Kaksoisparistoinen aurinkosähköjärjestelmä: Aurinkoenergian katuvalojen keskuskokoonpano ja vikaanalyysi
Ulkona käytettävät aurinkokatuvalot käyttävät yleensä kahden akun aurinkosähköjärjestelmää, joka toimii sarja- tai rinnakkaisyhdistelminä varmistaakseen virransyötön vakauden ja pidentääkseen akkujen käyttöikää. Kahden akun yhteistoiminta tarkoittaa kuitenkin, että kumman tahansa akun vika voi vaikuttaa koko järjestelmään. Alla on kaksiakkujärjestelmien yleisiä ongelmia ilmiöiden, periaatteiden, syiden ja ratkaisujen näkökulmasta.
I. Vikailmiöt: epänormaalien kaksoisakkujärjestelmien tyypillisiä ilmenemismuotoja
1. Oikosulkuvika (suora yhteys minkä tahansa akun positiivisen ja negatiivisen navan välillä)
- Katuvalo sammuu äkillisesti eikä voi jatkaa toimintaansa edes auringonvalolle altistumisen jälkeen;
- Akkutilan tai liitäntäjohtojen alueella on epätavallisen korkea lämpötila, johon saattaa liittyä eristekerroksen palaneen hajua;
- Viallinen akku turpoaa, vuotaa (lyijyakuille) tai siinä on halkeama kotelo (litiumakuissa); sarjajärjestelmissä toinen akku voidaan lämmittää samanaikaisesti;
- Säätimen merkkivalo ei pala tai näyttää ylikuormitussuojakoodin, eikä se voi käynnistyä normaalisti.
2. Avoin virtapiiri (kaikki akkupiirit katkeavat)
- Katuvalo ei toimi täysin, virtalähde ei reagoi edes riittävässä auringonvalossa;
- Akussa ei ole ilmeisiä ulkoisia vaurioita, ei lämpöä tai vuotoa;
- Sarjajärjestelmissä yksinkertaisella jännitteenilmaisutyökalulla mitattu kokonaisjännite on 0; Rinnakkaisjärjestelmissä kokonaisjännite putoaa yhden akun tasolle eikä voi ohjata kuormaa;
- Ohjain voi näyttää viestejä, kuten "Akun yhteys katkennut" tai "alijännite".
II. Kytkentäperiaatteet ja kaksoisparistojen vikavaikutukset
Kaksoisparistojärjestelmän sarja- ja rinnakkaistilat määrittävät vian etenemispolun ja laajuuden:
1. Sarjaliitäntä (jännitteen päällekkäisyys, esim. kaksi 12 V akkua muodostaen 24 V järjestelmän)
- Jos toisessa akussa on avoin virtapiiri: Koko piiri katkeaa, järjestelmässä ei ole jännitelähtöä ja katuvalo sammuu, mutta toinen akku pysyy vahingoittumattomana;
- Jos akussa on oikosulku: Oikosuljetun akun sisäinen resistanssi putoaa jyrkästi, jolloin toinen akku saa aikaan suuren virran oikosulkupiiriin, mikä aiheuttaa ylilatausta, ylikuumenemista tai jopa vaurioita. Järjestelmän kokonaisjännite putoaa äkillisesti yhden akun tasolle, jolloin lataus ei onnistu;
- Pitkäaikainen vaikutus: Jos yhden akun suorituskyky heikkenee (kapasiteetti putoaa yli 30 %), se saa toisen akun ylilatautumaan ja purkautumaan usein, mikä lyhentää sen käyttöikää yli 50 %.
2. Rinnakkaisliitäntä (kapasiteetin päällekkäisyys, esim. kaksi 100 Ah:n akkua muodostavat 200 Ah:n järjestelmän)
- Jos toisessa akussa on avoin virtapiiri: Järjestelmän kokonaiskapasiteetti pienenee puoleen, aurinkoinen katuvalo voi toimia, mutta akun käyttöikä lyhenee 50 % ja toinen akku toimii yksin ilman vaurioita;
- Jos yksi akku oikosuluu: Oikosulkusilmukka vetää järjestelmän jännitteen lähes 0 V:iin, jolloin toinen akku purkaa välittömästi liikaa, sen levyt palavat tai kennot häviävät ja järjestelmä halvaantuu kokonaan;
- Pitkäaikainen vaikutus: Akku, jonka suorituskyky on heikentynyt, ohjaa virran, jolloin toinen akku toimii pitkäaikaisesti suurella kuormituksella, mikä nopeuttaa kapasiteetin heikkenemistä.
III. Yleisiä vikojen syitä kaksoisakkujärjestelmissä
Monimutkainen ulkoympäristö on pääasiallinen syy kaksoisakun vikaantumiseen:
1. Oikosulkujen syyt
- Sadevesi tunkeutuu akkutilaan aiheuttaen vesisillan napojen välille (erityisesti rinnakkaisten järjestelmien yhteisissä liitäntäpisteissä, jotka ovat alttiita veden kerääntymiselle);
- Valopylvään sisällä olevat metalliosat kuluttavat linjan eristyskerrosta, mikä johtaa suoraan kosketukseen positiivisten ja negatiivisten johtimien välillä;
- Akun vanheneminen vaurioittaa sisäistä kalvoa (litiumparistot) tai irtoaa ja kerää levyjä (lyijyakut);
- Salaman hetkellinen korkea jännite rikkoo eristyskerroksen aiheuttaen oikosulun kaksoisakun liitäntäpisteessä.
2. Katkosten syyt
- Liitosnapojen hapettuminen ja korroosio (kovassa sateessa tai kosteassa ympäristössä), mikä johtaa huonoon kosketukseen tai jopa rikkoutumiseen;
- Akun kielekkeen juotoskohtien löystyminen (pitkäaikaisissa tärinäskenaarioissa, kuten katulampuissa tuulisilla alueilla);
- Alhaiset lämpötilat aiheuttavat akkujen (lyijyakkujen) elektrolyytin jähmettymistä, mikä aiheuttaa sisäisiä avointa virtapiiriä;
- Ulkoiset vauriot (kuten rakennustyömaalla tapahtuneet törmäykset), jotka johtavat johdon katkeamiseen tai akkukotelon vaurioitumiseen.
IV. Suojaus ja ratkaisut kaksoisakkujärjestelmille
Kaksoisparistojen yhteistoiminnallisten ominaisuuksien perusteella toimenpiteitä tulisi toteuttaa kolmelta kannalta: valinta, suojaus ja huolto:
1. Järjestelmän valinnan optimointi
- Ota käyttöön ohjain, jossa on "kaksoisakun tasapainosuojaus", joka tunnistaa automaattisesti yksittäisten akkujen tilan ja estää ylilatauksen ja ylipurkautumisen;
- Kahden akun merkin, mallin ja kapasiteetin on vastattava toisiaan (virhe ≤5 %); vanhojen ja uusien paristojen sekoittaminen on kiellettyä;
- Sarjajärjestelmät asettavat etusijalle korkean nopeuden sietävät kennot, ja rinnakkaiset järjestelmät lisäävät yksittäiset sulakkeet jokaiselle akulle.
2. Parannettu ulkosuojaus
- Akkukotelossa on IP67-vesitiivis rakenne; terminaalit käyttävät nikkelipinnoitettuja hapettumisenestoaineita; Eristyssuojat asennetaan yhteisiin rinnakkaisiin liitäntäkohtiin;
- Linjat reititetään putkien läpi suoran kosketuksen välttämiseksi metalliosien kanssa. Puskuripituudet on varattu mutkissa;
- Ylijännitesuojalaitteet (SPD) asennetaan alueille, jotka ovat alttiita ukkosmyrskyille ja ajurin maadoitusvastus on ≤4Ω.
3. Säännölliset huoltopisteet
- Kahden akun liitäntänapojen kuukausittainen tarkastus löysyyden ja korroosion varalta; puhdista ja kiristä välittömästi, jos ongelmia havaitaan;
- Neljännesvuosittain kunkin akun kapasiteetin tunnistus (purkaustesti); Vaihda paristot ajoissa, kun ero ylittää 10 %;
- Vaihda koko paristosarja, kun ne ovat saavuttaneet 3 vuoden (lyijyhappo) tai 5 vuoden (litium) käyttöiän, jotta vältytään uusien ja vanhojen erojen aiheuttamilta ketjuvikoilta.
Yhteenveto
Kaksoisparistoinen aurinkosähköjärjestelmä on aurinkoisten ulkovalojen ydinkokoonpano, ja sen sarja- ja rinnakkaisominaisuudet määräävät vikojen ketjuvaikutuksen. Tunnistamalla tyypilliset oikosulku- ja avoimen piirin ilmiöt, ymmärtämällä kytkentäperiaatteiden roolia vian leviämisessä sekä vahvistamalla kohdennettua suojausta ja huoltoa voidaan järjestelmän vikaantuvuutta merkittävästi vähentää, mikä varmistaa katuvalojen pitkän aikavälin vakaan toiminnan.