Dlaczego system magazynowania energii nagle się wyłączył?

Większość nieoczekiwanych wyłączeń nie jest awarią. To system zarządzania baterią (BMS), który robi dokładnie to, co powinien. BMS monitoruje napięcie, temperaturę, pobór prądu i równowagę ogniw w czasie rzeczywistym. Kiedy którykolwiek z tych parametrów przekroczy bezpieczne limity, system zostanie zamknięty - nie dlatego, że coś się zepsuło, ale specjalnie, aby zapobiec uszkodzeniu czegoś.

Zgodnie z IEC 62619, międzynarodową normą bezpieczeństwa dotyczącą wtórnych akumulatorów litowych w zastosowaniach przemysłowych, systemy akumulatorów muszą posiadać funkcję automatycznego wyłączania w przypadku wystąpienia takich warunków, jak przegrzanie, przetężenie i zwarcie. Kiedy więc system ulegnie awarii, najbardziej przydatnym pierwszym pytaniem nie jest „co poszło nie tak?” - to „jaki limit właśnie osiągnął BMS i co spowodowało, że go osiągnął?”

Pomyśl o tym jak o zadziałaniu wyłącznika automatycznego. Wyłącznik nie jest problemem; mówi ci, że jest coś innego. Z naszej własnej dokumentacji serwisowej w Sunhingstones wynika, że ​​około 68% otrzymywanych przez nas wezwań do nieoczekiwanego zamknięcia systemu to zdarzenia związane z ochroną BMS, a nie awaria sprzętu. Diagnoza jest zwykle szybka, gdy masz przed sobą dziennik usterek.

1. Przeciążenie - Wymagasz większej mocy, niż jest przeznaczona dla systemu

Jest to najczęstsza przyczyna, której można całkowicie uniknąć. Każdy system przechowywania ma maksymalną ciągłą moc wyjściową. System magazynowania energii o mocy 5500 W może w normalnych warunkach dostarczać w sposób ciągły do ​​5500 watów. W momencie, gdy podłączone obciążenia przekraczają tę wartość, - nawet na krótko -, BMS odcina zasilanie, aby chronić falownik i ogniwa przed uszkodzeniem.

Problem polega na tym, że wiele urządzeń pobiera znacznie więcej energii podczas uruchamiania niż podczas pracy. Sprężarka klimatyzacji o mocy 2000 watów może w momencie uruchomienia wzrosnąć do 5000–6000 watów. Elektryczne podgrzewacze wody, duże elektronarzędzia i sprężarki lodówki zachowują się podobnie. Jeśli system wyłącza się zaraz po uruchomieniu dużego urządzenia, - a nie w trakcie jego działania, -, jest to prawie na pewno przyczyna.

Poprawka: oblicz rzeczywiste obciążenie szczytowe, biorąc pod uwagę wzrosty przy uruchomieniu, a nie tylko średni pobór. Jeśli liczba ta przekracza znamionową moc wyjściową systemu, możesz albo rozłożyć użycie urządzenia w czasie, zainstalować urządzenie-miękkiego rozruchu na sprzęcie-o wysokim przepięciu, albo przejść na jednostkę-o większej wydajności. W przypadku obciążeń komercyjnych często bardziej opłacalne jest zwiększenie rozmiaru od początku, niż wielokrotne rozwiązywanie problemów związanych ze zdarzeniami przeciążenia.

2. Ochrona temperaturowa - System nagrzał się za bardzo lub za zimno

Ogniwa akumulatorowe nie działają bezpiecznie w nieograniczonym zakresie temperatur. Większość systemów chemii litowej powoduje wyłączenie termiczne, jeśli temperatura ogniwa wzrośnie powyżej około 55–60 stopni lub spadnie poniżej -10 stopni. W gorącym klimacie słabo wentylowana instalacja może osiągnąć te progi w letnie popołudnie nawet bez zmiany zużycia energii.

Zaprojektowany-w konkretnym celuKontener systemu magazynowania energiiz aktywnym zarządzaniem temperaturą - prawdziwym HVAC lub chłodzeniem cieczą, a nie tylko pasywnymi otworami wentylacyjnymi - utrzymuje ogniwa w bezpiecznym oknie operacyjnym-przez cały rok. Klienci, którzy doświadczają powtarzających się przestojów w upalne popołudnia lub niskiej wydajności, po których następują wyłączenia w zimne noce, prawie zawsze mają lukę w zarządzaniu temperaturą w swojej instalacji.

Oprócz powodowania przestojów, powtarzające się-wysokie temperatury powodują z czasem kumulujące się uszkodzenia ogniw. Jest to obszar, w którym odpowiednia konstrukcja obudowy ma bezpośredni wpływ nie tylko na niezawodność, ale także-długoterminowe utrzymanie pojemności.

3. Zabezpieczenie przed-rozładowaniem - Bateria uderzyła w podłogę

Często jest to mylone z awarią. Kiedy pakiet litowy rozładowuje się do minimalnego bezpiecznego progu -, zwykle około 10–15% pojemności znamionowej -, BMS odcina zasilanie. Jest to system chroniący ogniwa przed uszkodzeniami chemicznymi litu, jakie głębokie wyładowania powodują. Jeśli regularnie uruchamiasz system, dopóki nie wyłączy się w ten sposób, za każdym razem skracasz ogólną żywotność.

Praktycznym rozwiązaniem jest ustawienie wyższego punktu odcięcia rozładowania w ustawieniach BMS - powiedzmy 20% zamiast 10%. Tracisz niewielką ilość użytecznej pojemności na papierze, ale znacznie wydłużasz żywotność systemu. Większość jakościsystem magazynowania energii słonecznejpozwalają na tę regulację; jeśli Twój tego nie oferuje, warto porozmawiać o tym z dostawcą.

4. Brak równowagi napięcia ogniwa - Jedno słabe ogniwo ściąga pakiet

Zestaw baterii składa się z setek lub tysięcy pojedynczych ogniw połączonych ze sobą. Z biegiem czasu komórki te w naturalny sposób oddalają się od siebie w stanie naładowania -, co jest stanem zwanym brakiem równowagi komórkowej. Kiedy jedno ogniwo lub grupa ogniw znacznie pozostaje w tyle, BMS wykrywa rozbieżność napięcia i wyłącza system, ponieważ dopuszczenie do tego, aby ogniwo spadło poniżej minimalnego progu napięcia, mogłoby spowodować jego trwałe uszkodzenie.

Wzorzec często wskazuje na tę przyczynę: wyłączenia, które mają miejsce, zanim system wyświetli-ostrzeżenie o niskim poziomie naładowania, lub wyłączenia, które znikają same po krótkim okresie odpoczynku (ponieważ pakiet nieznacznie redystrybuuje ładunek, gdy nie jest podłączone obciążenie). Przegląd dziennika BMS zazwyczaj pozwala dokładnie określić, która grupa komórek spowodowała usterkę. Aktywne równoważenie komórek - wbudowane w wysokiej jakości projekty BMS - przede wszystkim pomaga zapobiegać rozwojowi braku równowagi. Jeśli Twój system korzysta wyłącznie z równoważenia pasywnego, warto zapytać producenta o ścieżkę aktualizacji.

5. Błąd komunikacji pomiędzy falownikiem a akumulatorem

Nowoczesne systemy magazynowania nie tylko przesyłają energię elektryczną tam i z powrotem. - Falownik i akumulator komunikują się ze sobą w sposób ciągły za pośrednictwem protokołów takich jak magistrala CAN lub RS485. Udostępniają dane w czasie rzeczywistym-o stanie naładowania, temperaturze ogniwa, maksymalnym dopuszczalnym prądzie i stanie usterki. Kiedy to łącze komunikacyjne zostanie zerwane - z powodu usterki kabla, niezgodności protokołu lub niezgodności oprogramowania sprzętowego pomiędzy markami -, falownik zazwyczaj zapobiegawczo się rozłącza.

Jest to jeden z najmocniejszych praktycznych argumentów przemawiających za zakupem całego systemu od jednego producenta zintegrowanego systemu magazynowania energii, zamiast montowania komponentów od różnych dostawców. Sprawdzone integracje eliminują całą kategorię błędów związanych z komunikacją. W firmie Sunhingstones komunikacja między falownikiem, systemem BMS i platformą monitorowania jest jedną z pierwszych rzeczy, które-testujemy przed dostawą systemu. Mieszane-konfiguracje marek często całkowicie pomijają to testowanie, a o niezgodności klient dowiaduje się później - w terenie, w niewygodnym momencie.

6. Błąd lub błędna konfiguracja oprogramowania BMS

Oprogramowanie obsługujące system akumulatorowy potrafi więcej, niż większość użytkowników zdaje sobie sprawę. Oprogramowanie sprzętowe BMS kontroluje progi ochrony, zachowanie równoważenia komórek, protokoły komunikacyjne i dziesiątki innych parametrów. Wczesne wersje oprogramowania sprzętowego czasami zawierają błędy, wyzwalacze zabezpieczeń, które są skalibrowane zbyt czule lub ustawienia fabryczne, które nie odpowiadają konkretnemu składowi chemicznemu ogniwa zainstalowanego w danym urządzeniu.

Jest to częstsze zjawisko w branży, niż zwykle przyznają producenci. Dobra wiadomość jest taka, że ​​problemy z oprogramowaniem sprzętowym można rozwiązać poprzez aktualizację. Renomowani dostawcy dysponują możliwością zdalnej diagnostyki, co oznacza, że ​​mogą przeglądać dzienniki zdarzeń i przesyłać poprawki oprogramowania sprzętowego bez wysyłania technika do Twojej lokalizacji. Jeśli Twój dostawca nie ma mechanizmu zdalnego przeglądania dzienników ani aktualizacji oprogramowania sprzętowego, jest to znacząca luka w ich modelu wsparcia -, którą warto uwzględnić w ocenie przy wyborze producenta pojemnika na system lub system magazynowania energii.

Firma Sunhingstones została wyróżniona przez ESTA w 2024 r. za program zdalnej diagnostyki, który rozwiązał problemy-związane z zamykaniem oprogramowania sprzętowego u klientów na wielu kontynentach bez konieczności-jednej wizyty w siedzibie firmy.

7. Usterka okablowania lub połączenia

Luźny zacisk, skorodowany punkt połączenia lub problem z uziemieniem powoduje powstawanie oporu. Pod obciążeniem opór ten generuje ciepło. Wystarczająca ilość ciepła powoduje usterkę termiczną lub nieregularność napięcia jest odczytywana przez BMS jako zdarzenie przetężenia i system wyłącza się. Zresetujesz go, wszystko wygląda dobrze - i sytuacja się powtórzy kilka godzin później, gdy obciążenie wzrośnie.

Ten wzorzec - wyłączeń, które znikają po zresetowaniu, ale powtarzają się w podobnych warunkach obciążenia -, jest klasycznym wskaźnikiem problemu z połączeniem, a nie problemu z komórką. Wizualna inspekcja zacisków połączona ze sprawdzeniem rezystancji na połączeniach zwykle pozwala szybko wykryć problem. Luźne zaciski stwarzają również ryzyko pożaru, co sprawia, że ​​jest to jeden z problemów, których nie należy odkładać na później. Jeśli Twój system został-samodzielnie zainstalowany lub oddany do użytku przez wykonawcę nieposiadającego-specjalistycznego doświadczenia w zakresie magazynowania energii, jakość połączenia warto zweryfikować przez wykwalifikowanego technika.

8. Zabezpieczenie przed-wyspowaniem (tylko-systemy połączone z siecią)

Jeśli Twój system przechowywania danych jest podłączony do sieci elektroenergetycznej, jest on wyposażony w-zabezpieczenie przed wyspą -, które jest wymogiem bezpieczeństwa w ramach większości standardów połączeń międzysystemowych. Kiedy sieć ulegnie awarii lub stanie się niestabilna, falownik odłączy się automatycznie, aby zapobiec cofaniu się zasilania do linii, które mogą być obsługiwane przez pracowników mediów. Jest to funkcja bezpieczeństwa, a nie usterka.

Dla użytkowników na obszarach o niestabilnym zasilaniu sieci może to wyglądać jak tajemnicze wyłączenie, które ustępuje samoistnie po przywróceniu stabilności sieci. System przechowywania nie jest uszkodzony, - prawidłowo reaguje na stan sieci, którego mogłeś nie zauważyć. Ta rozdzielczość nie jest dostępna w twoim sprzęcie pamięci masowej; oznacza to albo zaakceptowanie faktu, że przyczyną rozłączeń jest niestabilność sieci, albo współpracę z instalatorem w celu skonfigurowania systemu hybrydowego, który może niezależnie działać w trybie wyspowym w przypadku awarii sieci.

Pod koniec 2023 r. klient z branży hotelarsko-gastronomicznej w Ghanie skontaktował się z nami po wielokrotnych nocnych przestojach w swoim istniejącym systemie magazynowania o pojemności 200 kWh -, który nie był pierwotnie dostarczony przez Sunhingstones. Przestoje następowały regularnie między 2:00 a 4:00 rano i nie było oczywistego związku z zużyciem energii o tej porze nocy.

Po uzyskaniu zdalnego dostępu do dzienników zdarzeń BMS nasi inżynierowie zidentyfikowali dwa kody usterek występujące łącznie:

Kod błędu 07: Napięcie grupy ogniw 3 poniżej progu minimalnego - spowodowane poważnym brakiem równowagi w ciągu ogniw wykazującym wczesną degradację

Kod błędu 14: Przekroczenie limitu czasu komunikacji pomiędzy BMS a falownikiem -, spowodowane postrzępionym kablem RS485 w pobliżu punktu wejścia kabla, narażonym na codzienne cykle termiczne w wyniku spadku temperatury w ciągu nocy

Pora (2–4 rano) dokładnie odpowiadała nocnemu spadkowi temperatury wewnątrz pojemnika. Te cykle termiczne obciążały już-uszkodzony kabel na tyle, że powodowały sporadyczne utraty komunikacji -, co w połączeniu z brakiem równowagi ogniw powodowało, że każdej nocy BMS przekraczał próg wyłączania.

Rozwiązanie: kabel RS485 został wymieniony i odpowiednio zabezpieczony. Aktualizacja oprogramowania sprzętowego przeprowadzona przez nasz zespół umożliwiła aktywne równoważenie ogniw w łańcuchu, którego dotyczy problem. Wynik: zero nieplanowanych przestojów w ciągu 14 miesięcy od zastosowania poprawki. Następnie klient zakupił kontenerowy system Sunhingstones do swojej drugiej nieruchomości

Zanim wezwiesz technika, wykonaj poniższe kroki. Są bezpieczne dla-inżynierów i często znacznie zawężają przyczynę:

Natychmiast po wyłączeniu sprawdź wyświetlacz BMS lub aplikację monitorującą. Jaki kod błędu lub komunikat o stanie się wyświetla? Zrób zdjęcie, jeśli po ponownym uruchomieniu wyświetlacz zniknie.

Zwróć uwagę, co działo się dokładnie w momencie wyłączenia. Czy włączyło się duże urządzenie? Czy było szczególnie gorąco czy zimno?

Sprawdź stan naładowania przed wyłączeniem. Czy system znajdował się blisko dolnej granicy swojego zakresu?

Dokładnie sprawdź obudowę akumulatora pod kątem nietypowego ciepła. Nie otwieraj niczego -, po prostu zwróć uwagę, czy w którymkolwiek miejscu obudowy nie jest nienormalnie ciepło.

Sprawdź widoczne połączenia kablowe i zaciski. Czy coś jest luźne, skorodowane lub widocznie uszkodzone?

Uruchom ponownie system i obserwuj. Jeśli ponownie szybko się wyłączy w podobnych warunkach, udokumentuj ten wzorzec -, jest to cenna informacja do diagnozy.

Pobierz dziennik zdarzeń BMS ze swojej platformy monitorującej, jeśli masz zdalny dostęp. To najbardziej przydatna rzecz, jaką możesz podzielić się z technikiem.

Zatrzymaj się i natychmiast skontaktuj się ze specjalistą, jeśli zauważysz którykolwiek z poniższych objawów: zapach spalenizny lub siarki z obudowy, widoczny obrzęk lub deformację modułów akumulatorowych, iskrzenie lub ślady łuku na zaciskach lub jeśli system wyłącza się natychmiast po ponownym uruchomieniu za każdym razem bez wyjątku

Od początku należy poprawnie dobrać rozmiar systemu. Najczęstszą przyczyną wyłączeń spowodowanych przeciążeniem jest zbyt mały rozmiar systemu w stosunku do rzeczywistego obciążenia, - szczególnie wtedy, gdy nie uwzględniono skoków rozruchowych. Nie obliczaj tylko średniego losowania; uwzględniać szczytowe zapotrzebowanie każdego silnika i sprężarki w konfiguracji.

Źródło od jednego zintegrowanego dostawcy. W systemach, w których akumulator, falownik, BMS i system monitorowania są zaprojektowane i sprawdzone do współpracy, występuje znacznie mniej błędów związanych z komunikacją.- Mieszanie komponentów pochodzących z różnych fabryk systemów magazynowania energii jest częstą przyczyną, której można całkowicie uniknąć.

Dbaj o aktualność oprogramowania sprzętowego. Co sześć miesięcy sprawdzaj dostępność aktualizacji oprogramowania sprzętowego BMS i falownika. Zajmuje to mniej niż pół godziny i zapobiega całej kategorii zdarzeń związanych z oprogramowaniem-.

Zainwestuj w odpowiednie zarządzanie ciepłem. Zwłaszcza w gorącym lub zimnym klimacie pasywna wentylacja nie wystarczy. Aktywne chłodzenie lub ogrzewanie w wysokiej jakości kontenerze systemu magazynowania energii to koszt początkowy, który zwraca się w postaci unikania wezwań serwisowych, dłuższej żywotności ogniwa i stałej wydajności-przez cały rok.

Kupuj od dostawców z prawdziwym-wsparciem posprzedażowym. Podczas ocenianiaukład magazynowania energii 5500Wproducent - lub dowolna wydajność - poszukaj udokumentowanej konfiguracji BMS, zdalnego monitorowania w standardzie, możliwości aktualizacji oprogramowania sprzętowego i weryfikowalnych referencji od klientów w zakresie podobnych aplikacji. Hurtowe zakupy kontenerów do systemów magazynowania energii mogą oferować doskonałą wartość, ale tylko wtedy, gdy dostawca ma prawdziwą wiedzę inżynieryjną za produktem