालियाँ बैटरियों पर भारी रूप से निर्भर करती हैं, जिनकी खराबियाँ प्रदर्शन और सुरक्षा पर सीधा प्रभाव डालती हैं।

1. बैटरी खराबियाँ

बैटरी का उम्र होना एक आम मुद्दा है, जिसमें क्षमता में कमी, अंतः रोध में वृद्धि और चार्ज-डिचार्ज दक्षता में कमी दिखाई देती है। आदर्श रूप से, घरेलू लिथियम-आयन बैटरियाँ 3000-5000 बार चक्र चलाती हैं। लेकिन वास्तविक उपयोग (पर्यावरण और आदतों के कारण) उनकी लंबाई को 30%-50% तक कम कर देता है। कारणों में लंबी अवधि के ओवर-चार्ज/डिचार्ज, उच्च-तापमान ऑपरेशन, अक्सर उच्च-करंट चक्र और प्राकृतिक रासायनिक विघटन शामिल हैं। उदाहरण के लिए, 80% से अधिक गहराई तक डिचार्ज करना या 40°C से अधिक तापमान पर वार्षिक ऑपरेशन करना प्रतिवर्ष क्षमता में 5%-10% की कमी का कारण बनता है।

ओवर-चार्ज/ओवर-डिचार्ज भी अक्सर होते हैं। ओवर-चार्ज के कारण अंतः दबाव बढ़ता है, इलेक्ट्रोलाइट टूट जाता है और थर्मल रनअवे (यहाँ तक कि विस्फोट) हो सकता है। ओवर-डिचार्ज वोल्टेज को सुरक्षित स्तर से नीचे ले जाता है, जिससे अपरिवर्तनीय नुकसान होता है। एक ब्रांड का BMS आमतौर पर SOC 20%-80% सेट करता है; 15%-20% खराबियाँ उपयोगकर्ता की गलतियों या BMS की खराबियों से होती हैं।

शॉर्ट-सर्किट (आंतरिक/बाह्य) बहुत खतरनाक होते हैं। आंतरिक शॉर्ट (निर्माण दोष, क्षति, या अतिताप से) बड़ी मात्रा में ऊर्जा को रिहा करते हैं, जिससे आग/विस्फोट हो सकते हैं। बाह्य शॉर्ट (वायरिंग की गलतियों, खराब कनेक्शन से) धारा में वृद्धि होती है, जिससे घटकों को नुकसान होता है। 7%-12% संचय दुर्घटनाएँ शॉर्ट-सर्किट से संबंधित होती हैं, जो अक्सर 30 मिनट के भीतर होती हैं।

2. विद्युत प्रणाली की खराबियाँ

वोल्टेज असामान्यताएँ (विद्युत खराबियों का 35%-40%) इनपुट/आउटपुट मुद्दों में विभाजित होती हैं। इनपुट समस्याएँ (ग्रिड की उतार-चढ़ाव, उच्च-शक्ति उपकरण, इनवर्टर की खराबी) बैटरी के चार्जिंग को बाधा देती हैं। आउटपुट समस्याएँ (बैटरी की स्थिति, BMS की गलतियाँ, कन्वर्टर की खराबी) अस्थिर डिचार्ज का कारण बनती हैं। उदाहरण के लिए, एक साथ उच्च-शक्ति का उपयोग ग्रिड वोल्टेज को 190V से नीचे ले जा सकता है, जिससे सुरक्षा सक्रिय हो जाती है और चार्जिंग रोक दिया जाता है।

फ्यूज और सर्किट ब्रेकर भी खराब होते हैं। फ्यूज (जैसे, gBat प्रकार, 2-5000A रेटेड) ओवर-करंट से सुरक्षा प्रदान करते हैं लेकिन नियमित रूप से बदलने की आवश्यकता होती है। सर्किट ब्रेकर (जैसे, ABB BLK222) यांत्रिक ऊर्जा संचय के माध्यम से प्रणाली-स्तरीय सुरक्षा प्रदान करते हैं। वे एक साथ काम करते हैं: फ्यूज छोटे ओवरलोड्स का सामना करते हैं; ब्रेकर बड़े शॉर्ट से निपटते हैं।

स्विचगियर खराबियाँ जैमिंग, खराब कनेक्शन, या नियंत्रण समस्याओं से संबंधित होती हैं। कनेक्शन समस्याएँ (स्विच खराबियों का 25%) ऑक्सीकरण, कार्बन निर्माण, या धुंदलापन से उत्पन्न होती हैं- नमी में बिजली का गर्म होना बढ़ जाता है। यांत्रिक खराबियाँ (जैसे, एक ब्रांड की प्रणाली में स्प्रिंग का थकान) सही स्विचिंग से रोकती हैं, जिससे बिजली की विफलता का खतरा होता है।

3. थर्मल प्रबंधन खराबियाँ

थर्मल मुद्दे (अतिताप, अपर्याप्त ताप, असंतुलन) सुरक्षा को खतरे में डालते हैं। लिथियम-आयन बैटरियाँ 15-25°C पर अच्छी तरह से काम करती हैं; 35°C से ऊपर, उनकी लंबाई बहुत कम हो जाती है और थर्मल रनअवे का खतरा बढ़ जाता है। 10°C की तापमान वृद्धि क्षमता की गिरावट को दोगुना कर देती है। गर्मी के मौसम में बैटरियों को 45°C से ऊपर पहुँचा सकता है, जिससे BMS को शक्ति को सीमित करना पड़ता है- हालांकि लंबी अवधि का उच्च तापमान बैटरियों को पुराना कर देता है।

कम तापमान दक्षता को नुकसान पहुँचाता है: लिथियम-आयन बैटरियों का अंतः रोध बढ़ जाता है, जिससे उनकी डिचार्ज क्षमता कम हो जाती है (उदाहरण के लिए, लिथियम फेरोफॉस्फेट बैटरियाँ 0°C पर 20%-30% क्षमता खो देती हैं)। गर्मी प्रणालियाँ (रिसिस्टिव/हीट पंप) इस मुद्दे को दूर करती हैं, लेकिन खराबी या गलत नियंत्रण तापमान नियंत्रण को बाधा दे सकता है।

तापमान असंतुलन (बैटरी कक्षों के बीच 5°C से अधिक तापमान अंतर) असमान उम्र होने का कारण बनता है। अपर्याप्त वायुसंचरण (उदाहरण के लिए, एक निश्चित ब्रांड की प्रणाली में) 8-10°C का तापमान अंतर बना सकता है, जिससे कुछ कक्ष पहले से फेल हो जाते हैं।

4. संचार खराबियाँ

स्मार्ट प्रणालियाँ संचार ग्लिच से सामना करती हैं: मॉड्यूल गलतियाँ, हस्तक्षेप, प्रोटोकॉल मिलान। केबल खराबियाँ (45%-50% मामलों में) (क्षति, ढीले/ऑक्सीकृत कनेक्टर) BMS-बैटरी संचार को काट देती हैं (उदाहरण के लिए, Huawei की 3013 अलार्म DCDC-मॉड्यूल वायरिंग समस्याओं से)। इलेक्ट्रोमैग्नेटिक हस्तक्षेप (Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz सिग्नल से) घनी वातावरण में बिट त्रुटि दर 5-10 गुना बढ़ा देता है। प्रणालियों को पुनर्स्थापित करना या शील्डेड केबलों का उपयोग करना इसे ठीक करता है।

प्रोटोकॉल मिलान (उदाहरण के लिए, विभिन्न बॉड रेट्स जैसे 9600bps व 19200bps) विफलताओं का कारण बनता है (उदाहरण के लिए, Huawei की 2068-1/3012 अलार्म वर्जन/बॉड रेट इश्यू से), जो कार्यों को रोक देता है।

संक्षेप में, ये खराबियाँ- बैटरी की उम्र होने से संचार बग्स तक- ध्यान की आवश्यकता होती है। मूल कारणों (पर्यावरण, उपयोग, डिजाइन) को समझना ट्रबलशूटिंग के लिए महत्वपूर्ण है, जिससे प्रणालियाँ सुरक्षित और कार्यक्षम रूप से चलती रहें।