45°C, Bụi và MTTR 72 giờ: Thiết kế pin có thể bảo trì cho các địa điểm ở Châu Phi

Bài viết

Ngày 9 tháng 3 năm 2022

Ở nhiệt độ xung quanh 45°C, công suất phải giảm xuống, bụi chặn quá trình làm mát và ăn mòn các thiết bị đầu cuối, đồng thời một chuyến thăm địa điểm có thể mất hai ngày - thực tế là từ Timbuktu và Gao ở Mali đến Agadez ở Niger, Chad và miền bắc Sudan. Khả năng bảo trì không phải là một tiện ích bổ sung; đó là ràng buộc lựa chọn đầu tiên.

Công suất định mức còn lại ở 45°C

Tại các địa điểm nội địa xung quanh Timbuktu và Gao ở Mali, Agadez ở Niger, Chad, phía bắc Sudan và Mauritania, nhiệt độ môi trường mùa hè giữ ở mức trên 45°C và bên trong tủ vẫn nóng hơn. Con số về dung lượng bảng tên bị biến dạng - và nhiều hơn mức mà hầu hết mọi người mong đợi. Dung lượng axit chì giảm khi nhiệt độ giảm và tăng khi nhiệt độ tăng, do đó, ở 45°C, một cục pin nhất định thực sự mang lại nhiều công suất hơn ở 25°C, một điểm thường bị hiểu lầm. Vấn đề thực sự không phải là công suất thấp hơn mà là tuổi thọ ngắn hơn: tuổi thọ phao ở 45°C chỉ bằng khoảng một phần tư so với tuổi thọ ở 25°C. Khi đó, ở những nơi có nhiệt độ cao, công suất không phải là hạn chế mà chính là tuổi thọ. Ngược lại, một sợi dây có kích thước trong bốn giờ ở 25°C sẽ chịu được vị trí này trong khoảng bốn giờ rưỡi trong hai năm đầu tiên ở nhiệt độ 45°C, sau đó giảm xuống dưới ba giờ kể từ năm thứ ba khi quá trình lão hóa diễn ra. Đường cong vượt mức rồi thiếu hụt đó là dạng lỗi dự phòng ở nhiệt độ cao cổ điển.

Ba cách bụi gây thiệt hại

Bụi ảnh hưởng đến hệ thống pin một cách chậm rãi nhưng tích lũy theo ba con đường cụ thể. Thứ nhất, làm mát bị chặn: bộ lọc cửa hút tủ và cửa thông gió của vỏ pin bị tắc trong vòng vài tuần trong mùa bụi, khiến nhiệt độ bên trong tăng thêm 5°C đến 8°C — và vì cứ mỗi 10°C lại giảm một nửa tuổi thọ, chỉ điều đó thôi cũng khiến cho nhiệt độ giảm thêm một lần nữa. Thứ hai, ăn mòn thiết bị đầu cuối: bản thân bụi không dẫn điện, nhưng khi bị ẩm, nó bám vào các thiết bị đầu cuối và dây đai tạo thành màng điện phân muối, và trong chu kỳ ngưng tụ do sự thay đổi nhiệt độ ban ngày/đêm, quá trình ăn mòn sau tăng tốc rõ rệt, điện trở tiếp xúc tăng lên và các thiết bị đầu cuối nóng lên khi phóng điện tốc độ cao. Thứ ba, theo dõi và rút ngắn: bụi dẫn điện tích tụ giữa các cực dương và cực âm tạo thành đường theo dõi trong thời tiết ẩm ướt và trong trường hợp nghiêm trọng có thể gây rò rỉ bề mặt hoặc cháy. Các câu trả lời lần lượt là: thay bộ lọc bằng lưới kim loại có thể giặt được định kỳ hàng tháng, lắp vỏ bọc cách điện của các thiết bị đầu cuối và bôi mỡ chống ăn mòn, đồng thời xả khí nén khô thay vì rửa bằng nước.

Tại sao thiết bị đầu cuối phía trước tiết kiệm giờ lao động

Tại các địa điểm phải mất hai ngày để đến nơi, số giờ lao động là chi phí và việc xây dựng pin quyết định trực tiếp số giờ đó. Pin thông thường có cực trên; sau khi được lắp vào tủ, các thiết bị đầu cuối hướng lên phía sau kệ hoặc khay cáp, vì vậy, việc kiểm tra một thiết bị đầu cuối có nghĩa là tháo giá và di chuyển cáp — mất hơn bốn mươi phút để kiểm tra một chuỗi bốn đơn vị. Thiết kế thiết bị đầu cuối phía trước (sê-ri 6-FMX, 50–200Ah, chín mẫu) đặt cả hai thiết bị đầu cuối ở mặt trước, do đó pin có thể đặt cạnh nhau trên thành tủ và việc kiểm tra không cần phải tháo gì ra; cùng một cuộc kiểm tra bốn đơn vị giảm xuống dưới mười phút. Việc thay thế thậm chí còn khác biệt hơn: các thiết bị đầu cuối trên cùng phải được nhấc ra trước khi nối dây, trong khi các thiết bị đầu cuối phía trước cho phép tháo dây đai và lắp lại vào đúng vị trí. Các thiết bị đầu cuối phía trước cũng tiết kiệm độ sâu của tủ, giúp tạo ra nhiều khoảng trống đối lưu hơn — quay trở lại vấn đề nhiệt độ. Trong môi trường bảo trì chi phí cao ở Châu Phi, số lao động tiết kiệm hàng năm nhờ sự khác biệt về cấu trúc này thường vượt quá chênh lệch giá giữa các loại pin.

Không cần bảo trì cũng như không cần kiểm tra

Cụm từ 'pin không cần bảo trì' gây hiểu nhầm sâu sắc trong bối cảnh châu Phi. Nó có nghĩa là không bổ sung nước cất, không kiểm tra. Chính vì không thể mở tế bào để kiểm tra chất điện phân nên các chỉ số bên ngoài quan trọng hơn. Danh sách kiểm tra phù hợp với quyền truy cập địa điểm có chi phí cao có năm mục: thứ nhất, điện trở trong khối đơn được đo bằng máy kiểm tra di động, gắn cờ bất cứ thứ gì lớn hơn 20% so với giá trị trung bình của chuỗi; thứ hai, điện áp đơn khối ở trạng thái nghỉ, gắn cờ bất cứ thứ gì lớn hơn 0,05V so với giá trị trung bình; thứ ba, nhiệt độ đầu cực được đo bằng súng hồng ngoại ngay sau khi phóng điện, trong đó chênh lệch 5°C cho thấy điện trở tiếp xúc bất thường; thứ tư, tình trạng thị giác, tập trung vào trường hợp sưng tấy, ăn mòn đầu cuối và dấu vết chất lỏng; thứ năm, môi trường, tủ ghi nhiệt độ cao nhất và tắc nghẽn bộ lọc. Cả năm đều mất chưa đến mười lăm phút tại chỗ nhưng giảm đáng kể khả năng xảy ra lỗi toàn bộ chuỗi đột ngột. Điều quan trọng là gắn khoảng thời gian kiểm tra với chi phí truy cập: trong đó một chuyến thăm kéo dài hai ngày, không đặt chu kỳ hàng quý - hãy đặt chu kỳ sáu tháng với tất cả năm mục bắt buộc. Tần số thấp hơn có thể chấp nhận được; các mục bị bỏ qua thì không.

Lái xe MTTR từ 72 giờ đến 24 giờ

Ở Sahel, MTTR 72 giờ là bình thường và để đạt được 24 cần có bốn đòn bẩy cùng một lúc. Đầu tiên, vị trí dự phòng: đặt trước các chuỗi hoàn chỉnh trong các kho khu vực trong vòng sáu giờ lái xe, ở mức 3% đến 5% số lượng địa điểm, với phạm vi mô hình hoàn chỉnh. Thứ hai, khả năng thay thế: chọn khối đơn khối phù hợp với trọng lượng xử lý dành cho hai người — các thiết bị 12V đầu cuối phía trước chủ yếu nặng từ 30 đến 65kg — và tránh các tế bào 2V lớn cần thiết bị nâng hoặc mang cho bốn người; kết nối bằng bu lông, không dùng mối hàn. Thứ ba, cấu hình trước: so khớp, tính phí và dán nhãn các chuỗi hoàn chỉnh trong kho để việc hoán đổi trường là sự thay thế trực tiếp mà không cần tính phí khớp hoặc tính phí ban đầu tại chỗ. Thứ tư, cảnh báo sớm từ xa: giám sát điện áp monobloc và điện trở trong, đồng thời đưa ra cảnh báo từ hai đến bốn tuần trước khi xảy ra sự cố, chuyển các chú thích khắc phục thành công việc đã lên kế hoạch — cải tiến MTTR lớn nhất vì hầu hết các chú thích không còn là trường hợp khẩn cấp. Cả bốn đều giao hàng 24 giờ; riêng ba người đầu tiên thường chỉ đạt 48.

Danh sách kiểm tra trang bị thêm tủ cho các địa điểm nóng

Chọn loại pin phù hợp và để nguyên tủ, một nửa lợi ích sẽ biến mất. Danh sách kiểm tra có thể áp dụng trực tiếp cho các trang web nóng có sáu mục. Đầu tiên, thêm một mái che cách nhiệt hoặc mái đôi để ngăn ánh nắng trực tiếp - biện pháp giảm nhiệt độ lớn nhất ở Sahel và là biện pháp rẻ nhất. Thứ hai, di chuyển cửa hút gió đến mặt có bóng râm và lắp lưới chắn bụi kim loại có thể giặt được với diện tích lớn hơn thiết kế ban đầu, vì luồng gió phải được duy trì ngay cả khi bị chặn một phần. Thứ ba, lắp một quạt điều nhiệt được thiết lập để bắt đầu ở 40°C và dừng ở 35°C, với mức chênh lệch 5°C hoặc quạt hoạt động trong thời gian ngắn và tuổi thọ của quạt sẽ giảm. Thứ tư, nâng bộ pin lên khỏi sàn tủ ít nhất 300mm để thoát khỏi túi nhiệt và nước đọng do gió mùa. Thứ năm, phủ một lớp phản chiếu sáng màu bên trong tủ để giảm sự hấp thụ năng lượng mặt trời — đặc biệt hiệu quả trên vỏ kim loại. Thứ sáu, lắp một vách ngăn phía trên bộ pin để quạt không thổi trực tiếp vào các tế bào và tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ cục bộ; điều này thường bị bỏ qua, tuy nhiên sự khác biệt làm cho các monobloc già đi với tốc độ khác nhau cho đến khi toàn bộ chuỗi bị giới hạn bởi đơn vị yếu nhất. Sáu thiết bị này kết hợp với nhau thường làm giảm nhiệt độ tủ từ 8°C xuống 12°C, giúp tăng gấp đôi tuổi thọ. Chi phí thấp hơn nhiều so với việc thay thế một chuỗi và phải là thông lệ tiêu chuẩn tại các trang web phổ biến chứ không phải là một lựa chọn. View Telecom Backup Power Selection