Koje su česte kvarove kućanskih sistema za pohranu energije

Kao tehničar za popravke na prvom planu, dobro razumem greške u sistemima za pohranu energije u kućanstvu. Ovi sistemi značajno ovisi o baterijama, čije greške direktno utiču na performanse i sigurnost.

1. Greške baterija

Starenje baterija je česta problema, koja se manifestira smanjenjem kapaciteta, povećanjem unutrašnjeg otpora i smanjenjem efikasnosti punjenja-iščerpanja. Idealno, litij-ionske baterije za kućanstvo mogu da pređu 3000–5000 ciklusa. Međutim, stvarna upotreba (zbog okruženja i navika) skraćuje vreme trajanja za 30%–50%. Uzroci uključuju dugotrajno preopterećenje punjenjem/iščeravanjem, rad pri visokim temperaturama, česte cikluse visokih struja i prirodni kemijski opad. Na primer, iščeravanje preko 80% dubine ili rad iznad 40°C godišnje smanjuje kapacitet za 5%–10%.

Preopterećenje punjenjem/iščeravanjem takođe često nastupa. Preopterećenje punjenjem riziči povećanje internog pritiska, raspad elektrolita i termalni otklon (čak i eksplozije). Preopterećenje iščeravanjem snižava napon ispod sigurnih nivoa, uzrokujući neobrativu štetu. BMS određene marke obično postavlja SOC (Stanje punjenja) na 20%–80%; 15%–20% grešaka potiče od grešaka korisnika ili nedostataka BMS-a.

Kratične spojevi (unutrašnji/venačni) su vrlo opasni. Unutrašnji kratični spojevi (iz proizvodnih defekata, oštećenja ili pregrejanja) oslobađaju ogromnu energiju, uzrokujući požare/eksplozije. Venačni kratični spojevi (iz grešaka pri spajanju, loših kontakata) privremeno povećavaju struju, oštećujući komponente. 7%–12% nesreća sa pohranom energije vezanih je za kratične spojeve, često unutar 30 minuta.

2. Greške električnog sistema

Anomalije napona (35%–40% električnih grešaka) delimo na probleme ulaza/izlaza. Problemi ulaza (fluktuacije mreže, uređaji visoke snage, greške inverzora) prekidaju punjenje baterija. Problemi izlaza (stanje baterija, greške BMS-a, greške pretvarača) dovode do nestabilnog ispraznjava. Na primer, istovremena upotreba više uređaja visoke snage može sniziti napon mreže ispod 190V, aktivirajući zaštitu i zaustavljajući punjenje.

Greške fuzi i prekidača takođe postoje. Fuzi (na primer, tip gBat, nominalna struja 2–5000A) štite od prekomjerne struje, ali ih treba redovno menjati. Prekidači (na primer, ABB BLK222) nude zaštitu na nivou sistema putem mehaničke pohrane energije. Oni rade zajedno: fuzi rukuju manjim prekomernim opterećenjima; prekidači se bave velikim kratičnim spojevima.

Greške aparata za upravljanje uključuju zaklanjanje, loše kontakte ili probleme sa kontrolom. Problemi sa kontaktima (25% grešaka aparata) nastaju zbog oksidacije, nagomilavanja ugljenika ili iznosa—gori u vlagočnosti, uzrokujući pregrejanje. Mhaničke greške (na primer, umor opruge u sistemu određene marke) sprečavaju pravilno prebacivanje, riziči prekide.

3. Greške termalnog upravljanja

Termalni problemi (pregrejanje, podgrejanje, nebalansiranost) prikazuju se kao opasnost. Litij-ionske baterije optimalno funkcionišu na 15–25°C; iznad 35°C, vreme trajanja brzo pada i rizik od termalnog otklona raste. Povišanje temperature za 10°C dvostruko ubrzava opadanje kapaciteta. Letnja vrućina može povećati temperaturu baterija iznad 45°C, prisiljavajući BMS da ograniči snagu—iako dugotrajna visoka temperatura i dalje staruje baterije.

Niske temperature smanjuju efikasnost: unutrašnji otpor litij-ionskih baterija raste, smanjujući njihovu kapacitet ispraznjava (na primer, baterije litij-željeza-fosfata gube 20%–30% kapaciteta na 0°C). Sistemi zagrevanja (rezistentni/teplovni pumpi) olakšavaju ovaj problem, ali greške ili nepravilno upravljanje mogu premetati regulaciji temperature.

Nebalansiranost temperature (sa razlikom temperature ΔT > 5°C između celija baterija) dovodi do neravnomernog starenja. Nedovoljna ventilacija (na primer, u sistemu određene marke) može stvoriti razlike temperature od 8–10°C, uzrokujući da neke celije ranije od ostalih prestanu da funkcionišu.

4. Greške komunikacije

Pametni sistemi suoče se sa greškama u komunikaciji: greške modula, interferencija, neusklađenost protokola. Greške kabla (45%–50% slučajeva) (oštećenje, luka/oksidirani konektori) prekidaju komunikaciju BMS-baterija (na primer, Huawei-ova alarm 3013 iz problema sa spajanjem DCDC-modula). Elektromagnetska interferencija (od Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz signala) povećava stopu grešaka bita 5–10 puta u gusto naseljenim okruženjima. Premještanje sistema ili korišćenje zaštitenih kabela rešava ovaj problem.Neusklađenost protokola (na primer, različite brzine transmisije poput 9600bps u vezi sa 19200bps) dovodi do grešaka (na primer, Huawei-ovi alarami 2068-1/3012 iz problema sa verzijom/brzinom transmisije), prekidajući operacije.

Ukratko, ove greške—od starenja baterija do grešaka u komunikaciji—zahtevaju pažnju. Razumevanje uzročnih faktora (okruženje, upotreba, dizajn) ključno je za otklanjanje grešaka, osiguravajući da sistemi rade sigurno i efikasno.