Dlaczego Twój agregat „wariuje”? Prawdziwe serce systemu drzemie w akumulatorze

Zima to czas bezlitosnej próby dla autonomicznych systemów zasilania. Gdy temperatura spada do -15°C, a panele fotowoltaiczne pokrywa warstwa śniegu, cała odpowiedzialność za pracę wież monitorujących CCTV spada na akumulatory. Jak pokazuje analiza przeprowadzona przez zespół serwisowy mTower, wybór technologii magazynowania energii to nie tylko kwestia ceny, ale przede wszystkim stabilności całego systemu i ochrony drogich komponentów, takich jak agregaty spalinowe.

Architektura systemu: Teoria vs. Rzeczywistość

Analizie poddano system zasilający wieżę monitorującą (CCTV i IR), który w standardowych warunkach pracował bez zarzutu. Architektura opierała się na:

• Pakiecie akumulatorów: Dwa ogniwa Victron Energy typu GEL, Deep Cycle (12V 220Ah), połączone w zestaw 24V.
• Ładowaniu hybrydowym: Panele fotowoltaiczne jako źródło główne oraz agregat spalinowy 24VDC z automatycznym startem przy progu 23,5V jako wsparcie.

Krytyczny moment nastąpił wraz z nadejściem fali mrozów (-15°C). Splot dwóch zdarzeń – zasypania paneli przez śnieg oraz ludzkiego błędu (nie uzupełnienie paliwa w agregacie na czas) – doprowadził do sytuacji ekstremalnej: system przez całą noc czerpał energię wyłącznie z akumulatorów, doprowadzając do ich głębokiego rozładowania.

Chcesz uniknąć podobnych awarii w swoich systemach? Poznaj nasze niezawodne rozwiązania dla wież monitorujących CCTV na mtower.pl

Anatomia awarii: Co dzieje się przy 20,3V?

Monitoring odnotował spadek napięcia do poziomu 20,3V. Dla akumulatora żelowego w tej temperaturze był to wyrok.

• Zamarzanie elektrolitu: Gęstość elektrolitu w akumulatorach kwasowo-ołowiowych (w tym GEL) zmienia się wraz z poziomem naładowania. O ile pełny akumulator zamarza dopiero przy -60°C, o tyle rozładowany do 0% może zamarznąć już przy -5°C.
• Zjawisko „odbijania” napięcia: Po uzupełnieniu paliwa przez serwis, agregat zaczął pracować w niszczycielskim cyklu „taktowania”. Zamiast stabilnego ładowania, na wykresie zaobserwowano serię ostrych pików. Uszkodzone i zamarznięte ogniwa nie przyjmowały prądu, wykazując ogromną rezystancję wewnętrzną. System błędnie interpretował chwilowe skoki napięcia jako naładowanie i wyłączał agregat, by po sekundzie uruchomić go ponownie.
• Efekt fizyczny: Próba szybkiego ładowania zamarzniętego elektrolitu doprowadziła do gwałtownego wzrostu ciśnienia gazów. Siła była tak duża, iż fragment bocznej ściany obudowy został całkowicie oderwany, odsłaniając wewnętrzne płyty ołowiane.

Agregat pod ostrzałem – konsekwencje dla mechaniki

Często klienci zgłaszają reklamacje na agregaty, twierdząc, iż „źle ładują”. W tym przypadku urządzenie było sprawne, ale zmuszone do pracy w niszczycielskich warunkach. Bardzo krótkie cykle pracy sprawiły, iż silnik spalinowy nie osiągał temperatury roboczej. Niespalone paliwo zaczęło skraplać się i spływać do miski olejowej, co jest prostą drogą do zatarcia silnika.

LiFePO4: Nowa era bezpieczeństwa

W tym samym czasie i lokalizacji testowano system B, oparty na technologii LiFePO4 (LFP) 200Ah z systemem grzewczym. Różnica w kulturze pracy systemu była uderzająca:

1. Głębsza rezerwa: LFP pozwala na bezpieczne wykorzystanie 90-95% energii, podczas gdy w technologii GEL na mrozie realna pojemność spada drastycznie.
2. Inteligentny BMS: Gdy agregat się uruchomił, system najpierw zasilił maty grzewcze, aby podgrzać ogniwa powyżej 5°C, a dopiero potem rozpoczął ładowanie.
3. Sprawność ładowania: LFP „pije” prąd jak gąbka dzięki niskiej rezystancji, co pozwoliło agregatowi na jeden, stabilny i efektywny 2-godzinny cykl pracy.

Twarde dane: Zestawienie 7 dni testu:

System GEL (Stary standard):

• Praca agregatu: Ponad 30 startów (wyniszczające silnik taktowanie).
• Stan po mrozie: Akumulator całkowicie zniszczony i rozsadzony.
• Ryzyko awarii silnika: Bardzo wysokie (obserwowano paliwo w oleju).
• Energia PV: Wykorzystanie ograniczone przez wysoki opór wewnętrzny.

System LFP (Nowy standard mTower):

• Praca agregatu: Tylko 1 pełny, zdrowy cykl pracy.
• Stan po mrozie: Akumulator pozostał w 100% sprawny.
• Ryzyko awarii silnika: Ograniczone do minimum
• Energia PV: Maksymalna efektywność i szybkie przyjmowanie ładunku.

Wnioski dla profesjonalistów

To studium przypadku dowodzi, iż akumulatory są sercem systemu hybrydowego. Inwestycja w technologię LiFePO4 z matami grzewczymi to nie tylko wygoda, ale realna ochrona przed kosztownymi naprawami agregatów i przerwami w monitoringu.

Pamiętaj: Agregat jest tylko narzędziem, a jego poprawna praca zależy od zdolności akumulatorów do przyjmowania ładunku.