EN
SZYBKI DOSTĘP
Jednym z największych problemów z bateriami litowo-jonowymi jest zjawisko zwane niekontrolowanym wzrostem temperatury (thermal runaway). Mówiąc prosto, zaczyna się ono wtedy, gdy bateria zaczyna się niekontrolowanie ogrzewać po przekroczeniu temperatury około 175 stopni Fahrenheita (około 79 stopni Celsjusza). Zazwyczaj wynika to z uszkodzenia fizycznego, przeciążenia podczas ładowania lub pozostawienia baterii w bardzo gorących warunkach. Kiedy ten proces się rozpoczyna, temperatura wewnątrz może wzrosnąć nawet do ponad 900 stopni Fahrenheita (to 482 stopnie Celsjusza lub więcej), co powoduje uwolnienie niebezpiecznych gazów i prowadzi do zapłonu sąsiednich ogniw. Sytuacja staje się jeszcze poważniejsza w przypadku systemów 48-voltowych, ponieważ przechowują one ogromną ilość energii w bardzo małej przestrzeni. Wyobraź sobie, że 16 ogniw jest upakowanych razem – jeśli nawet jedno z nich zawiedzie w takim układzie, może to doprowadzić do całkowitego uszkodzenia całego zestawu baterii i stworzyć poważne zagrożenie bezpieczeństwa.
Trzy główne czynniki przyspieszające degradację akumulatorów litowych 48 V podczas przechowywania:
Standardy przemysłowe, takie jak UL 9540A, obejmują systemy magazynowania energii komercyjnej, ale jeśli chodzi o domowe systemy przechowywania energii o napięciu 48 V, nadal panuje wiele niejasności dotyczących stosownych wytycznych. Większość tych protokołów koncentruje się na procesach produkcyjnych, zamiast na tym, co dzieje się na poziomie konsumenta, co naraża zwykłych właścicieli domów na unikające się zagrożenia. Wiele domów nie posiada odpowiedniej wentylacji wokół baterii, a czasem odległość między jednostkami wynosi mniej niż trzy stopy. Metody gaszenia pożarów również są problematyczne, ponieważ woda może w rzeczywistości pogorszyć skutki pożarów litowych. Nie można również zapominać o monitorowaniu temperatury podczas długotrwałego bezczynnego postoju baterii. Zgodnie z badaniami opublikowanymi w zeszłym roku, niemal siedem na dziesięć problemów z bateriami w sektorze mieszkaniowym występuje wtedy, gdy system praktycznie nic nie robi, pozostając bezczynny w jakimś kącie domu. To wyraźnie pokazuje, dlaczego tak bardzo potrzebujemy lepszych regulacji dotyczących rozwiązań domowego magazynowania energii.
Aby przedłużyć żywotność akumulatora litowo-jonowego 48 V, należy przechowywać go w temperaturze od 35 do 90 stopni Fahrenheita, co odpowiada około 1–32 stopniom Celsjusza. Gdy temperatura spada poniżej 20 stopni F, wewnątrz baterii zaczyna się zwiększać oporność elektryczna, ponieważ ciecz wewnątrz zamarza. Może to powodować pogorszenie jej działania aż o 40%. Z drugiej strony, długotrwałe przebywanie w temperaturze powyżej 100 stopni F przyspiesza zużycie elementów wewnętrznych. Należy szczególnie uważać na temperatury osiągające 120 stopni F – wtedy pojawia się duże ryzyko wystąpienia tzw. rozbieżności termicznej (thermal runaway). Niektóre typy chemii baterii nie wytrzymują intensywnego ciepła dłużej niż około 12 godzin, zanim zaczną się w nich pojawiać problemy.
Utrzymuj wilgotność względną poniżej 50%, aby zmniejszyć korozję wrażliwych komponentów. Bezpośrednie światło słoneczne może podnieść temperaturę powierzchni o 15–25°F powyżej temperatury otoczenia, powodując nierównomierne naprężenia termiczne w ogniwach. Używaj pojemników nieprzepuszczalnych światła i unikaj umieszczania w pobliżu okien lub świetlików; nawet częściowe zacienienie zmniejsza wahania temperatury o 60% w porównaniu do bezpośredniego oddziaływania promieni UV.
Upewnij się, że wokół urządzeń z każdej strony pozostawiono przynajmniej sześć do dwunastu cali wolnej przestrzeni, aby ciepło mogło swobodnie uciekać. Gdy przepływ powietrza zostaje zablokowany, temperatura wewnętrzna może wzrosnąć nawet o osiemnaście stopni Fahrenheita. Szafki z wentylacją działają lepiej niż zamknięte szafki, które obecnie wszędzie widzimy. Badania terenowe wykazały, że konstrukcje z otwartą ramą utrzymują komponenty o osiem do czternastu stopni chłodniejsze niż ich zamknięte odpowiedniki. Nie umieszczaj niczego w pobliżu dużych wlotów/wylotów systemu HVAC. Powietrze zmuszane do przepływu z prędkością większą niż cztery metry na sekundę może powodować problemy w czasie, ponieważ powoduje powstawanie kondensatu, gdy elementy zbyt szybko się ochładzają po nagrzaniu.
Podczas składowania akumulatora litowo-jonowego o napięciu 48 V najlepszym rozwiązaniem jest uprzednie naładowanie go do poziomu między 60 a 80% pojemności. Pozostawianie tych akumulatorów w stanie pełnego naładowania powoduje problemy wewnętrzne, ponieważ gromadzi się w nich ciśnienie i przyspiesza się ich degradacja chemiczna. Z drugiej strony całkowite rozładowanie może faktycznie spowodować trwałe uszkodzenie baterii i skrócić jej ogólny okres użytkowania. Zgodnie z badaniami opublikowanymi w zeszłym roku, akumulatory przechowywane w stanie pełnego naładowania tracą około 20% więcej pojemności po zaledwie sześciu miesiącach w porównaniu z tymi przechowywanymi w optymalnym zakresie 60-80%. Ma to ogromne znaczenie przy ocenie długoterminowej wydajności i wartości za pieniądze.
Nawet po odłączeniu akumulatory litowo-jonowe samorozładowują się z upływem czasu. Ładuj je co 90–120 dni, aby utrzymać poziom naładowania (SOC) na poziomie 60–80% i zapobiec głębokiemu rozładowaniu, które może spowodować zablokowanie BMS lub niezrównoważenie ogniw. Akumulatory utrzymywane stale na poziomie ok. 70% SOC zachowują po 18 miesiącach przechowywania nawet do 98% swojej pierwotnej pojemności.
Odseparuj akumulator od podłączonych urządzeń, aby wyeliminować obciążenia pasożytnicze – nawet niewielki pobór prądu w tle (2–5 W) może wyczerpać ładunek w ciągu kilku tygodni. Zapobiegnie to niezamierzonym wyłączeniom i uprości ponowne uruchomienie. Przykryj zaciski izolowanymi kolpkami, aby zabezpieczyć je przed przypadkowym kontaktem, zwarciami oraz korozją w wyniku oddziaływania środowiska podczas długotrwałego odłączenia.
Zanim odłożysz coś na przechowanie, dokładnie obejrzyj obudowę, zaciski i wszystkie punkty połączeń. Sprawdź, czy nie ma pęknięć, wybrzuszeń lub zacieków rdzy – są to jasne oznaki problemów konstrukcyjnych. Dane branżowe z zeszłego roku wskazują, że niemal co cztery problemy z przechowywaniem zaczynały się od jakiegoś niedostrzeżonego wcześniej uszkodzenia fizycznego. Upewnij się również, że napięcie baterii wynosi około 48 woltów, z tolerancją ±2 wolty, i dokładnie sprawdź, czy nie ma nigdzie wycieku.
Nie umieszczaj baterii bezpośrednio na betonie lub powierzchniach metalowych, ponieważ zwiększa to ryzyko korozji galwanicznej o 57%. Stosuj kratownicowe stojaki polietylenowe do podnoszenia urządzeń, umożliwiając przepływ powietrza, zmniejszając wchłanianie wilgoci i zapobiegając mostkom termicznym. Ogranicz składowanie pionowe do dwóch jednostek, aby zmniejszyć obciążenie mechaniczne na dolnych zestawach.
Utrzymuj bezpieczną odległość około 10 stóp między tymi bateriami litowo-jonowymi o napięciu 48 V a dowolnymi materiałami łatwopalnymi, takimi jak produkty papierowe, meble drewniane czy chemiczne rozpuszczalniki. W przypadku domów, w których zainstalowano te baterie, wybór obudów, które uzyskały certyfikat testu UL 9540A, znacząco wpływa na poziom bezpieczeństwa. Certyfikowane jednostki skuteczniej ograniczają nagromadzenie ciepła i ograniczają przepływ tlenu, gdy temperatura wewnątrz zaczyna rosnąć. Innym ważnym zagadnieniem jest trzymanie ich z dala od kanałów wentylacyjnych i nawiewników klimatyzacji. Ciągły ruch powietrza w tych systemach czasami może zatrzymać i skoncentrować szkodliwe gazy, jeśli komórki baterii ulegną uszkodzeniu. Trochę dodatkowej przestrzeni znacznie pomaga w zapobieganiu potencjalnym zagrożeniom w przyszłości.
Rejestruj kluczowe dane, aby zapewnić długoterminową niezawodność:
Systemy monitoringu automatycznego zmniejszają błędy ludzkie o 74% (Raport Branżowy 2023), dostarczając alertów w czasie rzeczywistym o skokach temperatury powyżej 37,8°C lub nieprawidłowych zmianach napięcia.
Wykonuj miesięczne kontrole zgodnie z tym protokołem:
Przeprowadzaj testy pojemności co sześć miesięcy i wymieniaj każdy akumulator, którego pojemność zmalała o ponad 20%. Szkolonego personelu na izolowanie wadliwych jednostek w ciągu 60 sekund za pomocą włączników awaryjnego odłączania, zmniejszając ryzyko eskalacji podczas wystąpienia awarii.