Често срещани проблеми с батериите за съхранение и техните решения

Екстремните температури тихо намаляват полезната капацитетност

Проблемите със складирането на енергия в батерии често започват с температурата. Литиево-йонните клетки предпочитат тесен диапазон – приблизително от 15 °C до 35 °C за много стационарни конструкции. Над този диапазон календарното остаряване се ускорява, а вътрешното съпротивление нараства. При температури под точката на замръзване зареждането може да доведе до образуване на литиеви плочи и повреждане на клетките. Контейнер, изложен директно на слънце, може да има вътрешна температура значително по-висока от околната. Решенията включват активни HVAC системи, топлоизолация, сенчести конструкции и термичен мениджмънт, който поддържа баланса между клетките. Само температурните сензори не са достатъчни. Стратегията за управление трябва да намали скоростта на зареждане и разреждане преди да се натрупа напрежение в клетките. Изпитанията според NFPA 855 и UL 9540A са насочени към пожарната безопасност и термичния разпад, но ежедневният термичен мениджмънт все още определя колко дълго ще работи една система за съхранение на енергия.

Дрейф на степента на зареждане и проблеми с балансирането на клетките

Клетките в батерийния пакет се зареждат и разреждат с различни скорости. Слабите клетки достигат граничните напрежения първи, поради което пакетът спира зареждането или разреждането по-рано. Резултатът изглежда като загубена капацитетност, дори когато повечето клетки са здрави. Пасивното балансиране отстранява излишната енергия от по-силните клетки чрез разсейване. Активното балансиране премества заряд между клетките и може да възстанови по-голяма част от полезната капацитетност, макар цената и сложността да нарастват. Оценката на състоянието на заряда (SOC) също се отклонява, когато токовите сензори са шумни или температурната компенсация е недостатъчна. Редовната калибрация и качествените данни от системата за управление на батерията (BMS) са от решаващо значение. Пакет, който показва 90 процента, всъщност може да е на 80 процента, а тази разлика се увеличава с времето.

Проблеми с инвертора и взаимодействието с мрежата

Системата за съхранение на енергия рядко работи самостоятелно. Тя работи заедно с инвертори, релейни защити и електрическата мрежа. Отклонения в напрежението, честотни събития и обратен поток на мощност могат да предизвикат изключване. IEEE 1547 и местните мрежови стандарти определят изискванията за устойчивост при нарушения и защита. Система, която се изключва при незначително нарушение, не може да поддържа обекта. Решенията включват подходящи координационни проучвания, настройки на инверторите, съответстващи на стандартите, и комуникация между контролера на системата за съхранение и товарите на обекта. Слабите мрежи и дългите фидери изискват специално внимание. Понякога проблемът изобщо не е в батерията, а в интерфейса.

Събития, свързани с безопасността, и съответствие с нормативните изисквания

Термичното разбъркване е рядко, но сериозно явление. Газовото откриване, пожарогасенето, вентилационните отвори за предотвратяване на детонация и изискванията за разстояния са регулирани от стандарти като NFPA 855. UL 9540A оценява разпространението на термично разбъркване. Съответствието с тези стандарти не е по избор. То определя конструкцията на корпуса, разстоянията за отделяне и планирането на аварийните мерки. Система, която успява в лабораторни тестове, все още може да се провали в реални условия, ако вентилацията е блокирана или вода се събира до корпуса. Безопасността също зависи от качеството на инсталацията, маркирането и подготовката на местните служби за бързо реагиране. Изискванията на нормативните документи се различават по региони, затова ранното планиране спестява необходимостта от повторно проектиране по-късно.

Грешки при проектирането на обекта и инсталацията

Много проблеми със складирането се появяват още преди пускането в експлоатация. 1. Поставяне на контейнерите върху незасенчени асфалтови или бетонни повърхности. 2. Прокарване на кабели без спазване на допустимия радиус на огъване. 3. Игнориране на отводняването около фундаментите. 4. Смесване на батерийни модули от различни партиди без проверка на съвместимостта им. 5. Избор на недостатъчно мощност за допълнителното захранване на климатични системи и системи за управление. 6. Пропускане на проучване за заземяване. Тези решения може да издържат бърза инспекция, но да се провалят след няколко сезона. Посещение на обекта с термографски измервания и измервания на тока често разкрива проблеми, които документацията пропуска. Добро проектиране взема предвид климатичните условия, достъпа, пространството за поддръжка и възможността за бъдещо разширение.

Пропуски в мониторинга и поддръжката

Съхранението на енергия в батерии не е актив, който се инсталира и забравя. Капацитетът намалява, връзките се разхлабват и фърмуерът изисква актуализации. Дистанционният мониторинг може да открие тенденции още преди появата на аларми. Полезни метрики включват разликата в напрежението между клетките, температурната разлика, съпротивлението на изолацията и ефективността на цикъла „напред-назад“. Поддръжката трябва да включва проверка на моментите на стягане, смяна на филтрите, преглед на фърмуера и функционално тестване на системите за безопасност. Данните без последващи действия са просто шум. Месечен преглед, при който се сравняват веригите и стелажите, може да открие слаб модул още в ранен етап. Замяната на една повредена клетка или конектор е значително по-евтина от замяната на целия стелаж.

На търговски комплекс в Югоизточна Азия енергийната система за съхранение показа постепенно намаляване на полезната ѝ мощност в продължение на осем месеца. Температурите в един от контейнерите бяха по-високи от тези в останалите, а разликата в напрежението между отделните клетки се увеличи. При инспекцията беше установен неизправен изпускателен вентилатор, запушените филтри и два слаби модула. След възстановяване на въздушния поток, замяната на модулите и повторна калибрация на модела за състояние на зареждане системата възстанови повечето от очакваната ѝ мощност. Решението не беше екзотично — то представляваше основни мерки за термичен контрол и поддръжка.

Kinpower проектира и доставя интегрирани слънчеви и натрупващи енергия системи, включващи генериране, съхранение, зареждане на ЕПК и интелигентни монтажни решения. Производственият опит на компанията и глобалното ѝ участие в проекти помагат на екипите да определят термичния контрол, съответствието с мрежата и системите за наблюдение още от началото. Често срещаните проблеми с батерийните системи за съхранение рядко имат единствена причина. Координираният подход към проектиране и обслужване поддържа енергийната система за съхранение по-близо до нейната предвидена производителност.