Koje su uobičajene greške kućanskih sistema za pohranu energije

Kao tehničar za popravak na prvoj liniji, dobro razumijem greške u sustavima za pohranu električne energije u domaćim uvjetima. Ovi sustavi su značajno ovisni o baterijama, čije neispravnosti izravno utječu na performanse i sigurnost.

1. Greške baterija

Starenje baterija često se javlja kao smanjen kapacitet, veći unutarnji otpor i niža učinkovitost punjenja i ispunjenja. Idealno, litij-ionske baterije za kućanstva mogu preći 3000-5000 ciklusa. Međutim, stvarna upotreba (zbog okoliša i navika) smanjuje vijek trajanja za 30%-50%. Uzroci uključuju dugotrajno preopterećenje punjenjem/ispunjenjem, rad pri visokim temperaturama, česte cikluse visokim strujama i prirodni kemijski raspad. Na primjer, ispunjenje ispod 80% dubine ili rad iznad 40°C godišnje smanjuje kapacitet za 5%-10%.

Također se često pojavljuju preopterećenje punjenjem/preispunjenje. Preopterećenje punjenjem naraštava rizik od unutarnjeg pritiska, raspadanja elektrolita i termičkog izbježanja (čak i eksplozija). Preispunjenje snižava napon ispod sigurnih razina, uzrokujući nepovratne oštećenja. BMS proizvođača obično postavlja SOC na 20%-80%; 15%-20% grešaka potječe od grešaka korisnika ili nedostataka BMS-a.

Kratične spojevi (unutarnji/vanjski) su vrlo opasni. Unutarnji kratični spojevi (zbog proizvodnih nedostataka, oštećenja ili pretopljenja) oslobađaju ogromnu energiju, uzrokujući požare/eksplozije. Vanjski kratični spojevi (zbog grešaka u provođenju, loših kontakata) privremeno povećavaju struju, oštećujući komponente. 7%-12% nesreća pohrane vezanih su za kratične spojeve, često unutar 30 minuta.

2. Greške električnog sustava

Anomalije napona (35%-40% električnih grešaka) podijeljene su u probleme ulaza/izlaza. Problemi s ulazom (fluktuacije mreže, uređaji velike snage, greške invertera) perturbiraju punjenje baterija. Problemi s izlazom (stanje baterije, greške BMS-a, greške konvertera) uzrokuju nestabilno ispunjenje. Na primjer, istodobno korištenje uređaja velike snage može sniziti napon mreže ispod 190V, aktivirajući zaštitu i zaustavljajući punjenje.

Prekidači i zaštitni sklopovi također padaju. Prekidači (npr., tip gBat, ocijenjeni 2-5000A) štite od prekomjerne struje, ali ih treba redovito zamijeniti. Zaštitni sklopovi (npr., ABB BLK222) nude zaštitu na razini sustava putem mehaničke pohrane energije. Rade zajedno: prekidači rješavaju male prekomjerne opterećenja; zaštitni sklopovi rješavaju velike kratične spojeve.

Greške u sklopovima za prekid uključuju zaklinjanje, loše kontakte ili probleme s kontrolom. Problemi s kontaktima (25% grešaka u sklopovima za prekid) nastaju zbog oksidacije, nagomilavanja ugljika ili trošenja—gori u vlazi, uzrokujući pretopljenje. Mhaničke neispravnosti (npr., umora pruge u sustavu određene marke) sprečavaju pravilan prekid, stvarajući rizik od ispadanja.

3. Greške upravljanja toplinom

Toplotni problemi (pretopljenje, nedotopljenje, neravnoteža) prijeti sigurnosti. Litij-ionske baterije najbolje funkcioniraju na 15-25°C; iznad 35°C, vijek trajanja brzo pada i povećava se rizik od termičkog izbježanja. Povećanje temperature za 10°C dvostruko ubrzava raspad kapaciteta. Ljetna vrućina može podići temperaturu baterija iznad 45°C, prisiljavajući BMS da ograniči snagu—iako dugotrajne visoke temperature i dalje stari baterije.

Niske temperature smanjuju učinkovitost: unutarnji otpor litij-ionskih baterija povećava, smanjujući njihov kapacitet ispunjenja (npr., baterije ližnato-željeznog fosfata gube 20%-30% kapaciteta na 0°C). Sustavi zagrijavanja (rezistivni/toplotni pumpi) olakšavaju ovaj problem, ali neispravnosti ili nepravilna kontrola mogu perturbirati regulaciju temperature.

Neravnoteža temperature (s razlikom temperature ΔT > 5°C između ćelija baterije) dovodi do neravnomjernog starenja. Nedovoljna ventilacija (npr., u sustavu određene marke) može stvoriti razlike temperature od 8-10°C, uzrokujući predano oštećenje nekih ćelija.

4. Greške u komunikaciji

Pametni sustavi suočavaju se s greškama u komunikaciji: greškama modula, interferencijom, neusklađenostima protokola. Greške kabela (45%-50% slučajeva) (oštećenje, luka/oksidirani konektori) prekidaju komunikaciju BMS-baterija (npr., Huaweiova 3013 alarma zbog problema sa žicama DCDC-modula).Elektromagnetska interferencija (od Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz signala) povećava stopu grešaka bitova 5-10 puta u gusto naseljenim okruženjima. Premještanje sustava ili korištenje zaštićenih kabela rješava ovaj problem.

Neusklađenosti protokola (npr., različite brzine prijenosa poput 9600bps vs. 19200bps) uzrokuju neuspjeh (npr., Huaweiova 2068-1/3012 alarma zbog problema s verzijom/brzinom prijenosa), prekidajući operacije.

Ukratko, ove greške—od starenja baterija do grešaka u komunikaciji—zahtijevaju pažljivost. Razumijevanje temeljnih uzroka (okoliš, upotreba, dizajn) ključno je za otklanjanje grešaka, osiguravajući da sustavi rade sigurno i učinkovito.