Masalah Lampu Jalan Solar Dengan Dua Bateri
-- Diagnosis dan Penyelesaian
Masalah Lampu Jalan Solar Dengan Dua Bateri: Diagnosis dan Penyelesaian
Jawapan ringkas: Penggunaan dua bateri meningkatkan kapasiti bateri, tetapi juga meningkatkan risiko kegagalan. Jika bateri tersebut disusun dalam konfigurasi siri, kedua-duanya akan rosak pada masa yang sama; jika disusun dalam konfigurasi selari, salah satu bateri akan merosakkan yang lain. Pastikan bateri-bateri tersebut berasal dari kumpulan yang sama, pasang fius pada setiap cabang yang menggunakan konfigurasi selari, dan uji kapasiti bateri setiap suku tahun. Jika terdapat perbezaan kapasiti lebih dari 10% antara dua bateri, itu sudah merupakan masalah, walaupun bacaan voltometer menunjukkan nilai yang normal.
Analisis masalah sistem bateri ganda pada lampu jalan solar komersial
Soalan pertama: Adakah projek tersebut benar-benar memerlukan dua bateri?
Lampu jalan solar moden yang berfungsi sebagai satu unit tunggal menggunakan satu bateri jenis LiFePO4 yang dikawal oleh sistem pengurusan bateri (BMS) untuk menyeimbangkan dan melindungi bateri tersebut. Konfigurasi dengan dua bateri biasanya digunakan dalam reka bentuk kotak terpisah, penggantian bateri jenis asid plumbat, atau pemasangan dengan kapasiti tinggi di mana satu bateri besar tidak muat dalam kotak tersebut. Jika anda membeli lampu jalan baru dan harga yang diberikan termasuk penggunaan dua bateri, tanyakan alasannya. Penggunaan dua bateri yang tidak perlu hanya akan menambah beban pemeliharaan, penyesuaian, dan penggantian.
Bagaimana masalah berlaku dalam setiap konfigurasi bateri?
Siri bateri (dua bateri 12 V yang membentuk 24 V) dan sambungan selari (dua bateri 100 Ah yang membentuk 200 Ah) boleh menyebabkan masalah yang berbeza dalam arah yang bertentangan:
| Masalah | Pasangan siri (2 × 12 V) | Pasangan selari (2 × 100 Ah) |
|---|---|---|
| Salah satu bateri terputus rangkaian (open-circuit) | Seluruh rangkaian tidak berfungsi; bateri yang lain masih berfungsi | Kapasiti bateri yang terputus rangkaian berkurangan separuh; bateri yang lain masih berfungsi tanpa kerosakan |
| Salah satu bateri terjadi korsleting (short-circuit) | Bateri yang lain menerima arus yang sangat tinggi, menyebabkan voltan sistem jatuh ke tahap bateri yang terkena korsleting; berlaku pengosongan bateri yang berlebihan dan pemanasan berlebihan | Voltan sistem jatuh hampir ke 0 V; bateri yang lain juga mengalami pengosongan bateri yang berlebihan secara segera, menyebabkan plat bateri terbakar atau sel bateri rosak |
| Perbezaan kapasiti yang ketara (>30%) | Bateri yang terkena masalah sering mengalami pengisian dan pengosongan bateri yang berlebihan, mengurangkan jangka hayatnya lebih dari 50% | Bateri yang lebih lemah menyalurkan arus yang tinggi, menyebabkan bateri yang lain bekerja dalam beban yang tinggi dan cepat rosak |
Perbezaan utama terletak pada cara masalah tersebut berlaku: dalam sambungan siri, masalah terputus rangkaian berlaku dengan cepat tetapi masih boleh diatasi; dalam sambungan selari, masalah korsleting berlaku secara segera dan sangat merosakkan bateri yang sihat. Itulah sebabnya sekring (fuse) dipasang pada setiap cabang sambungan selari, bukan pada pasangan bateri tersebut.
Membaca simptom-simptom yang mungkin terjadi
Rangkaian pendek (kontak langsung antara bahagian positif dan negatif bateri): Lampu padam secara tiba-tiba dan tidak berfungsi semula walaupun selepas hari yang cerah; ruang penyimpanan bateri atau kabel menjadi panas, kadang-kadang mengeluarkan bau terbakar dari lapisan penginsulasi; bateri yang rosak akan bengkak, bocor (untuk jenis bateri asid plumbum), atau retak pada kulitnya (untuk jenis bateri litium); bateri yang bersambung dalam rangkaian seri juga akan menjadi panas; kawalan (controller) tidak menunjukkan sebarang isyarat dan mungkin mengeluarkan kod kesalahan “overload” serta menolak untuk beroperasi.
Rangkaian terbuka (saluran penghantaran arus bateri terputus): Lampu tidak berfungsi sama sekali walaupun dalam keadaan terang; bateri tidak menunjukkan sebarang kerosakan luaran, tidak mengeluarkan haba, dan tidak bocor; pemeriksaan voltan menunjukkan nilai 0 V pada rangkaian seri, atau voltan menurun hingga tahap bateri tunggal dalam rangkaian paralel, sehingga tidak mampu menggerakkan beban; kawalan mungkin melaporkan “sambungan bateri terputus” atau masalah voltan yang rendah.
Apakah sebenarnya yang menyebabkan kegagalan ini?
Air. Air hujan yang masuk ke dalam ruang penyimpanan bateri boleh menyebabkan masalah, terutamanya pada titik sambungan yang bersifat paralel, kerana titik tersebut cenderung menampung lebih banyak air. Kerosakan pada lapisan isolasi. Kabel-kabel tersebut akan bergesek dengan bahagian logam di dalam tiang, sehingga menyebabkan kontak antara bahagian positif dan negatif bateri terjadi. Penuaan bateri. Pada jenis bateri litium, lapisan di dalam bateri boleh rosak; pada jenis bateri asid plumbum, plat-plat penyimpanan bahan kimia bateri boleh terkelupas dan menyebabkan pengumpulan endapan. Petir. Kesan voltan yang tinggi akibat petir boleh merosakkan lapisan isolasi pada titik sambungan antara dua bateri. (Penggunaan peralatan perlindungan terhadap lonjakan voltan telah dibincangkan dalam panduan kami: Panduan Perlindungan Terhadap Lonjakan Voltan). Korosi dan getaran. Dalam keadaan hujan lebat dan kelembapan yang tinggi, terminal bateri akan teroksidasi, sehingga menyebabkan kerosakan pada sistem sambungan; selain itu, titik pengelasan pada terminal juga boleh longgar akibat getaran tiang yang berterusan, terutama di kawasan yang berangin. Cuaca sejuk. Elektrolit pada bateri asid plumbum boleh mengeras pada suhu yang rendah, yang boleh menyebabkan kerosakan pada struktur bateri. Kerosakan luaran. Perlanggaran semasa pembinaan boleh menyebabkan kabel terputus atau kulit luar bateri retak.
Peraturan-peraturan yang kita buat untuk…
- Set yang sepadan, dalam satu kumpulan: Jenama yang sama, model yang sama, kapasiti yang sama; kesilapan pengeluaran tidak melebihi 5%. Campuran bateri lama dengan baru adalah penyebab perbezaan kapasiti (drift) sebanyak lebih dari 30% seperti yang ditunjukkan dalam jadual di atas.
- Lindungi setiap unit: Sistem yang menggunakan konfigurasi paralel dilengkapi dengan fius khusus untuk setiap bateri; sistem yang menggunakan konfigurasi seri menggunakan bateri yang tahan terhadap arus yang tinggi. Adalah penting untuk memilih kawalan yang mempunyai ciri perlindungan keseimbangan kapasiti bateri yang berfungsi secara individu.
- Lindungi dan aksesori: Kompartmen bateri dilengkapi dengan penutup yang tahan terhadap kotoran (IP67), terminal bateri dilapisi nikel untuk mencegah pengoksidaan, dan kabel diletakkan dalam saluran yang terpisah dari bahagian logam; kabel juga perlu diletakkan dengan sedikit kelembutan di bahagian lengkungan untuk mengelakkan kerosakan.
- Pastikan sistem terhubung ke tanah dengan betul: Pasang peranti perlindungan terhadap lonjakan arus (SPD) di kawasan yang sering dilanda ribut, dan pastikan nilai resistansi penghubungan kawalan tidak melebihi 4 Ω.
- Lakukan pemeriksaan berkala:
- Bulanan: Periksa kekencangan dan keadaan korosi pada kedua-dua set terminal, kemudian bersihkan dan ketatkan semula.
- Triwulanan: Lakukan ujian pengecasan kapasiti bateri secara individu; gantikan sepasang bateri jika perbezaan kapasiti melebihi 10%.
- Pada akhir tempoh penggunaan (3 tahun untuk bateri jenis asid plumbat, 5 tahun untuk bateri jenis litium): Gantikan keseluruhan set bateri, bukan hanya satu bateri pada satu masa.
Kegagalan yang kita takuti adalah keadaan di mana salah satu bateri mengalami kerosakan (bengkak). Sebelum cahaya surut, bateri yang sihat telah berfungsi untuk menyalurkan tenaga kepada bateri yang rosak selama berminggu-minggu, dan akhirnya kedua-dua bateri menjadi tidak boleh digunakan lagi.
Apa yang tidak dibincangkan dalam halaman ini:
Halaman ini membincangkan penggunaan bank bateri yang terdiri daripada dua bateri dalam sistem lampu jalan solar yang disambung secara arus searah (DC-coupled). Ia tidak membincangkan logik dalaman sistem pengurusan bateri (BMS), proses penyeimbangan bateri yang terdiri daripada satu paket bateri sahaja, atau profil pengisian bateri jenis litium (lihat mengapa bateri pertama kali rosak). Untuk maklumat berkaitan konfigurasi bateri secara berderet (siri) dan bersebelahan, lihat konfigurasi bateri berderet dan bersebelahan. Bagi unit lampu jalan solar yang dilengkapi sepenuhnya, lihat siri lampu jalan solar all-in-one.