45°C, stof en een MTTR van 72 uur: onderhoudbare batterijen ontwerpen voor Afrikaanse locaties

Artikel

9 maart 2022

Bij een omgevingstemperatuur van 45°C moet de capaciteit worden verminderd, stof blokkeert de koeling en corrodeert terminals, en een enkel bezoek aan de locatie kan twee dagen duren – de realiteit van Timboektoe en Gao in Mali tot Agadez in Niger, Tsjaad en Noord-Soedan. Onderhoudbaarheid is geen add-on; het is de eerste selectiebeperking.

Wat er nog over is van het nominale vermogen bij 45°C

In het binnenland rond Timboektoe en Gao in Mali, Agadez in Niger, Tsjaad, Noord-Soedan en Mauritanië blijft de zomertemperatuur boven de 45°C en worden de interieurs van kasten nog heter. Het capaciteitscijfer op het naambord vertekent – ​​en in meer mate dan de meeste mensen verwachten. De loodzuurcapaciteit neemt af als de temperatuur daalt en stijgt als de temperatuur stijgt, dus bij 45°C levert een bepaalde batterij feitelijk meer capaciteit dan bij 25°C, een punt dat routinematig verkeerd wordt begrepen. Het echte probleem is niet minder capaciteit, maar een kortere levensduur: de levensduur van de vlotter bij 45°C is grofweg een kwart van die bij 25°C. Op locaties met hoge temperaturen is de capaciteit dus niet de beperking; het leven is dat wel. Omgekeerd zal een string met een afmeting van vier uur bij 25°C de locatie in de eerste twee jaar bij 45°C ongeveer vier en een half uur dragen, en vanaf het derde jaar onder de drie uur vallen naarmate de veroudering het overneemt. Die overshoot-dan-shortfall-curve is de klassieke back-upfoutmodus bij hoge temperaturen.

Drie manieren waarop stof schade aanricht

Stof tast een batterijsysteem langzaam maar cumulatief aan, langs drie betonnen paden. Ten eerste, geblokkeerde koeling: de inlaatfilters van de kast en de lamellen van de batterijbehuizing raken tijdens het stofseizoen binnen enkele weken verstopt, waardoor er binnenin nog eens 5°C tot 8°C ontstaat – en aangezien elke 10°C de levensduur halveert, kost dat alleen al weer een verlaging. Ten tweede, terminale corrosie: stof is op zichzelf niet geleidend, maar zodra het vochtig is, hecht het zich aan de terminals en banden en vormt een zoute elektrolytfilm, en onder de condensatiecyclus, aangedreven door dag-nacht temperatuurschommelingen, versnelt de postcorrosie aanzienlijk, neemt de contactweerstand toe en worden de terminals warm onder hoge ontladingssnelheden. Ten derde, tracking en kortsluiting: geleidend stof dat zich ophoopt tussen de positieve en negatieve polen vormt een trackingpad bij vochtig weer en veroorzaakt in ernstige gevallen lekkage aan het oppervlak of brand. De antwoorden zijn respectievelijk: maandelijks de filters vervangen door wasbaar metaalgaas, isolerende aansluitafdekkingen aanbrengen en corrosiewerend vet aanbrengen, en afblazen met droge perslucht in plaats van wassen met water.

Waarom frontterminals arbeidsuren besparen

Op locaties waar het twee dagen duurt om ze te bereiken, zijn arbeidsuren kosten, en de batterijconstructie bepaalt deze uren rechtstreeks. Conventionele batterijen hebben aansluitingen aan de bovenzijde; Eenmaal in een kast geïnstalleerd, zijn de terminals naar boven gericht achter een plank of kabelgoot, dus het controleren van één terminal betekent het verwijderen van een plank en het verplaatsen van kabels - meer dan veertig minuten om een ​​reeks van vier eenheden te inspecteren. Bij het ontwerp met terminal aan de voorkant (6-FMX-serie, 50–200Ah, negen modellen) bevinden beide terminals zich aan de voorzijde, zodat de batterijen naast elkaar tegen de kastwand kunnen worden geplaatst en voor inspectie hoeft niets te worden verwijderd; dezelfde inspectie van vier eenheden daalt onder de tien minuten. Vervanging verschilt zelfs nog meer: ​​eenheden aan de bovenkant moeten worden opgetild voordat de bedrading wordt aangesloten, terwijl eenheden aan de voorkant het mogelijk maken dat de riemen worden verwijderd en opnieuw op hun plaats worden geplaatst. Frontterminals besparen ook kastdiepte, waardoor er meer convectieruimte overblijft, wat weer leidt tot het temperatuurprobleem. In de Afrikaanse onderhoudsomgeving met hoge kosten is de jaarlijkse arbeidsbesparing als gevolg van dit structurele verschil doorgaans groter dan het prijsverschil tussen de batterijen.

Onderhoudsvrij is niet inspectievrij

De uitdrukking 'onderhoudsvrije batterij' is in Afrikaanse context zeer misleidend. Dit betekent dat er geen gedestilleerd water moet worden bijgevuld, en dat er geen inspectie nodig is. Juist omdat de cel niet kan worden geopend om het elektrolyt te controleren, zijn externe indicatoren belangrijker. Een inspectielijst die geschikt is voor dure toegang tot de locatie bestaat uit vijf items: ten eerste de interne weerstand van het monoblok gemeten met een draagbare tester, waarbij iets meer dan 20% van het stringgemiddelde wordt gemarkeerd; ten tweede, monoblokspanning in rust, die iets meer dan 0,05 V van het gemiddelde markeert; ten derde, de eindtemperatuur gemeten met een infraroodpistool onmiddellijk na ontlading, waarbij een verschil van 5°C abnormale contactweerstand aangeeft; ten vierde, visuele conditie, waarbij de nadruk ligt op zwelling van de behuizing, terminale corrosie en vloeistofsporen; ten vijfde, omgeving, piektemperatuur van de opnamekast en filterblokkering. Alle vijf zijn ze minder dan vijftien minuten onderweg, maar verkleinen de kans op een plotselinge uitval van de hele string aanzienlijk. De sleutel is om het inspectie-interval te koppelen aan de toegangskosten: als een bezoek twee dagen duurt, stel dan geen driemaandelijkse cyclus in; stel een zesmaandelijkse cyclus in waarin alle vijf de items verplicht zijn. Lagere frequentie is acceptabel; overgeslagen items niet.

MTTR rijden van 72 uur tot 24 uur

In de Sahel is een MTTR van 72 uur normaal, en voor het bereiken van 24 uur zijn vier hefbomen tegelijk nodig. Ten eerste de locatie van de reserveonderdelen: complete strings vooraf positioneren in regionale magazijnen binnen zes uur rijden, op 3% tot 5% van het aantal locaties, met een compleet modellengamma. Ten tweede, vervangbaarheid: kies monoblokken met een draaggewicht van twee personen (12V-units aan de voorzijde wegen meestal 30 tot 65 kg) en vermijd grote 2V-cellen die hefapparatuur of draagwerk voor vier personen nodig hebben; verbinden met bouten, niet met lasverbindingen. Ten derde, pre-configuratie: complete strings matchen, opladen en labelen in het magazijn, zodat de field swap een directe vervanging is zonder matching of initiële kosten ter plaatse. Ten vierde, vroegtijdige waarschuwing op afstand: monitor de monoblokspanning en interne weerstand en sla twee tot vier weken voor een storing alarm, waarbij corrigerende oproepen worden omgezet in gepland werk – de grootste MTTR-verbetering, omdat de meeste oproepen geen noodgevallen meer zijn. Alle vier leveren 24 uur; de eerste drie alleen al bereiken doorgaans slechts 48.

Een checklist voor het retrofitten van kasten voor populaire locaties

Kies de juiste batterij en laat de kast met rust, en de helft van het voordeel verdwijnt. Een direct bruikbare checklist voor populaire sites bestaat uit zes items. Voeg eerst een geïsoleerde overkapping of dubbel dak toe om directe zonnestraling tegen te houden – de grootste temperatuurdaling in de Sahel en de goedkoopste maatregel. Ten tweede: verplaats de luchtinlaat naar de schaduwzijde en plaats een wasbaar metaalstofgaas met een groter oppervlak dan het oorspronkelijke ontwerp, aangezien de luchtstroom behouden moet blijven, zelfs als deze gedeeltelijk geblokkeerd is. Ten derde: plaats een thermostatische ventilator die is ingesteld om te starten bij 40°C en te stoppen bij 35°C, met een verschil van 5°C, anders draait de ventilator kort en gaat de levensduur ervan achteruit. Ten vierde: til de accubank minimaal 300 mm van de vloer van de kast om te ontsnappen aan de hittezak en eventueel stilstaand moessonwater. Ten vijfde: breng een lichtgekleurde reflecterende coating aan in de kast om de absorptie van zonlicht te verminderen, wat vooral effectief is op metalen behuizingen. Ten zesde: plaats een schot boven de accubank, zodat de ventilator niet rechtstreeks op de cellen blaast en een plaatselijk temperatuurverschil veroorzaakt; dit wordt vaak over het hoofd gezien, maar een verschil zorgt ervoor dat monoblokken in verschillende snelheden verouderen totdat de hele snaar wordt beperkt door de zwakste eenheid. Samen verlagen deze zes de kasttemperatuur doorgaans met 8°C tot 12°C, wat de levensduur verdubbelt. De kosten liggen ver onder het vervangen van één snaar en zouden op hete locaties standaard moeten zijn, en geen optie. View Telecom Backup Power Selection