Dual Battery Photovoltaic System: Central Configuration at Failure Analysis ng Outdoor Solar Street Lights
Ang mga panlabas na solar street lights ay karaniwang gumagamit ng dual battery photovoltaic system, na gumagana sa serye o parallel na kumbinasyon upang matiyak ang katatagan ng power supply at pahabain ang buhay ng mga baterya. Gayunpaman, ang magkakasamang operasyon ng dalawahang baterya ay nangangahulugan na ang pagkabigo sa alinmang baterya ay maaaring makaapekto sa buong system. Nasa ibaba ang mga karaniwang problema ng dual battery system mula sa mga aspeto ng phenomena, prinsipyo, sanhi at solusyon.
I. Failure Phenomena: Mga Karaniwang Manipestasyon ng Abnormal Dual Battery System
1. Short Circuit Fault (Direktang Koneksyon sa pagitan ng Positibo at Negatibong Pole ng Anumang Baterya)
- Ang ilaw sa kalye ay biglang namatay at hindi na maipagpatuloy ang operasyon kahit na nalantad sa sikat ng araw;
- Ang lugar ng kompartamento ng baterya o mga linya ng koneksyon ay nagpapakita ng abnormal na mataas na temperatura, na posibleng sinamahan ng nasusunog na amoy mula sa layer ng pagkakabukod;
- Ang may sira na baterya ay bumukol, tumutulo (para sa mga lead-acid na baterya) o may basag na casing (para sa mga lithium batteries); sa mga sistema ng serye, ang iba pang baterya ay maaaring pinainit nang sabay-sabay;
- Naka-off ang controller indicator light o nagpapakita ng overload na proteksyon code, at hindi ito maaaring magsimula nang normal.
2. Open Circuit Fault (Pagdiskonekta ng Anumang Circuit ng Baterya)
- Ang ilaw sa kalye ay hindi gumagana nang buo, walang tugon sa suplay ng kuryente kahit na sa ilalim ng sapat na sikat ng araw;
- Ang baterya ay walang halatang panlabas na pinsala, walang init o pagtagas;
- Sa mga sistema ng serye, ang kabuuang boltahe na sinusukat ng isang simpleng tool sa pagtuklas ng boltahe ay 0; Sa parallel system, ang kabuuang boltahe ay bumababa sa antas ng isang baterya at hindi maaaring magmaneho ng load;
- Ang controller ay maaaring magpakita ng mga mensahe tulad ng "Baterya Connection Broken" o "Undervoltage."
II. Mga Prinsipyo ng Koneksyon at Mga Epekto sa Pagkabigo ng Dual Baterya
Tinutukoy ng mga series at parallel mode ng dual battery system ang landas at lawak ng fault propagation:
1. Series Connection (Voltage Overlap, hal. Dalawang 12V Baterya na Bumubuo ng 24V System)
- Kung ang isang baterya ay may bukas na circuit: Ang buong circuit ay naabala, ang system ay walang boltahe na output at ang streetlight ay tumitigil, ngunit ang isa pang baterya ay nananatiling hindi nasira;
- Kung ang isang baterya ay may short circuit: Ang panloob na resistensya ng short-circuited na baterya ay bumababa nang husto, na pumipilit sa isa pang baterya na mag-output ng malaking current sa short-circuit circuit, na nagiging sanhi ng sobrang pag-charge, sobrang init o kahit na pinsala. Ang kabuuang boltahe ng system ay biglang bumaba sa antas ng isang solong baterya, na nabigong i-drive ang singil;
- Pangmatagalang epekto: Kung bumababa ang performance ng isang baterya (bumababa ang kapasidad ng higit sa 30%), magiging sanhi ito ng sobrang karga at madalas na pag-discharge ng isa pang baterya, na magpapaikli sa buhay nito ng higit sa 50%.
2. Parallel Connection (Capacity Overlap, hal. Dalawang 100Ah Baterya na Bumubuo ng 200Ah System)
- Kung ang isang baterya ay may bukas na circuit: Ang kabuuang kapasidad ng system ay nababawasan ng kalahati, ang solar street light ay maaaring gumana ngunit ang buhay ng baterya ay pinaikli ng 50%, at ang iba pang baterya ay gumagana nang mag-isa nang walang pinsala;
- Kung kulang ang isang baterya: Hihila ng shorting loop ang boltahe ng system sa halos 0V, na nagiging sanhi ng agarang over-discharge ng isa pang baterya, nasunog ang mga plato nito o itinapon ang mga cell, at ganap na naparalisa ang system;
- Pangmatagalang epekto: Ang bateryang may mahinang pagganap ay maglilihis sa kasalukuyang, na magiging sanhi ng paggana ng isa pang baterya sa ilalim ng pangmatagalang mataas na pagkarga, na nagpapabilis sa pagpapahina ng kapasidad.
III. Mga Karaniwang Dahilan ng Pagkabigo sa Dual Battery System
Ang kumplikadong panlabas na kapaligiran ay ang pangunahing sanhi ng dual battery failure:
1. Mga Dahilan ng Short Circuits
- Ang tubig-ulan ay pumapasok sa kompartimento ng baterya, na nagiging sanhi ng pagtulay ng tubig sa pagitan ng mga terminal (lalo na sa mga karaniwang punto ng koneksyon ng mga parallel system, na madaling kapitan ng akumulasyon ng tubig);
- Ang layer ng pagkakabukod ng linya ay isinusuot ng mga bahagi ng metal sa loob ng poste ng ilaw, na humahantong sa direktang kontak sa pagitan ng positibo at negatibong mga wire;
- Ang pagtanda ng baterya ay nagdudulot ng pinsala sa panloob na dayapragm (mga bateryang lithium) o pagkalaglag at pagkabuo ng plato (mga baterya ng lead-acid);
- Ang biglaang mataas na boltahe ng kidlat ay sumisira sa layer ng pagkakabukod, na nagiging sanhi ng isang maikling circuit sa punto ng koneksyon ng dalawahang baterya.
2. Mga Sanhi ng Open Circuits
- Oksihenasyon at kaagnasan ng mga terminal ng koneksyon (sa malakas na ulan o mataas na kahalumigmigan na kapaligiran), na humahantong sa mahinang pakikipag-ugnay o kahit na pagkasira;
- Pagluwag ng mga solder point ng tab ng baterya (sa mga pangmatagalang sitwasyon ng vibration, gaya ng mga street lamp sa mahanging lugar);
- Ang mababang temperatura ay nagdudulot ng solidification ng electrolyte sa mga baterya (mga lead-acid na baterya), na nagiging sanhi ng panloob na bukas na mga circuit;
- Panlabas na pinsala (tulad ng mga banggaan sa construction site) na nagreresulta sa pagkasira ng linya o pagkasira ng case ng baterya.
IV. Proteksyon at Mga Solusyon para sa Dual Battery System
Batay sa mga collaborative na katangian ng dalawahang baterya, ang mga hakbang ay dapat gawin mula sa tatlong aspeto: pagpili, proteksyon at pagpapanatili:
1. Pag-optimize ng Pagpili ng System
- I-adopt ang controller na may "dual battery balance protection" para awtomatikong makita ang status ng mga indibidwal na baterya at maiwasan ang overcharging at over-discharging;
- Dapat tumugma ang dalawahang baterya sa paggawa, modelo at kapasidad (error ≤5%); ipinagbabawal na paghaluin ang luma at bagong mga baterya;
- Ang mga series system ay inuuna ang mga high-rate tolerant na cell, at ang mga parallel system ay nagdaragdag ng mga indibidwal na piyus para sa bawat baterya.
2. Pinahusay na Panlabas na Proteksyon
- Ang kompartimento ng baterya ay gumagamit ng disenyong hindi tinatablan ng tubig ng IP67; ang mga terminal ay gumagamit ng nickel-plated na anti-oxidation na materyales; Ang mga protektor ng pagkakabukod ay naka-install sa mga karaniwang parallel na mga punto ng koneksyon;
- Ang mga linya ay dinadaan sa mga tubo upang maiwasan ang direktang kontak sa mga bahaging metal, na may mga haba ng buffer na nakalaan sa mga liko;
- Ang mga surge protection device (SPD) ay naka-install sa mga lugar na madaling kapitan ng thunderstorms, at ang ground resistance ng driver ay ≤4Ω.
3. Mga Regular na Maintenance Points
- Buwanang inspeksyon ng dalawahang terminal ng koneksyon ng baterya para sa pagkaluwag at kaagnasan; linisin at muling isara kaagad kung may mga problema;
- Quarterly detection ng kapasidad ng bawat baterya (discharge test); Mangyaring palitan ang mga nakapares na baterya sa oras kapag ang pagkakaiba ay lumampas sa 10%;
- Palitan ang buong hanay ng mga baterya pagkatapos maabot ang buhay ng serbisyo na 3 taon (lead-acid) o 5 taon (lithium) upang maiwasan ang pagkabigo ng chain na dulot ng mga pagkakaiba sa pagitan ng bago at luma.
Buod
Ang dual battery photovoltaic system ay ang pangunahing configuration ng panlabas na solar street lights, at ang mga serye at magkatulad na katangian nito ay tumutukoy sa chain impact ng mga pagkabigo. Sa pamamagitan ng pagtukoy sa tipikal na short circuit at open circuit phenomena, pag-unawa sa papel ng mga prinsipyo ng koneksyon sa pagpapalaganap ng fault, at pagpapalakas ng target na proteksyon at pagpapanatili, ang rate ng pagkabigo ng system ay maaaring makabuluhang bawasan, na tinitiyak ang pangmatagalang matatag na operasyon ng mga ilaw sa kalye.