Fel i solgatalampor med dubbla batterier
-- Diagnos och lösning
Fel i solgatalampor med dubbla batterier: Diagnos och lösning
Kort svar: Två batterier fördubblar kapaciteten – men också antalet möjliga fel. Om batterierna är sammankopplade i serie dör de båda samtidigt; om de är sammankopplade i parallell dödar de varandra. Använd batterier från samma lager, fäst säkerhetsförsvar för parallella kopplingar och kontrollera batterikapaciteten varje kvartal. Om skillnaden i kapacitet mellan batterierna överstiger 10 % finns det ett fel, oavsett vad voltmätaren visar.
Analys av fel i solgatalampor med dubbla batterier
Första frågan: Behöver projektet verkligen två batterier?
Moderna, all-in-one-lampor använder vanligtvis ett enda LiFePO4-batteri tillsammans med ett batterihanteringsystem (BMS) som håller batterierna i balans och skyddar dem. Konfigurationer med dubbla batterier används ofta i system med separata batterihus, vid uppgraderingar av ledsyraförsörjda lampor, eller vid installationer med hög kapacitet där ett enda stort batteri inte passar i lampans utformning. Om du köper nya lampor och det erbjudna priset inkluderar två batterier, fråga varför. Två batterier som inte är nödvändiga innebär att du behöver underhålla, matcha och ersätta båda.
Hur ett fel sprids i olika konfigurationer?
Seri (två 12 V-batterier som ger 24 V) och parallell (två 100 Ah-batterier som ger 200 Ah) leder till fel i motsatta riktningar:
| Fel | Seri-par (2 × 12 V) | Parallell-par (2 × 100 Ah) |
|---|---|---|
| En batteri har öppen krets | Hela kretsen fungerar inte; den andra batterin fungerar fortfarande | Kapaciteten halveras; den andra batterin fortsätter att fungera, oskadd |
| En batteri har kortslutning | Den andra batterin matar en hög ström in i den kortslutna kretsen; systemspänningen sjunker till nivån hos den drabbade batterin; överförsladdning och övervärmmning | Systemspänningen sjunker nästan till 0 V; den andra batterin överförsladdas omedelbart – plattorna bränns eller cellerna skadas |
| Kapaciteten skiljer sig åt (>30%) | Den drabbade batterin överförsladdas och överförsladdas upprepade gånger; dess livslängd minskar med mer än 50% | Den svaga batterin leder strömmen; den andra batterin arbetar under hög belastning och försämras snabbare |
Asymmetrin är avgörande: i seri är en öppen krets omedelbart uppmärksamlig men överlevbar; i parallell är en kortslutning omedelbar och dödlig för den friska batterin. Därför placeras fjärrströmkontakten på varje parallell krets, inte på hela batteriparet.
Att tolka symtomen
Kortslutning (positivt och negativt ände av en batteri kommer i direkt kontakt): Ljuset släcks plötsligt och kommer inte att tända igen efter en solig dag; batterihöljen eller kabelbanan blir varm, ibland med en brinnande lukt från isoleringen; den defekta batterin svullnar, läcker (för bly-syra-batterier) eller spricker sin skal (för litiumbatterier) – i en seriekoppling blir även den andra batterin varm; kontrollern visar inga lystekniker eller visar ett överbelastningsmeddelande och vägrar starta.
Öppen krets (någon del av batterikretsen är trasig): Ljuset fungerar inte alls, även i fullt solsken; batteriet visar inga yttre skador, ingen värme, inga läckor; en enkel spänningskontroll visar 0 V i en seriekoppling, eller spänningen sjunker till nivån hos en enskild batteri i en parallellkoppling, vilket gör att laddningen inte kan drivas; kontrollern kan rapportera “batterianslutning avbruten” eller underspänning.
Vad orsakar egentligen dessa fel?
Vatten. Regn som tränger in i kompartimentet kan leda till att vatten samlas på de parallella anslutningspunkterna, vilket är det värsta scenarioet. Slitage av isoleringen. Kablar skrapar mot metalldelarna inuti stolpen tills de kommer i kontakt med varandra (positivt och negativt). Åldring. För litiumbatterier: skador på den inre membranen. För bly-syraförsörjda batterier: lossnande plattor och sediment som bildar förbindelser mellan batterierna. Blitz. En blixt orsakar en ögonblicklig överspänning som förstör isoleringen vid anslutningspunkterna mellan batterierna (information om överströmsskydd finns i vår guide om överströmsskydd). Förorening och vibrationer. Anslutningspunkterna oxideras under stark regn och hög luftfuktighet, vilket leder till att kontakten mellan batterierna förloras; svetspunkterna löser sig under årsvisa vibrationer på vindiga platser. Kallt. Bly-syraförsörjande elektrolyt kan stelnas vid låga temperaturer, vilket kan orsaka skador i batterin. Ytterligare skador. Byggarbeten kan skada kablar eller spricka omhöljningarna.
De regler vi har utarbetat för att förebygga dessa problem…
- Matchad uppsättning, en batch: Samma märke, samma modell, samma kapacitet; skillnader får inte överstiga 5%. Genom att blanda gamla och nya batterier uppstår den mer än 30-procentiga skillnaden som visas i tabellen ovan.
- Skydda varje batteri separat: I parallella system får varje batteri en egen fjäder; i seriella system används batterier som är tåliga mot höga strömmar. Det är viktigt att använda en kontrollerare med funktion för balansering av båda batterierna och som övervakar varje batteri individuellt.
- Säkra och skydda batterier: Batteriutrymmen ska uppfylla kraven enligt IP67-standarden. Terminalerna ska vara nikkelplaterade för att skydda dem mot oxidering. Insulationsskydd ska placeras vid de delar av kabeln som kommer i kontakt med metall, och kablarna ska föras i ledningar där det finns utrymme för rörelser vid böjningar.
- Grunda strömspridningsvägarna: I områden med hög risk för åska bör strömskyddsanordningar (SPD:er) användas. Kontrollerare ska ha en gränsning för gränsningsmotstånd på 4 Ω eller mindre.
- Testa regelbundet:
– Månligt: Kontrollera om terminalerna är lossa eller korroderade, rensa och sätta dem på nytt på plats. – Kvartalsvis: Utföra en individuell kapacitetsutladdningstest; byt ut hela uppsättningen om skillnaden mellan batterierna överstiger 10%. – Vid slut av livslängden: Byt ut hela uppsättningen (för blyacidbatterier efter 3 år, för litiumbatterier efter 5 år), inte endast en batteri i taget.
Den felkallning vi fruktar handlar om parallella batteripar där ett av batterierna är svullnat. När ljuset sväcker har det friska batteriet i flera veckor matat det svaga batteriet, och båda batterierna är då förbrukade.
Vad denna sida inte täcker
Denna sida behandlar batteriparker med två batterier i DC-kopplade solgatalampor. Den täcker inte den interna logiken hos batterihanteringsystem (BMS), balansering av enskilda batteripaket eller laddningsprofiler för litiumbatterier (se varför batteriet först går sönder); för mer information om elektriska principer kring seriella och parallella batteriparker, se seriella och parallella batterikonfigurationer. För en solgatalampa som är färdigkonstruerad i fabriken, se serien all-in-one solar street light.