Yleisiä akkujen varastointiongelmia ja ratkaisuja

Korkeat ja alhaiset lämpötilat vähentävät hiljaa käytettävissä olevaa kapasiteettia

Akun varastointiongelmat alkavat usein lämpötilasta. Litium-ionisolut suosivat kapeaa lämpötilavälillä, noin 15 °C–35 °C monissa paikallisissa suunnitteluratkaisuissa. Tätä ylemmäs kalenteri-ikääntyminen kiihtyy ja sisäinen vastus kasvaa. Pakastuspisteestä alapuolella lataaminen voi aiheuttaa litiumsaostumia ja vahingoittaa soluja. Suoraan auringonvaloon asetettu säiliö saattaa saavuttaa huomattavasti korkeamman sisälämpötilan kuin ympäröivä ilman lämpötila. Ratkaisuja ovat aktiivinen ilmastointi, eristys, varjostusrakenteet ja lämpöhallinta, joka pitää solut tasapainossa. Pelkät lämpötilantunnistimet eivät riitä. Ohjausstrategian tulisi rajoittaa latausta ja purkua ennen kuin solujen rasitus kasvaa liiallisesti. NFPA 855 - ja UL 9540A -testit käsittelevät tulipalon turvallisuutta ja lämpöärsytystä, mutta arkipäiväinen lämpöhallinta määrittää silti, kuinka kauan energiavarastojärjestelmä kestää.

Varausasteen poikkeama ja solutasapaino-ongelmat

Solut solupaketissa ikääntyvät eri nopeuksilla. Heikot solut saavuttavat jänniterajansa ensin, joten paketti lopettaa lataamisen tai purkamisen liian aikaisin. Tämä näyttää kadotettulta kapasiteetilta, vaikka useimmat solut olisivatkin terveitä. Passiivinen tasapainotus kuluttaa ylijäämäisen energian vahvemmista soluista. Aktiivinen tasapainotus siirtää varauksia solujen välillä ja voi palauttaa enemmän käytettävissä olevaa kapasiteettia, vaikka kustannukset ja monimutkaisuus kasvaisivatkin. Varauksen tilan (SOC) arviointi myös harhailee, kun virta-anturit ovat kohinaisia tai lämpötilakorjaus on heikko. Säännöllinen kalibrointi ja hyvä BMS-data ovat tärkeitä. Paketti, joka ilmoittaa 90 prosenttia, saattaa todellisuudessa olla vain 80 prosentin kunnossa, ja tämä ero kasvaa ajan myötä.

Muuttajien ja sähköverkon vuorovaikutusongelmat

Energianvarastojärjestelmä toimii harvoin yksin. Se toimii muuttajien, suojareleiden ja sähköverkon kanssa. Jännitteen poikkeamat, taajuusvirheet ja käänteinen tehovirtaus voivat aiheuttaa katkokset. IEEE 1547 -standardi ja paikalliset verkkokoodit määrittelevät käyttöjatkuvuus- ja suojavaatimukset. Järjestelmä, joka katkeaa pienestä häiriöstä huolimatta, ei pysty tukemaan kohteen toimintaa. Ratkaisuja ovat asianmukaiset koordinaatiotutkimukset, standardienmukaiset muuttajien asetukset sekä viestintä varastohallinnan ohjaimen ja kohteen kuormien välillä. Heikot verkot ja pitkät syöttöjohtoja vaativat erityistä huomiota. Joskus ongelmana ei ole lainkaan akku, vaan sen rajapinta.

Turvallisuustapahtumat ja sääntöjen noudattaminen

Lämpötilan karkaaminen on harvinaista, mutta vakavaa. Kaasun tunnistus, palonsammutusjärjestelmät, räjähdysventtiilit ja etäisyysvaatimukset kuuluvat standardien, kuten NFPA 855:n, piiriin. UL 9540A arvioi lämpötilan karkaamisen leviämistä. Vaatimusten noudattaminen ei ole vapaaehtoista. Se vaikuttaa sulkurakenteen suunnitteluun, erotteluetäisyyksiin ja hätätilannetilanteiden suunnitteluun. Laboratoriotesteissä menestyvä järjestelmä voi silti epäonnistua käytössä, jos ilmanvaihto estyy tai vesi kertyy sulkurakenteen läheisyyteen. Turvallisuus riippuu myös asennuksen laadusta, merkinnöistä ja paikallisille pelastusviranomaisille annettavasta koulutuksesta. Rakentamismääräysten vaatimukset vaihtelevat alueittain, joten varhainen suunnittelu säästää uudelleensuunnittelukustannuksia myöhemmin.

Sivuston suunnittelun ja asennuksen virheet

Monia varastointiongelmia syntyy jo käyttöönoton edellä. 1. Säiliöiden sijoittaminen varjottomalle asfalttipinnalle. 2. Kaapelien vetäminen ilman riittävää taivutussädettä. 3. Perustusten ympärillä olevan vedenpoiston jättäminen huomiotta. 4. Eri eristä peräisin olevien akkumoduulien sekoittaminen ilman yhteensopivuuden tarkistamista. 5. Apuenergian alimitoitus ilmastointiin ja ohjaukseen. 6. Maadoitustutkimuksen jättäminen tekemättä. Nämä valinnat saattavat läpäistä nopean tarkastuksen, mutta epäonnistua muutaman kauden kuluttua. Lämpökuvaukseen ja virran mittauksiin perustuva paikallinen vierailu paljastaa usein ongelmia, joita asiakirjat eivät huomaa. Hyvä suunnittelu ottaa huomioon sääolosuhteet, pääsyn, huoltotilan ja tulevan laajentumisen.

Seuranta- ja huoltovajeet

Akun varastointi ei ole aseta-ja-unohda-omaisuutta. Kapasiteetti heikkenee, liitokset löystyvät ja ohjelmistopäivityksiä tarvitaan. Etäseuranta voi havaita suuntaviivoja ennen hälytyksiä. Hyödyllisiä mittareita ovat solujen jännitealue, lämpötilaero, eristysvastus ja kierros hyötysuhde. Huoltoon kuuluvat vääntömomenttien tarkistukset, suodattimien vaihdot, ohjelmiston tarkastukset sekä turvajärjestelmien toimintatestaukset. Data ilman toimintaa on vain melua. Kuukausittainen tarkastus, jossa verrataan sarjoja ja rakoja, voi havaita heikon moduulin varhain. Yhden viallisen solun tai liittimen vaihto on paljon edullisempaa kuin koko rakon vaihto.

Kaupallisella kampuksella Kaakkois-Aasiassa energiavarastojärjestelmässä havaittiin kahdeksan kuukauden aikana vähitainen käytettävän kapasiteetin lasku. Yhden säiliön sisälämpötila nousi korkeammalle kuin muiden säiliöiden, ja solujen jännitealue laajeni. Tarkastuksessa havaittiin epätoimiva poistoilmanpumppu, tukos suodattimissa ja kaksi heikkoa moduulia. Ilmavirran palauttamisen, moduulien vaihdon ja varaustilan mallin uudelleenkalibroinnin jälkeen järjestelmä saavutti suurimman osan odotetusta kapasiteetistaan. Korjaus ei ollut erikoislaatuinen; se perustui perustavanlaatuisiin lämpö- ja huoltotyötapoihin.

Kinpower suunnittelee ja toimittaa integroituja aurinko- ja varastojärjestelmiä, joihin kuuluvat sähkön tuotanto, varastointi, sähköautojen lataaminen ja älykkäät kiinnitysratkaisut. Yrityksen valmistusalan tausta ja globaali projektikokemus auttavat tiimejä määrittämään lämpöhallinnan, sähköverkkovaatimusten noudattamisen ja valvontajärjestelmät jo suunnitteluvaiheessa. Tyypillisiä akkuvarastojärjestelmien ongelmia ei yleensä aiheuta yksittäinen syy. Koordinoitu suunnittelu- ja palvelulähestymistapa pitää energiavarastojärjestelmän suorituskyvyn lähempänä sen tarkoitettua tasoa.