Sistem Fotovoltan Dua Bateri: Konfigurasi Pusat dan Analisis Kegagalan Lampu Jalan Suria Luaran
Lampu jalan suria luar biasanya menggunakan sistem fotovoltaik bateri dwi, yang berfungsi dalam kombinasi siri atau selari untuk memastikan kestabilan bekalan kuasa dan memanjangkan hayat bateri. Walau bagaimanapun, operasi kerjasama dua bateri bermakna kegagalan dalam mana-mana bateri boleh menjejaskan keseluruhan sistem. Below are the common problems of dual battery systems from the aspects of phenomena, principles, causes and solutions.
I. Fenomena Kegagalan: Manifestasi Biasa Sistem Dual Bateri Tidak Normal
1. Kerosakan Litar pintas (Sambungan Terus antara Kutub Positif dan Negatif Mana-mana Bateri)
- Lampu jalan padam secara tiba-tiba dan tidak dapat meneruskan operasi walaupun selepas terdedah kepada cahaya matahari;
- Petak bateri atau kawasan talian sambungan menunjukkan suhu tinggi yang luar biasa, mungkin disertai dengan bau terbakar dari lapisan penebat;
- Bateri yang rosak membengkak, bocor (untuk bateri asid plumbum) atau mempunyai selongsong retak (untuk bateri litium); dalam sistem siri, bateri lain boleh dipanaskan serentak;
- Lampu penunjuk pengawal dimatikan atau memaparkan kod perlindungan beban lampau, dan ia tidak boleh dimulakan seperti biasa.
2. Kerosakan Litar Terbuka (Pemutus Sambungan Mana-mana Litar Bateri)
- Lampu jalan tidak berfungsi sepenuhnya, tiada tindak balas bekalan kuasa walaupun di bawah cahaya matahari yang mencukupi;
- Bateri tidak mempunyai kerosakan luaran yang jelas, tiada haba dan kebocoran;
- Dalam sistem siri, jumlah voltan yang diukur dengan alat pengesan voltan mudah ialah 0; Dalam sistem selari, jumlah voltan jatuh ke paras bateri tunggal dan tidak dapat memacu beban;
- Pengawal mungkin memaparkan mesej seperti "Sambungan Bateri Terputus" atau "Undervoltage."
II. Prinsip Sambungan dan Kesan Kegagalan Dwi Bateri
Mod siri dan selari sistem bateri dwi menentukan laluan dan tahap perambatan ralat:
1. Sambungan Siri (Pertindihan Voltan, cth. Dua Bateri 12V Membentuk Sistem 24V)
- Jika satu bateri mempunyai litar terbuka: Keseluruhan litar terganggu, sistem tidak mempunyai output voltan dan lampu jalan berhenti, tetapi bateri yang lain kekal tidak rosak;
- Jika bateri litar pintas: Rintangan dalaman bateri litar pintas turun dengan mendadak, memaksa bateri yang satu lagi mengeluarkan arus yang besar ke litar pintas, menyebabkan pengecasan berlebihan, terlalu panas atau kerosakan. Jumlah voltan sistem turun secara tiba-tiba ke paras bateri tunggal, gagal memacu cas;
- Kesan jangka panjang: Jika prestasi satu bateri merosot (kapasiti menurun lebih daripada 30%), ia akan menyebabkan bateri yang satu lagi dicas berlebihan dan dilepaskan dengan kerap, memendekkan jangka hayatnya lebih daripada 50%.
2. Sambungan Selari (Tindan Kapasiti, cth. Dua Bateri 100Ah Membentuk Sistem 200Ah)
- Jika satu bateri mempunyai litar terbuka: Jumlah kapasiti sistem dikurangkan separuh, lampu jalan suria boleh berfungsi tetapi hayat bateri dipendekkan sebanyak 50%, dan bateri lain beroperasi secara bersendirian tanpa kerosakan;
- Jika satu bateri terputus: Gelung pintasan menarik voltan sistem kepada hampir 0V, menyebabkan bateri yang lain serta-merta terlebih nyahcas, dengan platnya terbakar atau sel dibuang, dan sistem lumpuh sepenuhnya;
- Kesan jangka panjang: Bateri dengan prestasi yang merosot akan mengalihkan arus, menyebabkan bateri lain beroperasi di bawah beban tinggi jangka panjang, mempercepatkan pengecilan kapasiti.
III. Punca Biasa Kegagalan dalam Sistem Dwi Bateri
Persekitaran luar yang kompleks adalah punca utama kegagalan bateri dwi:
1. Punca Litar Pintas
- Air hujan menyusup ke dalam petak bateri, menyebabkan air merapatkan antara terminal (terutamanya pada titik sambungan biasa sistem selari, yang terdedah kepada pengumpulan air);
- Lapisan penebat garisan dipakai oleh komponen logam di dalam tiang lampu, yang membawa kepada sentuhan terus antara wayar positif dan negatif;
- Penuaan bateri menyebabkan kerosakan pada diafragma dalaman (bateri litium) atau penumpahan dan pembentukan plat (bateri asid plumbum);
- Voltan tinggi kilat serta-merta memecahkan lapisan penebat, menyebabkan litar pintas pada titik sambungan dua bateri.
2. Punca Litar Terbuka
- Pengoksidaan dan kakisan terminal sambungan (dalam hujan lebat atau persekitaran kelembapan tinggi), menyebabkan sentuhan yang lemah atau bahkan pecah;
- Mengendurkan mata pateri tab bateri (dalam senario getaran jangka panjang, seperti lampu jalan di kawasan berangin);
- Suhu rendah menyebabkan pemejalan elektrolit dalam bateri (bateri asid plumbum), menyebabkan litar terbuka dalaman;
- Kerosakan luaran (seperti perlanggaran tapak pembinaan) mengakibatkan talian pecah atau kerosakan kotak bateri.
IV. Perlindungan dan Penyelesaian untuk Sistem Dwi Bateri
Berdasarkan ciri kerjasama dua bateri, langkah-langkah harus diambil dari tiga aspek: pemilihan, perlindungan dan penyelenggaraan:
1. Pengoptimuman Pemilihan Sistem
- Gunakan pengawal dengan "perlindungan keseimbangan bateri dwi" untuk mengesan status bateri individu secara automatik dan mengelakkan pengecasan berlebihan dan lebihan nyahcas;
- Bateri dwi mesti sepadan dalam pembuatan, model dan kapasiti (ralat ≤5%); dilarang mencampurkan bateri lama dan baru;
- Sistem siri mengutamakan sel toleran kadar tinggi, dan sistem selari menambah fius individu untuk setiap bateri.
2. Perlindungan Luaran yang Diperbaiki
- Petak bateri menggunakan reka bentuk kalis air IP67; terminal menggunakan bahan anti-pengoksidaan bersalut nikel; Pelindung penebat dipasang pada titik sambungan selari biasa;
- Talian disalurkan melalui paip untuk mengelakkan sentuhan langsung dengan komponen logam, dengan panjang penampan dikhaskan dalam selekoh;
- Peranti perlindungan lonjakan (SPD) dipasang di kawasan yang terdedah kepada ribut petir, dan rintangan tanah pemandu ≤4Ω.
3. Mata Pentadbiran Tetap
- Pemeriksaan bulanan terminal sambungan bateri dua untuk kelonggaran dan kakisan; bersihkan dan kencangkan semula dengan segera jika masalah ditemui;
- Pengesanan suku tahunan kapasiti setiap bateri (ujian nyahcas); Sila gantikan bateri yang dipasangkan dalam masa apabila perbezaan melebihi 10%;
- Gantikan keseluruhan set bateri selepas mencapai hayat perkhidmatan selama 3 tahun (asid plumbum) atau 5 tahun (lithium) untuk mengelakkan kegagalan rantai yang disebabkan oleh perbezaan antara baru dan lama.
Ringkasan
Sistem fotovoltaik bateri dwi ialah konfigurasi teras lampu jalan suria luar, dan ciri siri dan selarinya menentukan kesan rantaian kegagalan. Dengan mengenal pasti fenomena litar pintas dan litar terbuka biasa, memahami peranan prinsip sambungan dalam penyebaran kesalahan, dan mengukuhkan perlindungan dan penyelenggaraan yang disasarkan, kadar kegagalan sistem dapat dikurangkan dengan ketara, memastikan operasi lampu jalan yang stabil jangka panjang.