מערכת פוטו-וולטאית כפולת סוללות: ניתוח פגמים של תאורת רחוב סולארית חיצונית
פנסי רחוב סולאריים חיצוניים מאמצים בעיקר מערכת פוטו-וולטאית כפולת סוללות הפועלות בפורמטים סדרתיים או מקבילים כדי להבטיח אספקת חשמל יציבה ולהאריך את חיי הסוללה. עם זאת, הפעולה המשולבת של שתי הסוללות גורמת לכך שכל תקלה בסוללה אחת עלולה להשפיע על המערכת כולה. להלן הסבר על בעיות נפוצות של מערכות שתי סוללות מהיבטים של תופעות, עקרונות, סיבות ופתרונות.
? תופעות פגמים: טבעיות
1. שגיאה בסוללה מוסמכת)
- פנס הרחוב נכבה לפתע ואינו יכול להמשיך לעבוד גם לאחר שנחשף לאור השמש;
- אזור תא הסוללה או קווי החיבור מראים טמפרטורה גבוהה באופן חריג, ועשויים להיות מלווה בריח שריפה משכבת הבידוד;
- 发胀 סוללה פגומה, נזילה (סוללות עופרת), או מעטפת סדוקה (סוללות ליתיום-יון); במערכות סדרתיות, הסוללה עלולה להתחמם יתר על המידה לאורך זמן
- נורית החיווי ביחידת הבקרה כבויה או מציגה סמל הגנה מפני עומס יתר, והיא אינה מתחילה לפעול כרגיל.
2. שגיאה בפתיחה
- פנס הרחוב אינו תקין לחלוטין, ואין תגובה מאספקת החשמל גם באור שמש מספק;
- לסוללה אין נזק חיצוני ברור, אינו מתחמם או דולף;
- במערכות סדרתיות, הסכום הנמדד על ידי גלאי מתח פשוט הוא 0; במערכות מקבילות, סך הכל יורד לרמה של סוללה בודדת ואינו יכול להפעיל את העומס;
- "חיבור הסוללה הופסק" או "חיסכון במתח נמוך".
א. עקרונות הולכה והשפעות של פגמים על שתי הסוללות של המערכת
המצבים הסדרתיים והמקבילים של מערכת שתי סוללות קובעים את הנתיב וההיקף של התפשטות התקלות:
1. חיבור סדרתי יוצר מערכת 24V)
- אם אחת הסוללות נשברה: הפלט של המערכת מנותק
- אחת הסוללות קצרה: ההתנגדות הפנימית של המפסק פוחתת, וגורמת לפריקת יתר, התחממות תרמית או אפילו נזק. מתח המערכת הכולל יורד בירידה נפוצה לרמה של סוללה בודדת, והיא אינה מסוגלת להפעיל את העומס;
- מחיר: 30% 30% טעינת יתר ופריקה לפריטים אחרים המחיר הוא 50%.
2. שעות אמפר חיבור מקבילי יוצרים מערכת של 200 אמפר שעות)
- שברתי את אחת הסוללות: היא עדיין עובדת אבל חיי הסוללה מתקצרים ב-50%, השנייה לבד ללא נזק;
- אם אחת הסוללות מתקצרת: המעגל של המעגל שואב כ-0 וולט, מה שגורם לסוללה להתרוקן באופן פתאומי;
- השפעה ארוכת טווח: זרם, גורם לסוללה השנייה לפעול תחת עומס גבוה לטווח ארוך, מאיץ את הנחתת הקיבולת.
א. גורמים נפוצים לליקויים במערכות כפולות סוללות
דוגמאות:
1. התקנות
- מעליות (במיוחד בנקודות מקבילות, הנתונות להצטברות מים);
- שכבת הבידוד המתכתית בתוך האור קורוזיה, וכתוצאה מכך אור חיובי ושלילי;
- ככל שהסוללה מזדקנת, הממברנה הפנימית (של סוללות (ליתיום)) ניזוקה.
- מה שגורם לקצר בנקודת החיבור של הסוללה הכפולה.
2. סיבות לפתחים
- אנודות עם מוליכות גבוהה מתחמצנות ומחלידות), וכתוצאה מכך לעקביות ירודה או אפילו שבירה;
- מאפשר מיפוי נקודות ריתוך של סוללות (במצבי רטט ארוכי טווח, כגון פנסי רחוב באזורי סערה);
- טמפרטורות נמוכות גורמות לאלקטרוליט בסוללות (סוללות עופרת) לקפוא, וכתוצאה מכך נוצרים פתחים פנימיים;
- נזק חיצוני (כגון התנגשויות בנייה) מוביל לקווים שבורים או נזק לבית הסוללה.
א. הגנה ופתרונות למערכות סוללות כפולות
בהתבסס על מאפייני שיתוף הפעולה של שתי הסוללות של המערכת, יש לנקוט אמצעים משלושה היבטים: בחירה, הגנה ותחזוקה:
1. בחירת מערכת משופרת
- לזיהוי מרחוק
- שתי סוללות המערכת חייבות להתאים במותג, בפרופיל ובקיבולת (שגיאה ≤5%); חל איסור לערבב סוללות ישנות וחדשות;
- מערכות סדרתיות מעדיפות תאים בקצב גבוה, ומערכות מקבילות מוסיפות זנבות לכל סוללה.
2. חיזוק הגנה חיצונית
- מאמצת תא מים עם דירוג IP67; מעליות משתמשות בחומרי סגסוגת נחושת עמידים לחמצון; מגני בידוד יותקנו בנקודות החיבור המשותפות של המקביל;
- הקווים מופצים דרך צינורות כדי למנוע מגע ישיר עם רכיבי מתכת, תוך שמירה על אורכי הקלה בעיקולים;
- מותקנים התקני הגנה מפני מתח חשופים לסופות רעמים, והתנגדות הבלאי של הבקר היא ≤4Ω.
3. נקודות תחזוקה שוטפות
- בדיקה חודשית של מעליות חיבור כפול סוללות לשפשוף וקורוזיה; נקה ושחזר את 紧固 ברגע שנמצאו בעיות;
- אודות הקיבולת של כל סוללה (בדיקת פריקה) החלף סוללות זוווג בזמן כאשר ההפרש עולה על 10%;
- החלפה מוגדרת להגיע ל-3 שנות חיי שירות (סוללות עופרת) כדי למנוע פגמים סדרתיים הנגרמים מהבדלים בין חדשה לישנה.
תַקצִיר
המערכת הפוטו-וולטאית בעלת שתי סוללות היא תושבת הרחוב הסולארית החיצונית, והמאפיינים הסדרתיים והמקבילים שלה קובעים את ההשפעה הסדרתית של ההשלכות. על ידי זיהוי התופעות האופייניות של קצר קצר והפרעות במעגלים ישירים, והבנת תפקידם של עקרונות הגנה ממוקדים ותחזוקה, ניתן להפחית במידה ניכרת את שיעור הכשל במערכת, מה שמבטיח את פעולתם היציבה לטווח ארוך של פנסי רחוב.