Wat zijn de veelvoorkomende storingen van huishoudelijke energieopslagsystemen?

Als een frontlinie reparatietechnicus ben ik goed bekend met storingen in huishoudelijke energieopslagsystemen. Deze systemen zijn sterk afhankelijk van batterijen, waarvan de fouten direct de prestaties en veiligheid beïnvloeden.

1. Batterijstoringen

Batterijveroudering is een frequente kwestie, die zich uit in verminderde capaciteit, hogere interne weerstand en lagere laad-ontlaadefficiëntie. Ideaal gezien cyclen huishoudelijke lithium-ion batterijen 3000-5000 keer. Echter, de realistische gebruikssituatie (door omgeving en gewoonten) vermindert de levensduur met 30%-50%. Oorzaken hiervan zijn langdurige overladen/ontladen, werken bij hoge temperaturen, frequente hoge-stroom cycli en natuurlijke chemische verval. Bijvoorbeeld, het ontladen tot meer dan 80% diepte of werken boven 40°C jaarlijks vermindert de capaciteit met 5%-10%.

Overladen/overontladen komt ook vaak voor. Overladen brengt risico's met zich mee zoals opbouw van interne druk, elektrolytische afbraak en thermische loop (zelfs explosies). Overontladen zorgt ervoor dat de spanning onder veilige niveaus daalt, wat onherstelbare schade veroorzaakt. Een merk BMS stelt meestal SOC in op 20%-80%; 15%-20% van de storingen komen door gebruikersfouten of BMS gebreken.

Kortsluitingen (intern/extern) zijn zeer gevaarlijk. Interne kortsluitingen (door productiefouten, schade of oververhitting) laten enorme hoeveelheden energie vrij, wat branden/explosies kan veroorzaken. Externe kortsluitingen (door bedradingfouten, slechte contacten) veroorzaken een piek in de stroom, waardoor componenten beschadigd raken. 7%-12% van de opslagongevallen zijn gerelateerd aan kortsluitingen, vaak binnen 30 minuten.

2. Storingen in elektrische systemen

Spanningsafwijkingen (35%-40% van elektrische storingen) worden verdeeld in invoer/uitvoerproblemen. Invoerproblemen (netwerkfluctuaties, high-power apparaten, inverterfouten) storen het opladen van de batterij. Uitvoerproblemen (batterijstatus, BMS fouten, converterfouten) veroorzaken instabiel ontladen. Bijvoorbeeld, gelijktijdig gebruik van high-power apparatuur kan de netwerkspanning doen dalen onder 190V, waardoor de bescherming wordt geactiveerd en het opladen wordt gestopt.

Veiligheidscontacten en circuitbrekers kunnen ook falen. Veiligheidscontacten (bijv., gBat type, 2-5000A genormeerd) bieden bescherming tegen overstroom, maar moeten regelmatig vervangen worden. Circuitbrekers (bijv., ABB BLK222) bieden systeem-niveau bescherming via mechanische energieopslag. Ze werken samen: veiligheidscontacten hanteren kleine overlast; circuitbrekers nemen grote kortsluitingen voor hun rekening.

Schakelinstallatiefouten betreffen vastlopen, slechte contacten of besturingproblemen. Contactproblemen (25% van schakelinstallatiefouten) ontstaan door oxidatie, koolstofopbouw of slijtage—erger in vochtige omstandigheden, wat oververhitting veroorzaakt. Mechanische fouten (bijv., veervermoeidheid in een merksysteem) voorkomen correct schakelen, waardoor stroomuitval kan optreden.

3. Storingen in thermisch beheer

Thermische problemen (oververhitting, onderverhitting, onevenwichtigheid) vormen een bedreiging voor de veiligheid. Lithium-ion batterijen functioneren optimaal bij 15-25°C; boven 35°C neemt de levensduur sterk af en stijgt het risico op thermische loop. Een temperatuurstijging van 10°C verdubbelt de capaciteitsafbraak. Zomerhitte kan de batterijtemperatuur boven 45°C duwen, waardoor de BMS de stroom begint te beperken—hoewel langdurige hoge temperaturen nog steeds de batterijen verouderen.

Lage temperaturen verminderen de efficiëntie: de interne weerstand van lithium-ion batterijen neemt toe, waardoor de ontladingscapaciteit afneemt (bijv., lithium-ijzer-fosfaat batterijen verliezen 20%-30% van hun capaciteit bij 0°C). Verwarmingsystemen (weerstandsverwarming/heat pumps) verhelpen dit probleem, maar storingen of onjuiste regeling kunnen de temperatuurregulering verstoren.

Temperatuuronevenwichtigheid (met een temperatuurverschil ΔT > 5°C tussen batterijcellen) leidt tot onevenredig verouderen. Onvoldoende ventilatie (bijv., in een bepaald merksysteem) kan temperatuurverschillen van 8-10°C creëren, waardoor sommige cellen vroegtijdig falen.

4. Communicatiestoringen

Slimme systemen hebben te maken met communicatiefouten: modulefouten, interferentie, protocolmismatch. Kabelfouten (45%-50% van de gevallen) (schade, losse/geoxideerde connectors) verbreken de BMS-batterijcommunicatie (bijv., Huawei’s 3013 alarm door DCDC-modulebedradingproblemen).Elektromagnetische interferentie (van Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz signalen) verhoogt de biterrorratio 5-10x in dichtbevolkte omgevingen. Het verplaatsen van systemen of het gebruik van geschermd kabelmateriaal lost dit op.

Protocolmismatches (bijv., verschillende baudrates zoals 9600bps versus 19200bps) veroorzaken storingen (bijv., Huawei’s 2068-1/3012 alarms door versie/baudrateproblemen), waardoor de operaties stoppen.

Samengevat, deze storingen—van batterijverval tot communicatiefouten—vereisen waakzaamheid. Het begrijpen van de oorzaken (omgeving, gebruik, ontwerp) is cruciaal voor het oplossen van problemen, waardoor systemen veilig en efficiënt blijven lopen.