Bakit ang Bateriya ang Unang Nagbibigay ng Problema sa Mga Solar Street Light

Ang matematika sa likod ng pahayag na “Nagtrabaho nang ilang buwan”

Siyempre, tingnan natin ang klasikong pagkakasangkapan: isang 200 W panel, isang 60 W LED, at isang 120 Ah 12 V bateriya. Magkalkula nang matapat.

Ang 60 W LED na gumagana nang 12 oras sa gabi ay gumagamit ng halos 720 Wh ng enerhiya. Ang 120 Ah bateriya na may 12 V ay kayang maglaman ng 1,440 Wh ng enerhiya, ngunit kung ito ay ikinakarga at ginagamit hanggang 80% ng kapasidad nito (DoD – Depth of Discharge), ang natitirang enerhiyang maaaring magamit ay halos 1,150 Wh. Iyan ay sapat lamang para sa 1.6 gabi ng operasyon nang walang pagkakarga. Kung may tatlong sunod-sunod na araw na mapangulang, ang autonomiya ng street light ay hindi makukuha kahit sa unang araw pa lang.

Kaya bakit mukhang maayos ang sistema sa panahon ng pagkakabit (commissioning)? Iyan ay dahil sa panahon ng pagkakabit, ang kapasidad ng baterya ay 100% tuwing gabi, at ang unang panahon ng malamig at mapanghamong panahon ay hindi pa nangyari. Ang problema ay talagang nasa disenyo ng sistema mismo; kailangan lang ng isang linggo ng masamang panahon para ito maging nakikitang problema. Kapag ang baterya ay naglaho ng kapasidad nito at bahagyang napupuno lang, ang boltahe nito ay agad na bababa, at ang mekanismo ng kontrol (controller) na nagpatigil sa pagkakaroon ng kuryente dahil sa mababang boltahe (Low Voltage Disconnect o LVD) ay gagana, na magiging dahilan ng pagtigil ng pag-iilaw o kahit hindi ito magkakaroon ng kuryente sa lahat. Iyan ang dahilan kung bakit sinasabing “nagtatrabaho nang maayos sa tag-init, nguni't hindi gumagana sa panahon ng tag-ulan”.

Bakit kami ay tumatangging gamitin ang mga baterya mula sa mga sasakyan na nagsasaayos ng kuryente (recharged electric vehicles o EVs)

Ang ilang mga produkto ay nagiging murang halaga dahil sa paggamit muli ng mga cell para sa mga sasakyan na gumagamit ng kuryenteng elektriko (electric vehicles). Maaaring makapasa ang mga ito sa paunang pagsubok sa kapasidad ng mga cell – ang kapasidad ng mga cell sa oras ng pag-deliver ay hindi ang problema. Ang tunay na mga problema ay ang mga bagay na hindi nakikita: hindi kilalang kasaysayan ng paggamit ng mga cell, hindi kilalang pagkakalantad sa mabilis na pag-charge, at ang mga cell na hindi nagpasuri sa mga kinakailangang pamantayan. Sa mga ilaw sa kalye, ang mga cell ay nananatiling may bahagyang lebel ng kuryenteng nasa mga ito (so-called “state of charge” o SoC) sa loob ng maraming taon; ang hindi magkakaparehong kalagayan ng mga cell ay nagpapahintulot na ang isa sa mga ito ay maging dahilan ng pagkasira ng buong sistema. Ito ay maaaring magresulta sa hindi wastong pagganap ng ilaw. Dito ang aming panuntunan para sa sarili naming mga produkto, at ang aming payo sa bawat bumibili: Ang mga set ng mga cell para sa mga ilaw sa kalye ay dapat magkaroon ng ulat ng pagsubok sa kapasidad ng buong batch, at 3–5 taong garantiya sa pagganap ng mga ito; kung hindi, hindi dapat ito ilagay sa mga post na nagbibigay ng ilaw.

Mag-diagnose bago magpalit

Ang sunod-sunod na mga hakbanging ginagamit natin para sa pag-diagnose ay:

1. Magpahinga muna, pagkatapos ay sukatin ang bolta sa kondisyon ng bukas na circuit (Open-Circuit Voltage o OCV). Matapos ang ilang oras ng pagpahinga, kung ang bolta ng baterya (12 V) ay napakababa kaysa sa nominal value (halimbawa, mas mababa sa 11 V), ang baterya ay naglaho o nasa proseso ng paglaho. Isang mahalagang bagay na kailangan laging isaisip: sa mga baterya ng uri na lithium iron phosphate (LiFePO4), ang OCV ay hindi gaanong maaasahang magbibigay ng tumpak na impormasyon tungkol sa antas ng pagkakasira (SoC) dahil ang kurba ng paglabas ng kuryente ay halos flat (rampa). Ang baterya na may 30% o 70% ng kapasidad ay maaaring magpakita ng halos magkaparehong bolta. Para sa mga baterya ng uri na lithium, mas maaasahan ang impormasyon mula sa BMS (Battery Management System) o sa pamamagitan ng load test; gamitin lamang ang OCV para sa mga baterya ng uri na lead-acid.

1. Gumamit ng bateryang napatunayang maayos na may magkaparehong mga katangian para sa pagsubok. Kung ang pagganap ng baterya ay bumalik sa normal, ang orihinal na baterya ang siyang may problema. Ito pa rin ang pinakamabilis na paraan para makapagdiagnose sa lugar.

1. Suriin ang pinagmumulan ng kuryente sa ilalim ng matinding araw: Suriin ang bolta sa kondisyon ng bukas na circuit (Voc) at ang kuryente sa kondisyon ng short circuit (Isc) ng panel, at ihambing ang mga resulta sa mga detalye na nakasulat sa nameplate ng panel. Sa normal na mga kalagayan, ang pagganap ng panel ay kadalasang nagbababa nang halos 0.5% kada taon; kung ang halaga ng bolta ay mas mababa kaysa sa nakasulat sa nameplate, ang problema ay marahil sa panel mismo, hindi sa baterya.

4.

Suriin ang mga setting ng controller kung tumutugma ba sa mga kinakailangan ng kemikal na ginagamit. Ang mga voltages para sa proseso ng pagbobomba (bulk), pagsasala ng kuryente (absorption), at pagpapalutang (float), pati na rin ang LVD (Low Voltage Detection) threshold na naitakda para sa partikular na kemikal, ay maaaring makaikapagdulot ng pagbaba sa tagal ng pagtatagal ng mga komponento. Tumungo rin sa mga lugar kung saan naglalakbay ang mga kable: ang mga maliit na sukat ng mga konduktor at ang mga nagkorrodedong koneksyon ay maaaring maging sanhi ng pagbaba ng boltahe, na nagsasayang ng kapwa enerhiyang nagmumula sa pagkakarga at enerhiyang nagmumula sa pagpapalabas ng kuryente sa mga komponentong apektadong iyon.

Ang panuntunan sa pagpili ng laki ng baterya na ating ginawa:

• **Piliin ang laki batay sa pagkakaroon ng maulang panahon, hindi sa karaniwang gabi.” Ang pagkakaroon ng tatlong araw na maulang sunod-sunod ay ang karaniwang pamantayan; limang araw naman para sa mga mahalagang lugar. Unang gumawa ng pagkalkula sa pangangailangan sa pagkarga sa gabi, at saka piliin ang angkop na baterya.
• **Panatilihing mababa ang araw-araw na pagkarga (discharge) ng baterya.” Ang pagminimisa sa araw-araw na pagkarga ay ang pinakamakapangyarihang paraan upang pahabain ang buhay ng baterya – ang bateryang nagkakarga nang 50% araw-araw ay tumatagal nang mas matagal kaysa sa bateryang nagkakarga nang 90%, kahit na pareho ang kabuuang enerhiyang iniluluwas.
• **Piliin ang uri ng kemikal na angkop para sa gamit.” Ang mga selula ng LiFePO4 mula sa maaasahang mga tatak ay kadalasang nagbibigay ng higit sa 2000 siklo ng paggamit, na may mas magandang katatagan sa init at mas malakas na pagtutol sa labis na pag-init kaysa sa ibang uri ng selula ng lithium-ion. Para sa paggamit sa transportasyon, ang mga bateryang ito ay dapat sumunod sa mga pamantayan ng UN 38.3; para sa paggamit sa mga nakapirmi na lugar (stationary applications), ang IEC 62619 ang pamantayan sa kaligtasan na hinihingi natin sa mga tagapaglaan.

Basahin ang warranty (garantiya) bilang isang bahagi ng mga teknikal na spesifikasyon.

Ang 3–5 taong garantiya sa pagganap ay ang karaniwang pamantayan para sa isang matatag na bank ng enerhiya. Aming rekomendasyon: magtakda ng garantiya na nagbibigay-diin sa porsyento ng kapasidad ng bank na nananatili sa loob ng isang tiyak na taon (hinihingi natin na ang kapasidad ay hindi bababa sa 80% sa ikatlong taon, at ito ay dapat nakasulat). Ang garantiya na sumasaklaw lamang sa “pagkabigo” ng bank ng enerhiya nguni't walang pagtukoy sa porsyento ng kapasidad na nananatili ay hindi tumutugon sa tunay na isyung kinakaharap – ang kapasidad ang siyang tunay na nagiging dahilan ng problema.

Ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito

Ang pahinang ito ay nagtutukoy sa kalusugan ng mga baterya, laki ng mga baterya, at paraan ng pagbili ng mga baterya para sa mga solar street light na gumagamit ng DC (direct current) connection. Hindi ito nagtutukoy sa pagpili ng uri ng kemikal para sa mga baterya ng lead-acid (tingnan ang pagkukumpara sa mga uri ng baterya gaya ng gel, AGM, at flooded), mga konfigurasyon na gumagamit ng dalawang baterya (tingnan ang analisis sa mga posibleng problema sa mga dual-battery system), o kung paano nakaaapekto ang temperatura sa pagganap ng bank ng enerhiya (tingnan ang temperatura ng kapaligiran kung saan naroon ang mga baterya). Para sa isang kompletong solusyon na kinabibilangan ng bank ng enerhiya, controller, at panel na magkasabay na ginawa sa factory, tingnan ang all-in-one solar street light series.