Kaheakuliste patareidega päikeselampute vead
-- diagnostika ja parandus
Kaheakuliste patareidega päikeselampute vead: diagnostika ja parandus
Lühike vastus: Kaks patareit kahekordistavad nii kapaciteteni kui ka võimalike rikke. Järjestikusesse ühendatud patareid hukkuvad koos; paralleelselt ühendatud patareid hävitavad üksteise. Valige patareid samast partiidist, paigaldage kaitsjaid igasse paralleelset haru ning kontrollige kapacitetti kvartaalselt – juba 10% erinevus patareite vahel on olemas viga, olenemata voltmetri näitajast.**
Kaheakulise patareisüsteemi veaanalüüs kommertsiilistes päikeselamputes
Esimene küsimus: Kas projekti jaoks on üldse vaja kahte patareit?
Kaasaegsed „kõik-ühes“-lamputed kasutavad ühtes LiFePO4-patareit koos patareihaldussüsteemiga (BMS), mis hoolitseb patareide tasakaalustamise ning kaitse eest. Kaheakulised konfiguratsioonid on asjakohased juhul, kui lampute korpus on jaotatud, kui tegemist on vanade, plii-happepatareidega lamputega või kui vajalik on suurem kapacitet (kuna üks suur patarei ei mahu korpusse). Kui ostate uusi lampe ning hinnakirjas on mainitud kaks patareit, küsige, miks. Patareid, mida pole vaja, tähendavad, et peate neid kaks korda rohkem hooldama, sobitama ning vahetama.
Kuidas viga levib erinevates konfiguratsioonides?
Jadelaiendid (kaks 12 V akumulatort, kokku 24 V) ning paralleeljadelaiendid (kaks 100 Ah akumulatort, kokku 200 Ah) levitavad vigu vastassuundades:
| Viga | Jadalaiendipaar (2 × 12 V) | Paralleeljadelaiendipaar (2 × 100 Ah) |
|---|---|---|
| Üks akumulaator on avatud ahelas | Kogu jadestuslülitus välja; teine akumulaator töötab normaalselt | Maht väheneb pooleks; teine akumulaator töötab iseseisvalt, kahjustamata |
| Üks akumulaator on lühikesiühenduses | Teine akumulaator suunab suure voolu lühikesse ahelasse; süsteemivoltaž langeb ühe akumulaatori tasemeni; ülelaadimine ning ülekuumutus | Süsteemivoltaž langeb peaaegu 0 V-ni; teine akumulaator laetub kiiresti täis – akumulaatori plaatid põlevad või akumulaatori elementid kahjustuvad |
| Mahtude erinevus (>30%) | Teine akumulaator laetub ning tühjeneb korduvalt; selle eluiga väheneb rohkem kui 50% | Nõrgem akumulaator hajutab voolu; teine akumulaator töötab suure koormuse all ning laguneb kiiremini |
Asümmeetria on just see, mille tähendus on: jadalaiendis on avatud ahela olemasolu kohe märgatav ning süsteem on sellest mõjutatav, kuid süsteem suudab sellest toime tulla; paralleeljadelaiendis on lühikesiühendus kohene ning surmav ka tervisele akumulaatorile. Seetõttu asub kaitsesüsteem (sulavati) igas paralleeljadelaiendijuhas, mitte kogu jadestusahelas.
Sümptomite tõlgendamine
Lühikesiirkund (positiivne ja negatiivne polüs elektrisüsteemis on otseses kontaktis): Lampi kustub äkitselt ega tööta enam isegi pärast päikeselist päeva; akukompartiment või kaabeli läheb kuumaks, mõnikord kaasneb isoleerimisest põlev lõhn; vigane akku paisub, lekkib (lead-acid-akud) või praguneb (liitiumakud) – seerias olev kaasakku hakkab samuti kuumenema; kontrolleril ei ole valguseindajaid, või see annab ülekoormuse-viga ning keeldub käivitumast.
Avatud vooluahel (mõni osa elektrisüsteemi on katki): Lamp ei tööta üldse isegi täielikus päikesevalguses; akul pole nähtavaid välist kahjustusi, ei tekki kuumust ega lekkeid; lihtne pingekontroll näitab 0 V seerias, või paralleelvooluahelas langeb pinge ühe akunii ning seetõttu ei suuda süsteem koormust toita; kontroller võib annada teate „akupinge katkine“ või „alapiirang“.
Mis tegelikult põhjustab neid vigu?
Vesi. Vihm, joka pääseb kompartiini, kogub vett – kõige hullem on, kui vesi jõuab paralleelsetesse ühenduspunktidesse, kuna need koguvad vett. Isolatsiooni kulumine. Kaablid hõõruvad metallosade vastu posti sisemuses, kuni positiivne ja negatiivne pool puutuvad kokku. Vananemine. Liitiumakumulatorenid: kahjustus sisemisele diafragmale; plii-happeakumulatorenid: plaatide lagunemine ning setete teke. Välg. Välkaukku tekitatud hetkeline ülepinge lagundab isolatsiooni kahe akumuliatori ühenduskohas (löökkaitsme kohta leiate teavet meie löökkaitsesemissioonijuhendist). Korrosioon ning vibratsioon. Terminalid oksüdeeruvad tugevas vihmas ning niiskuses, mistõttu kontakt katkeb; kaabli keelekeeded lõdvenevad aastate jooksul posti vibratsiooni tõttu tuuleväljakutel. Külm. Plii-happeakumuliatori elektrolüüt võib madalatel temperatuuridel tahkeneda ning see võib akumuliatori sisemuse avada. Välised kahjustused. Ehitustööde käigus tekkivad kokkupõrked võivad katkida kaablid või praguneda korpuseid.
Reeglid, mida me loome…
- Sama brändi, sama mudel, sama maht – veikimisviga maksimaalne 5%. Vanan ja uuen akude segamine on põhjus, miks tabelis näidatud määr on üle 30% erinev.
- Kaitse iga akut eraldi. Paralleelsüsteemides on igale akule oma kaitsjätk; jadussüsteemides kasutatakse akusid, mis taluvad suureid vooluvooge. Kontroller, mis tagab kahe akut eraldi jälgimise ning tasakaalu säilitamise, on soovitav.
- Tihenda ning kaitse akukompartimenti. Akukompartiment peab vastama IP67-standardile; terminalid on nikkelpleegitud, et vältida oksüdatsiooni; isolatsioonikaitsekilpid on paigaldatud paralleelsetele ühenduspunktidele; kaablid peavad olema suletud metallosadest ning paindlikud paindude korral.
- Maanda ülepingevoogud. Välguvõimendid (SPD – Surge Protection Devices) on vajalikud piirkondades, kus sageli esinevad äikesetormid; kontrolleri maandusvastus peab olema 4 Ω või väiksem.
- Testi regulaarselt. Iga kuu: kontrolli mõlema akutüüpi terminalide kinnitusi ning korrosiooninähte; puhasta ning kinnita need uuesti kohapeal. Iga kvartaal: tee individuaalne mahutustestus-test; asenda akud paarina, kui erinevus ületab 10%. Pärast 3 aastat (lead-acid-akud) või 5 aastat (liitiumakud) asenda kogu akusüsteem, mitte üks akku eraldi.
Viga, mida me kardame, on se, joka tekib paralleelsete akupakkete puhul – kui valgus hakkab hämenema, on terve akku juba nädalaid toitnud vähem toimivat akut, ja mõlemad akud on siis kasutuskõlbmatud.
Mida see leht ei käsitle
See leht käsitleb kaheakupaktilisi patareipankke, mida kasutatakse DC-ühendusega päikeselampudes. Seal ei käsitletä BMS-süsteemi sisemist loogikat, üksikakupakkide tasakaalustamist ega liitiumakude laadimisprofiile (vt miks akku esimesena läheb katki); lisateavet elektriliste aspektide kohta seoses jad- ning paralleelpatareipanklitega leiate artiklist jad- ning paralleelpatareikonfiguratsioonid. Tootjaliselt sobitatud üksikakupaktilisi patareipankke leiate artiklist kõik-ühes päikeselamp.