Kādi ir visbiežākie mājsaimniecību enerģijas krājēju sistēmu defekti?

Kā pirmās līnijas remontēšanas tehnisks speciālists, esmu labi apmierināts ar mājsaimniecību enerģijas krājēju sistēmu defektu. Šīs sistēmas būtiski atkarīgas no akumulatoriem, kuru defekti tieši ietekmē veiktspēku un drošību.

1. Akumulatora defekti

Akumulatora novecošana ir bieža problēma, kas parādās kā samazināta kapacitāte, augstāka iekšējā pretestība un zemāka uzlādes - izlādes efektivitāte. Ideālajā gadījumā mājsaimniecības lietišķie litija-jona akumulatori var veikt 3000–5000 ciklus. Tomēr reālā izmantošanā (dēļ vides un izmantošanas ķerties) dzīvotspēja samazinās par 30%–50%. Iemesli ietver ilgstošu pārlādi, darbību augstākās temperatūrās, biežus liela strāvas ciklus un dabisku ķīmisko sabojāšanos. Piemēram, izlāde virs 80% gilumā vai darbība virs 40°C katru gadu samazina kapacitāti par 5%–10%.

Pārlāde un pāriklājums arī bieži notiek. Pārlāde rada risku iekšējam spiediena pieaugumam, elektrolīta sabojāšanai un termiskai izkropļošanai (pat eksplodēšanai). Pāriklājums samazina spriegumu zem drošas līmenes, radot neatgriezenisku kaitējumu. Zīmola BMS parasti iestata SOC 20%–80%; 15%–20% defektu rodas dēļ lietotāju kļūdām vai BMS trūkumiem.

Īsās slodzes (iekšējas/ārējas) ir ļoti bīstamas. Iekšējās īsās slodzes (no ražošanas defektiem, kaitējuma vai pārsildīšanas) izdalī to enerģiju, izraisot ugunsgrēkus/eksplodēšanu. Ārējās īsās slodzes (no vedņu kļūdām, sliktiem kontaktiem) palielina strāvu, kaitējot komponentiem. 7%–12% krājēju negadījumi saistīti ar īsām slodzēm, parasti notiek 30 minūtēs.

2. Elektroenerģijas sistēmas defekti

Sprieguma anomalijas (35%–40% no elektriskajiem defektiem) sadalās ievades/izvades problēmās. Ievades problēmas (tīkla svārstības, augstas jaudas ierīces, invertora defekti) traucē akumulatora uzlādei. Izvades problēmas (akumulatora stāvoklis, BMS kļūdas, konvertera defekti) izraisa nestabilu izlādi. Piemēram, vienlaicīga augstas jaudas izmantošana var samazināt tīkla spriegumu zem 190V, aktivizējot aizsardzību un apturējot uzlādi.

Šķērsojumu un automātiskās izslēgšanas sistēmas arī bojājas. Šķērsojumi (piemēram, gBat tips, 2–5000A normatīvs) aizsargā pret pārstrāvu, bet to regulāri jāaizstāj. Automātiskās izslēgšanas sistēmas (piemēram, ABB BLK222) nodrošina sistēmas līmeņa aizsardzību mehāniskās enerģijas krājēju palīdzībā. Tās darbojas kopā: šķērsojumi apvalda mazākas pārstrāves; automātiskās izslēgšanas sistēmas risina lielākas īsās slodzes.

Slēdzainās ierīces defekti ietver bloķēšanu, sliktus kontaktus vai vadības problēmas. Kontaktu problēmas (25% no slēdzainās ierīču defektiem) rodas dēļ oksidēšanās, ogļu nogriešanās vai izsmalcināšanās—kas pasliktinās mitrumā, izraisojot pārsildīšanos. Mekhāniskās kaitējumi (piemēram, sprindza izsmalcināšanās zīmola sistēmā) traucē pareizai slēdzainās ierīces darbībai, riskējot ar bezenerģijas situācijām.

3. Termiskās pārvaldības defekti

Termiskās problēmas (pārsildīšanās, nepietiekama sildīšanās, neviendabība) draud drošībai. Litija-jona akumulatori labi darbojas 15–25°C; virs 35°C, dzīvotspēja strauji samazinās un termiskās izkropļošanas risks palielinās. 10°C temperatūras pieaugums divreiz palielina kapacitātes samazināšanos. Vasaras karstums var palielināt akumulatoru temperatūru virs 45°C, piespiežot BMS ierobežot jaudu—tomēr ilgtermiņā augsta temperatūra joprojām paātrina akumulatoru novecošanu.

Zemas temperatūras samazina efektivitāti: litija-jona akumulatoru iekšējā pretestība palielinās, samazinot izlādes kapacitāti (piemēram, litija-fosfāta akumulatori zaudē 20%–30% savas kapacitātes 0°C). Sildīšanas sistēmas (resistīva/termopumpas) mazina šo problēmu, tomēr defekti vai nepareiza kontrole var traucēt temperatūras regulēšanai.

Temperatūras nevienlīdzība (ar temperatūras atšķirību ΔT > 5°C starp akumulatoru elementiem) izraisa nevienmērīgu novecošanos. Nepietiekama ventilācija (piemēram, noteikta zīmola sistēmā) var radīt temperatūras atšķirības 8–10°C, izraisojot dažu elementu agrīnu iznīcināšanos.

4. Komunikācijas defekti

Smarta sistēmas saskaras ar komunikācijas problēmām: moduļu kļūdām, interferenci, protokolu nesaskaņām. Kabelu defekti (45%–50% no gadījumiem) (kaitējums, lauzti/sakrustējuši savienojumi) pārtrauc BMS-akumulatora komunikāciju (piemēram, Huawei 3013 signāls no DCDC-moduļa vedņu problēmām).Elektromagnētiskā interference (no Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz signāliem) palielina bitu kļūdu koeficientu 5–10 reizes blakus apkārtējos apstākļos. Sistēmas pārvietošana vai aizsargājošu kabēlu izmantošana novērš šo problēmu.

Protokolu nesaskaņas (piemēram, dažādi baudrate, piemēram, 9600bps vs. 19200bps) izraisa kļūdas (piemēram, Huawei 2068-1/3012 signāli no versijas/baudrate problēmām), apturējot darbību.

Kopsavilkumā, šie defekti—no akumulatora novecošanas līdz komunikācijas kļūdām—prasa uzmanību. Sapratne par galvenajiem iemesliem (vide, izmantošana, dizains) ir atslēga problēmu novēršanā, nodrošinot sistēmu drošu un efektīvu darbību.