Quali sono i guasti comuni dei sistemi di accumulo energetico domestici?
In qualità di tecnico di riparazione in prima linea, sono esperto nei guasti dei sistemi di accumulo energetico domestici. Questi sistemi dipendono fortemente dalle batterie, i cui malfunzionamenti influiscono direttamente sulle prestazioni e sulla sicurezza.
1. Guasti delle batterie
L'invecchiamento delle batterie è un problema frequente, manifestandosi come riduzione della capacità, aumento della resistenza interna e minor efficienza nella carica e scarica. Idealmente, le batterie al litio-ion per uso domestico dovrebbero ciclare 3000-5000 volte. Tuttavia, l'uso reale (a causa dell'ambiente e degli abitudini) riduce la durata del 30%-50%. Le cause includono cariche e scariche prolungate, operazioni a temperature elevate, cicli ad alta corrente frequenti e decadimento chimico naturale. Ad esempio, una scarica oltre l'80% o l'operazione sopra i 40°C riduce annualmente la capacità del 5%-10%.
La sovralimentazione e la sottocarica sono problemi comuni. La sovralimentazione rischia di causare un aumento della pressione interna, la decomposizione dell'elettrolita e il surriscaldamento (fino a esplodere). La sottocarica abbassa la tensione al di sotto dei livelli sicuri, causando danni irreversibili. Il BMS di un marchio tipicamente imposta lo stato di carica (SOC) tra il 20% e l'80%; il 15%-20% dei guasti deriva da errori dell'utente o difetti del BMS.
I cortocircuiti (interni/esterni) sono estremamente pericolosi. I cortocircuiti interni (causati da difetti di fabbricazione, danni o surriscaldamento) rilasciano un'energia massiccia, causando incendi ed esplosioni. I cortocircuiti esterni (causati da errori di cablaggio, contatti poveri) fanno aumentare bruscamente la corrente, danneggiando i componenti. Il 7%-12% degli incidenti di accumulo sono legati ai cortocircuiti, spesso entro 30 minuti.
2. Guasti del sistema elettrico
Le anomalie di tensione (35%-40% dei guasti elettrici) si dividono in problemi di ingresso e uscita. I problemi di ingresso (fluttuazioni della rete, dispositivi ad alta potenza, guasti dell'inverter) interrompono la carica della batteria. I problemi di uscita (stato della batteria, errori del BMS, guasti del convertitore) causano una scarica instabile. Ad esempio, l'uso simultaneo di dispositivi ad alta potenza può far scendere la tensione della rete sotto i 190V, attivando la protezione e interrompendo la carica.
Fusi e disgiuntori possono anche fallire. I fusi (ad esempio, tipo gBat, con rating da 2 a 5000A) proteggono contro la corrente eccessiva ma richiedono sostituzioni regolari. I disgiuntori (ad esempio, ABB BLK222) offrono protezione a livello di sistema tramite accumulo di energia meccanica. Lavorano insieme: i fusi gestiscono piccoli sovraccarichi; i disgiuntori affrontano grandi cortocircuiti.
I guasti degli apparati di commutazione coinvolgono inceppamenti, contatti poveri o problemi di controllo. I problemi di contatto (25% dei guasti di commutazione) derivano da ossidazione, accumulo di carbonio o usura, peggiorando in umidità e causando surriscaldamento. I guasti meccanici (ad esempio, stanchezza della molla in un sistema di un certo marchio) impediscono la commutazione corretta, rischiando interruzioni.
3. Guasti della gestione termica
I problemi termici (surriscaldamento, sottoriscaldamento, squilibrio) minacciano la sicurezza. Le batterie al litio-ion funzionano meglio tra i 15-25°C; sopra i 35°C, la durata cala drasticamente e aumenta il rischio di surriscaldamento. Un aumento di 10°C della temperatura raddoppia la decadenza della capacità. Il calore estivo può portare le batterie oltre i 45°C, costringendo il BMS a limitare la potenza, anche se le alte temperature a lungo termine invecchiano comunque le batterie.
Le basse temperature riducono l'efficienza: la resistenza interna delle batterie al litio-ion aumenta, riducendo la loro capacità di scarica (ad esempio, le batterie al fosfato di ferro-litio perdono il 20%-30% della loro capacità a 0°C). I sistemi di riscaldamento (resistivi/pompe di calore) alleviano questo problema, ma i malfunzionamenti o il controllo improprio possono interrompere la regolazione della temperatura.
Lo squilibrio di temperatura (con una differenza di temperatura ΔT > 5°C tra le celle della batteria) porta a un invecchiamento non uniforme. Una ventilazione inadeguata (ad esempio, in un sistema di un certo marchio) può creare differenze di temperatura di 8-10°C, causando il fallimento prematuro di alcune celle.
4. Guasti di comunicazione
I sistemi intelligenti affrontano problemi di comunicazione: errori di modulo, interferenze, incompatibilità di protocollo. I guasti dei cavi (45%-50% dei casi) (danni, connettori allentati/ossidati) interrompono la comunicazione BMS-batteria (ad esempio, l'allarme 3013 di Huawei da problemi di cablaggio del modulo DCDC).L'interferenza elettromagnetica (da segnali Wi-Fi/Bluetooth a 2.4GHz) aumenta i tassi di errore di bit da 5 a 10 volte in ambienti densi. Spostare i sistemi o utilizzare cavi schermati risolve il problema.
Le incompatibilità di protocollo (ad esempio, diverse velocità di trasmissione come 9600bps vs. 19200bps) causano guasti (ad esempio, gli allarmi 2068-1/3012 di Huawei da problemi di versione/velocità di trasmissione), interrompendo le operazioni.
In breve, questi guasti, dall'invecchiamento delle batterie ai bug di comunicazione, richiedono vigilanza. Comprendere le cause radicate (ambiente, utilizzo, progettazione) è fondamentale per la risoluzione dei problemi, assicurando che i sistemi funzionino in modo sicuro ed efficiente.
