Солнечный аккумулятор редко выходит из строя внезапно. Обычно он месяцами подаёт сигналы: не добирает заряд, дольше заряжается, греется, в BMS растёт разбаланс ячеек. Ниже шесть самых частых проблем по схеме «симптом → причина → что делать», с цифрами, которые можно сверить по мультиметру и данным BMS.
Большинство неисправностей батареи видно по мультиметру и данным BMS. Начните с напряжения покоя. Полностью заряженная батарея 12 В показывает 12,6–13,0 В, батарея 48 В — 50–54 В. Если заметно ниже, батарея либо глубоко разряжена, либо повреждена внутри.
Дальше проверка под нагрузкой: включите обычные потребители и посмотрите, как просело напряжение. Провал больше 10% говорит о потере ёмкости или высоком внутреннем сопротивлении, и с этим лучше не тянуть.
Третий шаг — BMS. У батарей Deye вроде SE-F5 и SE-G5.1-PRO-B BMS связана с инвертором по CAN или RS485, поэтому основное из того, что видит сама батарея, есть и в мониторинге инвертора: температура, уровень заряда (SoC), лимиты заряда и коды ошибок. Напряжения отдельных ячеек смотрят через интерфейс самой BMS. Насторожить должны разница между ячейками больше 0,1 В, скачки температуры выше 35 °C и коды неисправности, которые повторяются.
Симптомы. Вздутый корпус, химический запах, неожиданные отключения по перегреву, батарея, которая подозрительно быстро доходит до 100%.
Причина. Батарея получает больше энергии, чем может принять. Обычно виноват контроллер заряда: он неисправен или в нём выставлено не то напряжение. Бывает, что сбоит и BMS. Лишняя энергия уходит в тепло, а тепло разрушает химию внутри ячеек и режет ресурс.
Что делать. Первым делом проверить связь инвертора с BMS. У гибридов Deye контроллер MPPT встроен в инвертор, и при связи по CAN он берёт допустимые напряжение и ток заряда из батареи, а не из ручных настроек. Без связи инвертор заряжает вслепую, по цифрам из меню. Прошивку BMS стоит обновлять: устаревшая может не отработать защитное отключение.
Дальше сверить настройки заряда с паспортом батареи. Для большинства литиевых батарей 48 В (у Deye номинал 51,2 В, 16 ячеек LiFePO4) максимальное напряжение заряда лежит в диапазоне 54–58 В. Если контроллер настраивается вручную, напряжение стадии absorption (дозаряд при постоянном напряжении) ставят 14,4–14,6 В на каждые 12 В, стадии float (поддерживающий заряд) — 13,6–13,8 В на 12 В, но не выше верхнего порога из паспорта батареи (у SE-G5.1-PRO-B это 57,6 В). Температурную компенсацию включают: тогда порог сам сдвигается вслед за нагревом или охлаждением батареи.
Отдельный контроллер, который ведёт себя непредсказуемо, дешевле заменить, чем батарею, которую он испортит. Если батарею заряжает не гибрид вроде SUN-6K-SG05LP1, а отдельное зарядное устройство, оно должно соответствовать химии: зарядное для свинца на литиевой батарее вызывает ошибки или необратимо портит её. Ищите многостадийный заряд: bulk (основной заряд полным током), затем absorption и float. Нужны также температурная компенсация, программируемые напряжение и ток, а для свинцовых батарей ещё и режим десульфатации.
Симптомы. Батарея не доходит до 100%, полезный запас энергии с каждым месяцем меньше.
Причина. Панели дают мало. Либо на них тень или грязь, либо массив изначально маловат под такую батарею. Вторая причина в настройках контроллера: они слишком осторожные, и цикл заряда не завершается. Свинцовые батареи страдают сильнее всех: постоянный недозаряд за несколько месяцев отбирает у них до 40% рабочей ёмкости.
Что делать. Осмотреть панели: грязь снижает выработку на 25% и больше, поэтому мыть их мягким моющим средством и водой стоит минимум дважды в год. Убрать ветки, которые бросают тень, а если тень падает в пик выработки, подумать о переносе панелей. Пик обычно приходится на промежуток с 10 до 15 часов, под него же подгоняют график заряда.
В настройках контроллера продлить стадию absorption, чтобы батарея успевала набрать полный заряд. Если недозаряд системный, добавить одну-две панели: это обычно дешевле, чем менять батарею раньше срока.
LiFePO4 эта проблема не касается. А вот свинцово-кислотные батареи сульфатация губит чаще любой другой причины.
Симптомы. Батарея не принимает полный заряд и заряжается дольше обычного, ёмкость быстро падает.
Причина. Батарея долго стоит частично разряженной. На пластинах образуются мягкие кристаллы сульфата свинца, со временем они твердеют и блокируют реакции заряда и разряда. Затвердевшие кристаллы уже не убрать.
Что делать. Лучше не допускать: держать свинцовую батарею выше 50% уровня заряда (SoC), насколько это возможно. Перед сезонным хранением полностью зарядить и подключить к зарядному устройству с режимом поддержания.
Пока кристаллы мягкие, сульфатацию иногда удаётся обратить режимом десульфатации, который есть в продвинутых зарядных устройствах: высокочастотные импульсы разбивают кристаллы. Цикл гонят 24–48 часов, потом проверяют ёмкость.
В тяжёлых случаях заряжают очень малым током C/20, то есть одной двадцатой ёмкости в час (что такое C-rate), 72 часа и дольше. Температуру при этом контролируют: выше 45 °C заряд прекращают. Так удаётся вернуть 30–50% потерянной ёмкости у умеренно сульфатированной батареи. Если такие процедуры повторяются, посчитайте, не выгоднее ли перейти на LiFePO4.
Симптомы. В мониторинге BMS ячейки заряжаются и разряжаются с разной скоростью. Отдельные модули в сборке греются сильнее соседей. Полная ёмкость системы получается меньше суммы модулей.
Причина. В любой сборке из многих ячеек есть ячейки послабее. Нагрузка на них ложится непропорционально, поэтому деградируют они быстрее, а следом за ними и вся батарея. Разница напряжений между ячейками больше 0,1 В считается серьёзным разбалансом, с ним разбираются сразу.
Что делать. Качественная BMS выравнивает ячейки сама во время заряда. Чтобы запустить балансировку принудительно, зарядите батарею до 100% и подержите на полном заряде 2–4 часа: за это время BMS подтянет отстающие ячейки. Если разбаланс не уходит, слабые ячейки придётся менять, а это работа для сервиса: вскрытие модуля лишает гарантии. Старую сборку без активной балансировки разумнее перевести на более совершенную BMS.
Раз в месяц заглядывайте в напряжения ячеек через интерфейс BMS, раз в 6–12 месяцев зовите специалиста на осмотр. Так разбаланс ловится до того, как потребуется менять всю сборку.
У ресурса батареи два главных врага, и первый из них — крайние температуры. Большинство батарей лучше всего чувствуют себя при 15–25 °C. Выше 30 °C химические реакции ускоряются, и батарея может потерять половину и больше ожидаемого срока службы. Ниже 5 °C доступная ёмкость падает на 20–30%, а литиевая батарея может вовсе отказаться принимать заряд.
Для России мороз актуальнее жары. У SE-G5.1-PRO-B в паспорте диапазоны разведены: заряд 0…+55 °C, разряд −20…+55 °C.
На морозе BMS запрещает заряд по своему датчику и сообщает об этом инвертору по CAN: панели работают, а батарея не заряжается. Это не поломка, а защита ячеек. Для неотапливаемых помещений есть модификация с подогревом, с ней заряд допускается от −20 °C. Подробно про батарею зимой — в базе знаний.
Что делать. Ставить батарею в помещение с температурой 15–25 °C. Для гаража или улицы нужен утеплённый шкаф с вентиляцией, в жёстком климате к нему добавляют активное управление температурой.
BMS сама следит за нагревом: при опасной температуре замедляет заряд или отключает батарею. Но до этого лучше не доводить. Если показания регулярно выходят за коридор 15–25 °C, ищите причину.
Второй враг ресурса — глубина разряда (DoD) и уровень заряда (SoC). Постоянный глубокий разряд сокращает ресурс: литиевые батареи выдерживают 80–90% DoD, но с ограничением на 70% живут дольше. Долгое стояние на 100% тоже изнашивает.
Для долгой службы батарею держат в коридоре 20–80%, в гибридах Deye границы заряда и разряда задаются в настройках. Что стоит за цифрой «6000 циклов» в паспорте, разобрали отдельно.
Симптомы. Белый или зеленоватый налёт на клеммах, нагрев соединений, просадки напряжения, следы искрения. Трещины, течь или вздутие корпуса.
Причина. Коррозия повышает сопротивление контакта: энергия уходит в тепло, батарея не дозаряжается. Ослабленное соединение даёт просадку напряжения, искрение и в худшем случае пожар. Механические повреждения от ударов или неправильного монтажа прямо угрожают безопасности.
Что делать. Окислившиеся клеммы зачистить металлической щёткой с раствором пищевой соды, промыть, полностью высушить и покрыть диэлектрической смазкой или антикоррозийным спреем. Болты клемм затянуть с моментом по паспорту, обычно 10–15 Н·м. Перетянутый болт срывает резьбу, недотянутый даёт сопротивление и нагрев.
Кабели с оплавлением, потемнением или повреждённой изоляцией менять. Сечение брать по току: не меньше 21 мм² (4 AWG, из наших типоразмеров это 25 мм²) для токов до 100 А и 34 мм² (2 AWG, берём 35 мм²) для больших. При каждом плановом осмотре проверять проводку на перетирание, подгар и ослабленные соединения.
Батарею с трещиной, течью или вздутием только менять: если продолжать её эксплуатировать, дело может кончиться тепловым разгоном и пожаром.
Отказ BMS, повреждение ячеек, тепловой разгон, вздувшаяся батарея, ошибка, которая не уходит после базовой диагностики. С этим только в сервис: есть риск для жизни, а нужного оборудования у владельца дома нет. Самостоятельный ремонт к тому же лишает гарантии.
Источник: блог Deye (The 6 Most Common Solar Battery Issues and How to Fix: Solar Panel Problems). Перевод и адаптация для российских условий — deye.shop.
Смешивать в одной сборке батареи разного возраста и ёмкости, тем более разных марок, не стоит. У старых выше внутреннее сопротивление, новые берут нагрузку на себя и стареют быстрее. По-хорошему сборку расширяют, заменяя все модули на одинаковые. Если это не по бюджету, новые модули собирают в отдельную сборку со своим контроллером заряда.
Зависит от ёмкости батареи в кВт·ч и от того, сколько дом потребляет и сколько солнца есть для подзарядки. Дом с электроплитой, бойлером и кондиционерами может тратить 30–35 кВт·ч в сутки, а типовой домашний накопитель хранит 10–20 кВт·ч: SE-F5 — 5,12 кВт·ч, SE-F16 — 16 кВт·ч. Если оставить только важное (холодильник, свет, котёл, медицинскую технику), одна батарея закрывает 8–12 часов. Несколько батарей с правильно рассчитанным массивом панелей тянут дом автономно.
BMS запрещает заряд ниже допустимой температуры и сообщает об этом инвертору по CAN. У SE-G5.1-PRO-B заряд разрешён при 0…+55 °C, а разряд при −20…+55 °C, так что отдавать энергию на морозе батарея будет, а принимать не станет. Это защита ячеек, а не неисправность. Выход один из двух: тёплое помещение или модификация с подогревом, у которой заряд допускается от −20 °C.
При связи с BMS по CAN не нужно: инвертор получает допустимые напряжение и ток от самой батареи. Ручные настройки нужны только батареям без связи, и тогда их сверяют с паспортом: для литиевых 48 В верхний порог обычно 54–58 В. Ошибка в этих цифрах при заряде вслепую ведёт прямо к перезаряду.
Конфигуратор посчитает инвертор и ёмкость накопителя по вашим цифрам, инженер ответит на вопросы.
