エネルギー貯蔵システムはなぜ容量を失うのでしょうか?

「容量」とは実際には何を意味するのか

バッテリーの容量は水槽の大きさと同じだと考えてください。システムが新しいとき、タンクはフルサイズ -、たとえば 10 ガロンでした。-時間の経過とともに、タンクの壁はゆっくりと近づいていきます。タンクは依然として「100%」まで満たされますが、より小さいタンクの 100% には以前よりも少ない水が入ります。バッテリーがディスプレイに「完全に充電されている」と表示されていても、予想よりも早く電池が切れてしまうのはこのためです。

通常の摩耗と何か問題が発生しているか

容量が徐々にゆっくりと低下するのはバッテリーの化学反応の一部であり、-これは避けられません。しかし、容量が急激に低下する場合、またはシステムが短期間にストレージ容量の大部分を突然失う場合は、ほとんどの場合、特定の問題を示しています。最も一般的なものを見てみましょう。

1. 充放電サイクルが多すぎる、速すぎる

すべてのバッテリーセルには定格サイクル寿命があり、有効な容量が失われ始めるまでに完全に充電および放電できる回数 - があります。ほとんどの商用製品で使用される高品質の LFP セル用 太陽エネルギー貯蔵システム通常、その数は 3,000 ～ 6,000 サイクルになります。 NMC (ニッケル マンガン コバルト) の化学反応速度は低く、通常は約 1,000 ～ 2,000 サイクルです。

システムのサイクルが頻繁に行われている場合は、- 毎日フル充電と放電を行う - と、これらのサイクルがより早く消費されます。 1 日 1 回のシステム サイクルは、約 8 年間で 3,000 サイクルに達します。システムは 1 日に 2 回循環し、4 回で到着します。それは故障ではありません。それはただの数学です。通常、修正は BMS ソフトウェアを通じて使用パターンや料金スケジュールを調整することによって行われます。

2. 極度の高温または低温での動作

おそらく温度は、バッテリーの寿命に影響を与える最大の要因です。 MIT 電子研究所の研究によると、40 度 (104 °F) を超えて常に動作しているリチウム電池は、約 25 度 (77 °F) に保たれている電池よりも 2 ～ 3 倍早く劣化する可能性があります。低温側では、0 度を下回るとパフォーマンスが著しく低下します -。セルが永久に損傷するためではなく、根底にある化学反応が大幅に減速するためです。

まさにこれが、適切に構築されたエネルギー貯蔵システムコンテナアクティブな熱管理を備えた機能は、{0}あると便利なだけではなく、-実際のパフォーマンスに不可欠です。-温度制御を行わずに屋外の筐体に設置されたシステムは、事実上、どれくらいの速度で劣化するかをゆっくりと実験していることになります。 Sunhingstones では、出荷するすべてのコンテナ化ユニットに、外部条件に関係なくセルを最適な 20 ～ 35 度の範囲内に保つように設計されたデュアルモード熱システム - アクティブ冷却および加熱 - が組み込まれています。

3. 毎回 100% まで充電し、0% まで放電する

これは多くのお客様を驚かせます。完全に充電し、最後の電力をすべて使い切ると、お金の価値が得られるように思えます。実際には、これは容量の損失を加速する最も早い方法の 1 つです。バッテリーエンジニアは、放電深度 (DoD) - について話します。つまり、各サイクルでパックをどれだけ深く放電するかということです。

に発表された研究エレクトロキミカ アクタシステムを 20 ～ 80% の充電ウィンドウ内に維持すると、一貫した 0 ～ 100% サイクルを実行する場合と比較して、サイクル寿命を最大 200% 延長できることがわかります。ほとんどの高品質エネルギー貯蔵システム メーカーでは、BMS 設定で充電および放電の制限を直接設定できます。あなたの製品にそのオプションがない場合は、サプライヤーに相談する価値があります。

4. セルの不均衡と BMS キャリブレーションの問題

バッテリー パックは 1 つの大きなセルではなく、- 何百、何千もの小さなセルが配線されたものです。時間の経過とともに、これらのセルの充電レベルは自然にばらつき、この状態をセルの不均衡と呼びます。バッテリー管理システム (BMS) が適切に調整されていない場合、このドリフトを十分に早期に検出して修正できない可能性があります。一部のセルは過充電になり、他のセルは十分に使用されず、パック全体の劣化が加速します。

この兆候としては、週ごとに著しく異なる容量測定値を報告するシステムや、明確な原因なしに表示されたり消えたりする警告インジケーターが挙げられます。 BMS の再調整 - は、訓練を受けた技術者がリモートで実行できる場合が多い - ことで、この問題を完全に解決できることがよくあります。

5. 最初は低品質のセル-

これはエネルギー貯蔵業界における不快な真実です。すべてのバッテリーセルが同等であるわけではなく、すべてのサプライヤーが自社製品の実際の内容について率直に述べているわけではありません。偽造品または規格外のセル - は、グレード A として販売されることもありますが、実際には再利用されたもの、または低品質のセル - であり、CATL、BYD、EVE Energy などの信頼できるメーカーの純正セルよりも 3 ～ 5 倍早く劣化する可能性があります。

エネルギー貯蔵システムのコンテナメーカーを評価するときは、特にセルの出自について尋ねてください。信頼できる工場は、セルテストレポートやサイクル寿命に関する文書を提供し、どのセルブランドから調達しているかを正確に教えてくれます。サプライヤーがこれらの質問に明確に答えられない場合は、危険信号として受け止めてください。他で安価なシステムを購入した後に当社に相談に来られるお客様を私たちは見てきましたが、彼らが経験している容量の損失は、単に最初から製品に組み込まれていたものに起因するものです。

6. 互換性のないシステム構成

これは、顧客が異なるブランドのコンポーネントを混合している太陽エネルギー貯蔵システムのセットアップで頻繁に発生します。バッテリーの最適範囲をわずかに外れた電圧で充電するようにインバーターが構成されている場合、または充電コントローラーが BMS と適切に通信していない場合、目に見えるアラームがトリガーされることなく、セルに慢性的な低レベルのストレスが発生する可能性があります。-何か月、何年もかかると、そのストレスは原因不明の能力低下として蓄積されます。

最近ソーラー パネルを追加したり、インバータを変更したり、何らかの方法でシステム構成を変更したり - し、- の直後に容量の低下に気づいた場合は、まずここを確認する価値があります。

東南アジアの物流会社から、2024 年の初めに当社に問い合わせがありました。同社は、元々はサンヒンストーンズ製ではなかった 500kWh のコンテナ化ストレージ システム - - を約 26 か月前に設置しており、現在、使用可能な容量は約 350kWh にとどまっています。 2 年未満での 30% の低下は、通常の劣化範囲を大きく超えています。

当社のエンジニアはシステムのデータ ログを調査し、2 つの複合的な問題を発見しました。

コンテナには積極的な温度管理がありませんでした。夏の間、倉庫の周囲温度は定期的に 44 ～ 47 度に達しました。

BMS は、毎晩 100% まで充電し、毎日 5% まで放電するように構成されていました。-これは長期的なセルの健全性にとって、本質的に考えられる最悪の国防総省パターンです。-

細胞自体はまだ機能していました。損傷は、セル自体ではなく、システムの構成と収容方法によって生じました。私たちは、クライアントが適切に熱管理されたシステムへの移行を支援しました。エネルギー貯蔵システム 5500WBMS 充電ウィンドウを 15 ～ 85% に再構成しました。 3 か月以内に容量が安定しました。翌年には、セルのバランスが改善され、劣化が通常の年間範囲内に戻ったため、使用可能な容量の約 8% が​​回復しました。

Sunhingstones は、商用クライアント向けの設置後診断とシステム最適化における取り組みが評価され、2024 年に ESTA (エネルギー貯蔵技術協会) に認められました。-

システムを保護するためにエンジニアリングの知識は必要ありません。これらの手順により、真の違いが生まれます。

チャージウィンドウを設定します。毎日の使用のために 20% ～ 80% の間で充電するように BMS を構成します。毎月の校正のために全サイクル (0 ～ 100%) を予約します。

動作温度を管理します。システムを直射日光で焼き付けたり、気候制御なしで冬の間稼働させたりしないでください。エンクロージャにアクティブな温度管理がない場合は、対処する価値があります。

ファームウェアを最新の状態に保ちます。 BMS ファームウェアのアップデートには、多くの場合、セル バランシング アルゴリズムと保護しきい値の改善が含まれます。半年ごとにチェックしてください。

毎月完全なサイクルを実行します。月に 1 回、制御された 0 ～ 100% サイクルにより、BMS は容量読み取り値を正確に再調整することができます。

システム構成を監査します。ブランドを混合したり、コンポーネントを変更した場合は、構成をレビューして、すべてが仕様内で動作していることを確認してください。

年に一度の健康診断をスケジュールします。年に 1 回の容量テストと BMS レビューにより、問題が悪化して修正が困難になる前に問題が発見されます。

上記の問題のほとんどは、早期に発見して修正できます。ただし、状況によっては、自分でトラブルシューティングを行うよりも電話を必要とする場合があります。-

最初の 12 か月以内に容量が 15% 以上減少しました

システムは「フル充電」と表示されますが、異常に早く電力が切れてしまいます

リセット後も BMS 障害コードが再発する

バッテリー筐体に異常な臭い、過度の熱、または目に見える膨張がある

容量の測定値は、明確な理由もなく日によって大きく異なります

新しいシステムの市場にも参入している場合-、エネルギー貯蔵システムのコンテナ工場から直接調達する場合でも、卸売エネルギー貯蔵システム パッケージを評価する場合でも-、購入前にエンジニアリングに関するコンサルティングを受けるのに良い機会です。適切なシステム、適切なサイズ、最初から適切に構成されていれば、これらの問題のほとんどを完全に回避できます。