Mga Suliranin sa Sistema ng Dalawang Bateriya ng mga Ilaw sa Kalye na Pinatatakbo ng Solar
-- Pag-diagnose at Pag-aayos
Mga Suliranin sa Sistema ng Dalawang Bateriya ng mga Ilaw sa Kalye na Pinatatakbo ng Solar: Pag-diagnose at Pag-aayos
Maikling paliwanag: Ang paggamit ng dalawang bateriya ay doble ang kapasidad ng ilaw, nguni't doble rin ang mga posibleng dahilan ng pagkabigo nito. Kapag ang mga bateriya ay nakakonekta sa paraang serye (one after another), kapwa bateriya ay maaaring masira; kapag nakakonekta sa paraang magkasabay (parallel), ang isa sa kanila ay maaaring masira at magdulot ng pagkabigo sa kabila ng isa pa. Siguruhing magkakapareho ang mga bateriya (galing sa iisang batch), ilagay fuse sa bawat magkakatugmang koneksyon (parallel branch), at suriin ang kapasidad ng mga bateriya kada quarter. Kung ang pagkakaiba sa kapasidad ng dalawang bateriya ay mahigit sa 10%, may suliranin, kahit ano pa ang sabi ng voltmeter.
Analis ng mga suliranin sa sistema ng dalawang bateriya ng mga komersyal na ilaw sa kalye na pinatatakbo ng solar
Unang katanungan: Kinakailangan ba talaga ng proyekto ang paggamit ng dalawang bateriya?
Ang mga modernong ilaw na pinatatakbo ng solar ay kadalasang gumagamit ng iisang bateriya ng uri LiFePO4 na may sistema ng pagpapamahala ng bateriya (Battery Management System o BMS) para sa pagbalanse at pagproteksyon ng mga selula ng bateriya. Ang paggamit ng dalawang bateriya ay karaniwang kinakailangan sa mga disenyo na may magkakahiwalay na mga kahon (split-box designs), sa mga pag-upgrade mula sa mga ilaw na gumagamit ng lead-acid batteries, o sa mga pagkakabit na nangangailangan ng mataas na kapasidad ng bateriya kung saan ang isang malaking bateriya ay hindi makakayang sumakay sa loob ng enclosure. Kung ikaw ay bumibili ng mga bagong ilaw at ang presyong inilahad ay kasama ang paggamit ng dalawang bateriya, tanongin kung bakit. Ang paggamit ng dalawang bateriya na walang tunay na rason ay nangangahulugan na kailangan mong maglaan ng oras at gastos para sa pagpapanatili, pagkakapareho, at pagpapalit ng mga ito.
Paano nagkakaroon ng mga suliranin sa bawat uri ng konfigurasyon ng mga bateriya?
Ang mga kombinasyon ng baterya (dalawang 12 V na nagbibigay ng 24 V) at mga kombinasyon na magkasabay (dalawang 100 Ah na nagbibigay ng 200 Ah) ay nagpapakita ng mga problema sa magkaibang paraan:
| Problema | Kombinasyon nang magkakasabay (2 × 12 V) | Kombinasyon nang magkakapareho (2 × 100 Ah) |
|---|---|---|
| Isang baterya ay may bukas na circuit (open-circuit) | Ang buong sirkito ay hindi gumagana; ang kabilang baterya ay nananatiling gumagana | Ang kapasidad ng sirkito ay nahahati sa kalahati; ang kabilang baterya ay nagpapatuloy sa paggana nang hindi nasira |
| Isang baterya ay may short-circuit | Ang kabilang baterya ay naglalabas ng maraming kuryente sa sirkito na may short-circuit; ang boltahe ng sistema ay bumababa hanggang sa lebel ng bateryang may problema; nagkakaroon ng over-discharge at pag-init | Ang boltahe ng sistema ay bumababa hanggang halos 0 V; ang kabilang baterya ay agad na nagkakaroon ng over-discharge, na nagiging dahilan ng pagkasira ng mga plate o cells nito |
| Ang kapasidad ng mga baterya ay nagkakaiba nang malaki (>30%) | Ang kabilang baterya ay paulit-ulit na nagkakaroon ng overcharge at over-discharge; ang buhay ng baterya ay humihina nang mahigit sa 50% | Ang bateryang mas mahina ay nagbibigay ng labis na kuryente; ang kabilang baterya ay nagtatrabaho sa mataas na load at nagiging mas mabilis na naglaho |
Ang pagkakaiba sa paraan ng pagkakaroon ng problema ay ang tunay na rason: sa kombinasyon nang magkakasabay, ang problema ng bukas na circuit ay agad namang nagiging malinaw nguni't maaari pang mapaglabanan; sa kombinasyon nang magkakapareho, ang problema ng short-circuit ay agad at nakamamatay sa bateryang maayos. Iyan ang dahilan kung bakit ang fuse ay nasa bawat sangkap ng sistema na gumagamit ng bateryang magkakapareho, hindi sa kabuuan ng kombinasyon.
Pagbabasa ng mga sintomas
Short Circuit (pagkakaroon ng direktang kontak sa positibo at negatibo ng baterya): Ang ilaw ay biglang naglaho at hindi gumagana kahit matapos ang magandang panahon; ang compartment ng baterya o ang lugar kung saan dumadaloy ang kable ay nagiging mainit, minsan ay may amoy ng pagkakaputol ng insulasyon; ang bateryang may problema ay nagkakaroon ng pagbabago sa hugis, naglalabas ng likido (para sa mga lead-acid baterya), o nagkakasira ang kapsula nito (para sa mga lithium baterya); ang kasamang baterya sa serye ay rin nagiging mainit; ang controller ay hindi nagpapakita ng mga senyales at nagbibigay ng error message tungkol sa overloading, at hindi gumagana.
Open Circuit (pagkawala ng koneksyon sa baterya): Ang ilaw ay hindi gumagana kahit sa ilalim ng matinding araw; ang baterya ay walang nakikitang pinsala sa panlabas, walang pag-init, walang pagtatagas ng likido; ang pagsubok sa boltahe ay nagbibigay ng resultang 0 V sa serye ng mga baterya, o ang boltahe ay bumababa hanggang sa lebel ng isang baterya lamang sa paralel na koneksyon, kaya hindi kayang magpatakbo ng load; ang controller ay maaaring mag-ulat ng “interruption in battery connection” o “undervoltage”.
Ang tubig. Ang ulan na pumapasok sa mga compartment ay nagiging sanhi ng pagkakakolekta ng tubig sa mga lugar na may mga parallel na koneksyon, na siyang pinakamatindi na dahilan ng mga problema. Pagkasira ng insulasyon. Ang mga kable ay nagkakasira dahil sa paggalaw nito laban sa mga metal na bahagi sa loob ng poste, na nagiging dahilan ng pagkakalapat ng positibo at negatibong mga dulo ng kable. Pagtanda ng mga komponento. Sa mga bateryang lithium-ion: napupinsala ang internal diaphragm; sa mga bateryang lead-acid: naglalabas ang mga plate at nagkakaroon ng mga sediment. Pagkakaroon ng kidlat. Ang biglaang pagtaas ng voltages dahil sa kidlat ay nagiging sanhi ng pagkasira ng insulasyon sa mga lugar kung saan magkakatugma ang mga dulo ng mga baterya (ang tungkol sa surge protection ay nakatala sa aming surge protection guide). Korosyon at pagvibrate. Ang mga terminal ay nagiging oxidized dahil sa malakas na ulan at kahalumigan, na nagiging dahilan ng pagkawala ng pagkakonekta; ang mga weld points ay nagiging malambot dahil sa pagvibrate ng poste sa mga lugar na malimit na hinahampas ng hangin. Lamig. Sa mga bateryang lead-acid, ang electrolyte ay maaaring sumolidify sa malalamig na temperatura, na nagiging sanhi ng pagbubukas ng mga cell sa loob ng baterya. Mga panlabas na pinsala. Mga pagtama sa panahon ng konstruksyon ay maaaring maging sanhi ng pagkasira ng mga kable o pagkasira ng mga casing ng mga baterya.
- Magkaparehong set, iisang batch. Ito ay kaparehong tatak, kaparehong model, kaparehong kapasidad; ang pagkakasala ay hindi dapat lumagpas sa 5%. Ang paghalo ng mga bateryang luma at bago ang dahilan ng pagkakaiba sa pagganap ng mga baterya (hanggang 30%) na nakikita sa talahanan sa itaas.
- Protektahan ang bawat baterya. Para sa mga sistema na may mga bateryang nakakonekta nang magkakatugma (parallel systems), bawat baterya ay dapat may sarili nitong fuse; para sa mga sistema na may mga bateryang nakakonekta nang magkakasabay (series systems), gumamit ng mga bateryang matatag sa mataas na kuryenteng bigla (high-rate tolerant cells). Makabubuting gumamit ng controller na may proteksyon para sa balanse sa kapasidad ng bawat baterya.
- Seal at shield ang mga baterya. Ang compartment kung saan nasa mga baterya ay dapat na may proteksyon na IP67; ang mga terminal ay dapat na napatatakpan ng nickel plating upang maiwasan ang pag-oxidation; may mga insulating shield sa mga lugar kung saan ang mga baterya ay nagkakakonekta; ang mga kable ay dapat nasa mga conduit na malayo sa mga metal parts, at ang mga kable ay dapat na may sapat na pagkalambot sa mga bahaging nagbubukog.
- Ground ang mga kable. Maglagay ng SPD (Surge Protection Device) sa mga lugar na madalas tamaan ng mga kulog; ang resistance ng grounding ng controller ay dapat na 4 Ω o mas mababa.
- Siyasatin ang mga baterya nang regular. Buwanan: Siyasatin kung may mga bateryang nagiging loose o nagkakaroon ng corrosion sa mga terminal; linisin at itighten ang mga ito sa lugar. Kuwarteralyo: Gawin ang pagsubok sa kapasidad ng bawat baterya; kapalitin ang buong set ng baterya kung ang pagkakaiba sa kapasidad ay tumataas sa 10%. Sa katapusan ng buhay ng mga baterya (3 taon para sa lead-acid, 5 taon para sa lithium), kapalitin ang buong set, hindi isa-isang baterya.
Ang problema na ating ikinatakot ay ang pagkakasabay ng pagkasira ng dalawang baterya—isa sa mga ito ay napupuno ng likido (swollen). Sa oras na ang liwanag ay humihina, ang bateryang maayos pa ay nagsisilbing pinagmumulan ng kuryente para sa bateryang may problema nang ilang linggo na, at sa huli, kapwa baterya ay nagiging hindi na maaaring magamit.
Ano ang hindi nasasaklaw ng pahinang ito
Ang pahinang ito ay nagtutukoy sa mga sistema na gumagamit ng dalawang baterya sa mga solar street light na may koneksyon sa tipo ng DC (direct current). Hindi ito nagtutukoy sa lohika ng mga sistema ng pamamahala ng baterya (BMS – Battery Management System), sa proseso ng pagbalanse sa mga baterya, o sa mga paraan ng pagcharga ng mga bateryang lithium (masdan ang bakit ang bateryang lithium ang unang nagiging hindi gumagana); para sa mga kaalaman tungkol sa mga kombinasyon ng baterya sa series at parallel, tingnan ang series and parallel battery configurations. Para sa mga unit ng solar street light na may mga bateryang magkapareho at naiangkop sa mga kinakailangan ng tagagawa, tingnan ang all-in-one solar street light series.