อะไรคือข้อผิดพลาดทั่วไปของระบบเก็บพลังงานในครัวเรือน

ในฐานะช่างซ่อมบำรุงที่อยู่ในแนวหน้า ฉันมีความรู้เกี่ยวกับปัญหาของระบบจัดเก็บพลังงานในบ้านเป็นอย่างดี ระบบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแบตเตอรี่เป็นหลัก และการเสียหายของแบตเตอรี่จะส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพและความปลอดภัย

1. ปัญหาแบตเตอรี่

การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่เป็นปัญหาที่พบบ่อย โดยแสดงออกเป็นความจุลดลง ความต้านทานภายในเพิ่มขึ้น และประสิทธิภาพในการชาร์จ-ปล่อยประจุลดลง ตามทฤษฎี แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับใช้ในบ้านสามารถชาร์จ-ปล่อยประจุได้ 3000-5000 ครั้ง แต่ในการใช้งานจริง (เนื่องจากสภาพแวดล้อมและการใช้งาน) อาจทำให้อายุการใช้งานลดลง 30%-50% สาเหตุรวมถึงการชาร์จ-ปล่อยประจุเกินไป การทำงานที่อุณหภูมิสูง การชาร์จ-ปล่อยประจุด้วยกระแสไฟฟ้าสูงบ่อยๆ และการสลายตัวทางเคมีตามธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น การปล่อยประจุเกิน 80% หรือการทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 40°C ประจำปี อาจทำให้ความจุลดลง 5%-10%

การชาร์จเกินหรือปล่อยประจุเกินก็เป็นปัญหาที่พบบ่อยเช่นกัน การชาร์จเกินอาจทำให้แรงดันภายในเพิ่มขึ้น สารละลายแตกตัว และเกิดภาวะความร้อนวิ่ง (อาจระเบิดได้) การปล่อยประจุเกินทำให้แรงดันลดต่ำกว่าระดับที่ปลอดภัย ทำให้เกิดความเสียหายอย่างถาวร ระบบ BMS ของแบรนด์ต่างๆ มักกำหนด SOC ไว้ที่ 20%-80%; 15%-20% ของปัญหาเกิดจากการผิดพลาดของผู้ใช้หรือข้อผิดพลาดของ BMS

วงจรลัดวงจร (ภายใน/ภายนอก) เป็นอันตรายมาก วงจรลัดวงจรภายใน (จากข้อบกพร่องในการผลิต การเสียหาย หรือความร้อนสูง) ปล่อยพลังงานมหาศาล ทำให้เกิดไฟไหม้หรือระเบิด วงจรลัดวงจรภายนอก (จากข้อผิดพลาดในการต่อสาย หรือการต่อสัมผัสไม่ดี) ทำให้กระแสไฟฟ้าพุ่งขึ้น ทำลายอุปกรณ์ 7%-12% ของอุบัติเหตุเกี่ยวกับระบบจัดเก็บพลังงานเกี่ยวข้องกับวงจรลัดวงจร โดยมักเกิดขึ้นภายใน 30 นาที

2. ปัญหาระบบไฟฟ้า

ความผิดปกติของแรงดัน (35%-40% ของปัญหาระบบไฟฟ้า) แบ่งออกเป็นปัญหาทางขาเข้าและขาออก ปัญหาทางขาเข้า (การเปลี่ยนแปลงของระบบสายส่งไฟฟ้า อุปกรณ์ใช้ไฟฟ้ากำลังสูง หรือข้อผิดพลาดของอินเวอร์เตอร์) ทำให้การชาร์จแบตเตอรี่หยุดชะงัก ปัญหาทางขาออก (สถานะแบตเตอรี่ ข้อผิดพลาดของ BMS หรือข้อผิดพลาดของคอนเวอร์เตอร์) ทำให้การปล่อยประจุไม่เสถียร ตัวอย่างเช่น การใช้ไฟฟ้ากำลังสูงพร้อมกันอาจทำให้แรงดันไฟฟ้าในระบบสายส่งลดลงต่ำกว่า 190V ทำให้ระบบป้องกันทำงานและหยุดการชาร์จ

ฟิวส์และเบรกเกอร์ก็เสียหายได้เช่นกัน ฟิวส์ (เช่น ประเภท gBat ขนาด 2-5000A) ป้องกันกระแสเกิน แต่ต้องเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ เบรกเกอร์ (เช่น ABB BLK222) ให้การป้องกันในระดับระบบผ่านการเก็บพลังงานกล ทั้งสองทำงานร่วมกัน: ฟิวส์จัดการกับกระแสเกินเล็กๆ ส่วนเบรกเกอร์จัดการกับวงจรลัดวงจรใหญ่ๆ

ปัญหาสวิตช์เกียร์รวมถึงการติดขัด การต่อสัมผัสไม่ดี หรือปัญหาการควบคุม ปัญหาการต่อสัมผัส (25% ของปัญหาสวิตช์) เกิดจากออกไซด์ การสะสมของคาร์บอน หรือการสึกหรอ ซึ่งแย่ลงในสภาพอากาศชื้น ทำให้เกิดความร้อนสูง ปัญหาทางกล (เช่น ความเหนื่อยล้าของสปริงในระบบของแบรนด์หนึ่ง) ทำให้ไม่สามารถสวิตช์ได้อย่างถูกต้อง ทำให้มีโอกาสเกิดการขาดแคลนไฟฟ้า

3. ปัญหาระบบจัดการความร้อน

ปัญหาความร้อน (ความร้อนสูง ความร้อนต่ำ หรือความไม่สมดุล) คุกคามความปลอดภัย แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทำงานได้ดีที่อุณหภูมิ 15-25°C; ที่อุณหภูมิสูงกว่า 35°C อายุการใช้งานลดลงและมีความเสี่ยงต่อภาวะความร้อนวิ่ง การเพิ่มอุณหภูมิ 10°C ทำให้ความจุลดลงเป็นสองเท่า ความร้อนในฤดูร้อนอาจทำให้แบตเตอรี่มีอุณหภูมิสูงกว่า 45°C ทำให้ BMS จำกัดกำลัง แม้ว่าการใช้งานที่อุณหภูมิสูงนานๆ ยังทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพ

อุณหภูมิต่ำทำให้ประสิทธิภาพลดลง: ความต้านทานภายในของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเพิ่มขึ้น ทำให้ความจุในการปล่อยประจุลดลง (เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมฟีโรฟอสเฟตสูญเสียความจุ 20%-30% ที่ 0°C) ระบบทำความร้อน (แบบต้านทานหรือเครื่องปั๊มความร้อน) ช่วยลดปัญหานี้ แต่หากเกิดข้อผิดพลาดหรือควบคุมไม่เหมาะสม อาจทำให้การควบคุมอุณหภูมิเสียหาย

ความไม่สมดุลของอุณหภูมิ (เมื่อมีความต่างอุณหภูมิ ΔT > 5°C ระหว่างเซลล์แบตเตอรี่) ทำให้การเสื่อมสภาพไม่เท่ากัน การระบายอากาศไม่เพียงพอ (เช่น ในระบบของแบรนด์หนึ่ง) อาจทำให้เกิดความต่างอุณหภูมิ 8-10°C ทำให้บางเซลล์เสื่อมสภาพเร็วขึ้น

4. ปัญหาระบบการสื่อสาร

ระบบอัจฉริยะเผชิญกับปัญหาการสื่อสาร: ข้อผิดพลาดของโมดูล การแทรกแซง ความไม่สอดคล้องของโปรโตคอล ปัญหาสายเคเบิล (45%-50% ของกรณี) (ความเสียหาย ข้อต่อหลวมหรือเกิดออกไซด์) ทำให้การสื่อสารระหว่าง BMS และแบตเตอรี่หยุดชะงัก (เช่น การแจ้งเตือน 3013 จากปัญหาการต่อสาย DCDC ของ Huawei) การแทรกแซงจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (จากสัญญาณ Wi-Fi/Bluetooth 2.4GHz) เพิ่มอัตราความผิดพลาดของบิต 5-10 เท่าในสภาพแวดล้อมที่แออัด การย้ายระบบหรือใช้สายเคเบิลแบบมีชิลด์แก้ไขปัญหานี้ได้ความไม่สอดคล้องของโปรโตคอล (เช่น อัตราบอด 9600bps กับ 19200bps) ทำให้เกิดข้อผิดพลาด (เช่น การแจ้งเตือน 2068-1/3012 จากปัญหาเวอร์ชัน/อัตราบอด ของ Huawei) ทำให้ระบบหยุดทำงาน

สรุปแล้ว ปัญหาเหล่านี้ ตั้งแต่การเสื่อมสภาพของแบตเตอรี่จนถึงข้อผิดพลาดในการสื่อสาร ต้องการความระมัดระวัง การเข้าใจสาเหตุ (สภาพแวดล้อม การใช้งาน การออกแบบ) เป็นกุญแจสำคัญในการแก้ไขปัญหา ทำให้ระบบทำงานอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ