Apa saja kerusakan umum pada sistem penyimpanan energi rumah tangga?

Sebagai teknisi perbaikan garis depan, saya sangat paham tentang kerusakan sistem penyimpanan energi rumah tangga. Sistem-sistem ini sangat bergantung pada baterai, di mana kegagalan baterai secara langsung mempengaruhi kinerja dan keselamatan.

1. Kegagalan Baterai

Penuaan baterai adalah masalah yang sering terjadi, ditandai dengan penurunan kapasitas, peningkatan resistansi internal, dan efisiensi muat-lepas yang lebih rendah. Idealnya, baterai lithium-ion rumah tangga dapat berputar 3000-5000 kali. Namun, penggunaan dunia nyata (karena lingkungan dan kebiasaan) mengurangi umur pakai sebesar 30%-50%. Penyebabnya termasuk pengisian atau pengosongan jangka panjang, operasi suhu tinggi, siklus arus tinggi yang sering, dan peluruhan kimia alami. Misalnya, mengosongkan lebih dari 80% kedalaman atau beroperasi di atas 40°C setiap tahun mengurangi kapasitas sebesar 5%-10%.

Over-charging/over-discharging juga sering terjadi. Over-charging berisiko meningkatkan tekanan internal, pemecahan elektrolit, dan lari panas (bahkan ledakan). Over-discharging menurunkan tegangan di bawah level aman, menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diperbaiki. BMS merek biasanya menetapkan SOC 20%-80%; 15%-20% dari kegagalan disebabkan oleh kesalahan pengguna atau cacat BMS.

Korsleting (internal/eksternal) sangat berbahaya. Korsleting internal (dari cacat produksi, kerusakan, atau overheating) melepaskan energi besar, menyebabkan kebakaran/ledakan. Korsleting eksternal (dari kesalahan kabel, kontak buruk) menaikkan arus, merusak komponen. 7%-12% kecelakaan penyimpanan berkaitan dengan korsleting, sering terjadi dalam 30 menit.

2. Kegagalan Sistem Listrik

Anomali tegangan (35%-40% dari kegagalan listrik) dibagi menjadi masalah input/output. Masalah input (fluktuasi grid, perangkat daya tinggi, kegagalan inverter) mengganggu pengisian baterai. Masalah output (status baterai, kesalahan BMS, kegagalan konverter) menyebabkan pelepasan tidak stabil. Misalnya, penggunaan daya tinggi bersamaan dapat menurunkan tegangan grid di bawah 190V, memicu perlindungan dan menghentikan pengisian.

Fusible dan pemutus sirkuit juga gagal. Fusible (misalnya, tipe gBat, berdaya 2-5000A) melindungi terhadap over-current tetapi perlu diganti secara rutin. Pemutus sirkuit (misalnya, ABB BLK222) memberikan perlindungan sistem melalui penyimpanan energi mekanik. Mereka bekerja bersama: fusible menangani overload kecil; pemutus sirkuit mengatasi korsleting besar.

Kegagalan switchgear melibatkan macet, kontak buruk, atau masalah kontrol. Masalah kontak (25% dari kegagalan switch) muncul dari oksidasi, penumpukan karbon, atau aus—lebih buruk dalam kelembaban, menyebabkan overheating. Kegagalan mekanis (misalnya, kelelahan pegas dalam sistem merek tertentu) mencegah switching yang tepat, berisiko pemadaman.

3. Kegagalan Manajemen Termal

Masalah termal (overheating, underheating, ketidakseimbangan) mengancam keselamatan. Baterai lithium-ion berfungsi optimal pada 15-25°C; di atas 35°C, umur pakai turun drastis dan risiko lari panas meningkat. Kenaikan suhu 10°C menggandakan laju penurunan kapasitas. Panas musim panas bisa mendorong baterai melebihi 45°C, memaksa BMS membatasi daya—meskipun suhu tinggi jangka panjang masih mempercepat penuaan baterai.

Suhu rendah mengurangi efisiensi: resistansi internal baterai lithium-ion meningkat, mengurangi kapasitas pelepasan (misalnya, baterai fosfat besi lithium kehilangan 20%-30% kapasitasnya pada 0°C). Sistem pemanasan (resistif/pompa panas) mengurangi masalah ini, tetapi gangguan atau kontrol yang tidak tepat dapat mengganggu regulasi suhu.

Ketidakseimbangan suhu (dengan selisih suhu ΔT > 5°C antara sel baterai) menyebabkan penuaan yang tidak merata. Ventilasi yang tidak memadai (misalnya, dalam sistem merek tertentu) dapat menciptakan perbedaan suhu 8-10°C, menyebabkan beberapa sel gagal lebih awal.

4. Kegagalan Komunikasi

Sistem cerdas menghadapi gangguan komunikasi: kesalahan modul, interferensi, ketidakcocokan protokol. Kegagalan kabel (45%-50% kasus) (kerusakan, konektor longgar/teroksidasi) memutus komunikasi BMS-baterai (misalnya, alarm 3013 Huawei dari masalah kabel modul DCDC).Interferensi elektromagnetik (dari sinyal Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz) meningkatkan laju kesalahan bit 5-10x dalam lingkungan padat. Memindahkan sistem atau menggunakan kabel terlindung memperbaiki masalah ini.

Ketidakcocokan protokol (misalnya, baud rate yang berbeda seperti 9600bps vs. 19200bps) menyebabkan kegagalan (misalnya, alarm 2068-1/3012 Huawei dari masalah versi/baud rate), menghentikan operasi.

Singkatnya, kegagalan-kegagalan ini—dari penuaan baterai hingga bug komunikasi—membutuhkan kewaspadaan. Memahami penyebab dasar (lingkungan, penggunaan, desain) adalah kunci untuk troubleshooting, memastikan sistem berjalan dengan aman dan efisien.