Einführung
Solare Straßenlaternen sind sowohl in abgelegenen Regionen als auch in städtischen Gebieten zu einer wichtigen Infrastruktur geworden. Allerdings werden sie seit langem mit Blei-Säure-Batterien betrieben, die bekannte Herausforderungen mit sich bringen:
- Kurze Lebenserwartung-sie müssen häufig nach 1-3 Jahren ausgetauscht werden, was sowohl die Kosten als auch den Arbeitsaufwand in die Höhe treibt;
- Schlechte Leistung bei niedrigen Temperaturen-Leistung sinkt unter dem Gefrierpunkt dramatisch ab, was oft zu plötzlichen Ausfällen führt;
- Hoher WartungsaufwandRegelmäßige Bewässerungs-, Reinigungs- und Ausgleichsladungszyklen verbrauchen Ressourcen.
In einer Zeit, in der grüne Energie und intelligente Städte im Vordergrund stehen, streben wir nach besseren Batterielösungen. Die 12V 100Ah Natrium-Ionen-Akku hervorsticht. Seine wichtigsten Stärken -flache Tieftemperatur-Entladekurve, lange Lebensdauer (>4.000 Zyklen)und relativ geringes Gewicht (etwa 13,5 kg)-sie zu einer sinnvollen Aufrüstung der solaren Beleuchtungsinfrastruktur machen.
Dieser Artikel befasst sich eingehend mit Szenarien für SolarstraßenlampenWie diese Natrium-Ionen-Batterie die Anforderungen in der Praxis erfüllt und was Integratoren, Händler und Entscheidungsträger wissen müssen.
Fünf wichtige Anforderungen an die Batterie und Probleme bei Solar-Straßenlampen
Solare Straßenleuchten stellen besondere Anforderungen an ihre Batteriesysteme. Hier sind die fünf wichtigsten Anforderungen und die Schwierigkeiten, die Blei-Säure-Batterien bei der Erfüllung dieser Anforderungen haben:
1. Kaltstart- und Entladungsstabilität
Bei -10°C oder darunter sinkt die Kapazität von Blei-Säure-Batterien um 30-50%, was zu häufigen nächtlichen Ausfällen führt, insbesondere in nördlichen Klimazonen oder in hoch gelegenen Städten. Die Natrium-Ionen-Batterie arbeitet zuverlässig bis zu -20°C Entladetemperatur mit stabile SpannungDadurch wird ein plötzlicher Leistungsabfall vermieden.
2. Lange Zykluslebensdauer (≥4.000 Zyklen)
Viele Projekte zielen auf eine Betriebsdauer von 5-7 Jahren bei minimaler Wartung ab. Blei-Säure-Batterien halten in der Regel 500-1.000 Zyklen, während Natrium-Ionen-Batterien eine lange Lebensdauer von bis zu 4.000 Zyklenwas die Intervalle für den Batteriewechsel erheblich verlängert.
3. Geringer Wartungsaufwand & Fernüberwachung
Abgelegene Standorte machen eine regelmäßige Wartung teuer. Die ideale Batterie muss sowohl wartungsarm sein als auch eine Ferndiagnose ermöglichen, um Einsätze vor Ort zu vermeiden. Die eingebaute intelligente Gebäudeleittechnik schützt vor Überladung, Überentladung, Überstrom und Übertemperatur und unterstützt Kommunikationsprotokolle wie CAN/RS485 für die Fernverwaltung.
4. Volumen- und Gewichtsbeschränkungen des Batteriekastens
Verschiedene Leuchtendesigns bieten nur begrenzten Platz im Inneren. Sperrige Blei-Säure- oder Lithium-Zellen passen möglicherweise nicht ohne Umgestaltung. Diese Natrium-Ionen-Batterie hat einen kompakte Größe (363 × 212 × 230 mm) und wiegt nur etwa 13,5 kgetwa 40% ist leichter als gleichwertige Blei-Säure-BatterienDies erleichtert den Einbau und verringert die strukturelle Belastung.
5. Schutzart (IP65 oder höher)
In Außenbereichen ist die Batterie Staub, Regen und sogar Stürmen ausgesetzt. Sie muss vollständig gegen das Eindringen von Wasser und gegen Witterungseinflüsse abgedichtet sein. Unsere Batterie hat folgende Eigenschaften Wasser- und staubdicht gemäß IP65die eine zuverlässige Leistung unter rauen Außenbedingungen gewährleistet.
Tabelle 1: Typische Anwendungen von Solar-Straßenlampen und Probleme mit Batterien
| Anwendungsszenario | Aktuelle Batterieschwäche | Kritische Batterieleistung erforderlich |
|---|
| Winterkalte Gebiete | Blei-Säure fällt unter -10°C aus | Kaltstart, stabile Entladung (-20℃ fähig) |
| Abgelegene Bergregionen | Häufige Wartungsarbeiten, keine Techniker vor Ort | Hohe Lebensdauer (≥4000 Zyklen), wartungsfrei |
| Hohe Luftfeuchtigkeit oder Küstenregionen | Korrosion, Zersetzung der Dichtungen | Wasser- und staubdichtes IP65-Gehäuse |
| Kompakte All-in-One-Halterungen | Begrenzter Platz, schwere Batterien | Hohe Energiedichte, kompakte Größe (363×212×230mm) |
| Langfristige Beleuchtung (10+ Stunden pro Nacht) | Langsames Aufladen, geringe Entladetiefe | Schnelles Laden/Entladen (max. Ladestrom 50 A), effiziente Energienutzung |
Grenzen von Blei-Säure und Lithium-Eisen-Phosphat für Solarbeleuchtung
Sowohl Blei- als auch Lithiumbatterien haben ihre Berechtigung, aber beide haben Nachteile, wenn sie in der solaren Straßenbeleuchtung eingesetzt werden.
- Blei-Säure:
- Bietet eine geringe Kapazität bei kaltem Wetter.
- Aufgrund der begrenzten Lebensdauer ist ein häufiger Austausch erforderlich.
- Bleibt schwer und wartungsintensiv, was die Betriebskosten in die Höhe treibt.
- Lithiumeisenphosphat (LiFePO₄):
- Bietet eine bessere Zyklenlebensdauer (4.000-6.000 Zyklen) und einen größeren Temperaturbereich.
- Allerdings ist es deutlich schwerer und teurer.
- Erhöht die Komplexität der Konstruktion; Installateure müssen häufig die Montage und das Wärmemanagement ändern.
Dies lässt Raum für Natrium-Ionen, die eine ausgewogene Alternative darstellen.
Tabelle 2: Leistungsvergleich der Batterietypen
| Parameter | Blei-Säure | LiFePO₄ | 12V 100Ah Natrium-Ion |
|---|
| Zyklus Leben | 500-1,000 | 4,000-6,000 | ≥ 4,000 |
| Leistung bei niedrigen Temperaturen | Schlecht | Gut | Ausgezeichnet (-40℃ Entladefähigkeit) |
| Gewicht | Schwer | Schwerer | Leicht (~13,5 kg, ~40% leichter als Blei-Säure) |
| Wartung | Hoch | Niedrig | Sehr niedrig |
| Kosten | Niedrig | Hoch | Mäßig |
| Schutzart | Variiert | Variiert | IP65 Wasserdicht und staubdicht |
12V 100Ah Natrium-Ionen-Batterie: Technische Haupteigenschaften & standortspezifische Vorteile
Hier heben wir die Merkmale hervor, die für Integratoren und Planer am wichtigsten sind:
- Intelligente BMS - Es bietet Schutz vor Überladung/Entladung, Temperaturüberwachung und Schnittstellen über CAN/RS485. Er ermöglicht Fernüberwachung und Fehlermeldungen - wichtig für unbeaufsichtigte Installationen.
- Leichte Konstruktion - Wiegt etwa 13,5 kg40% leichter als entsprechende Blei-Säure-Batterien. Dies ist wichtig für Vorrichtungen mit engen Lastgrenzen.
- Ausgezeichnete Leistung bei niedrigen Temperaturen - Funktioniert reibungslos mit Entladetemperatur bis zu -40°C und Aufladung empfohlen bis zu -20°Cund gewährleistet Zuverlässigkeit in rauen Klimazonen.
- Langer Lebenszyklus - Es bietet eine erwartete Lebensdauer von mehr als 4.000 ZyklenDas bedeutet eine typische Nutzungsdauer von 7-10 Jahren oder mehr, was die Betriebskosten erheblich senkt.
- Schutzart IP65 - Vollständig versiegelt, um das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit zu verhindern - ein Muss für jedes Außenbeleuchtungsprojekt.
- Kompakte Abmessungen - 363 × 212 × 230 mm passt in die meisten Batteriefächer von Solarleuchten mit minimalen oder keinen Änderungen.
- Parallele und serielle Skalierbarkeit - Unterstützt bis zu 4 in Reihe und 4 parallel (4S4P) Konfigurationen. Dies ermöglicht höhere Spannungs- oder Kapazitätskonfigurationen ohne Beeinträchtigung der Stabilität, was insbesondere für modulare Beleuchtungssysteme oder solche mit hohem Bedarf nützlich ist.
Diese Kombination ist von entscheidender Bedeutung für alle fünf SchmerzpunkteDas macht die Chemie auf Natriumbasis zu einer überzeugenden Ergänzung für Solarstraßenleuchten.
Tiefgehende Matching-Analyse: Solarleuchtentypen und Natrium-Ionen-Batterie
4.1 Neue städtische LED-Straßenleuchten (mit Batteriegehäuse)
Szenario und Probleme:
- Sie befinden sich in kalten Regionen.
- Der geräumige Sockel beherbergt die Batterie, aber ein Übergewicht kann die Stabilität des Mastes und die Installationsarbeit beeinträchtigen.
- Häufige Wartungsarbeiten sind mit kostspieligen und gefährlichen Feldarbeiten verbunden.
Batterie passen:
- Kaltentladungsleistung bis zu -40°C löst das Problem der Zuverlässigkeit im Winter.
- Geringes Gewicht (~13,5 kg) erleichtert die Installation und den Lastausgleich.
- Lange Lebensdauer (≥4000 Zyklen) verringert die Zahl der Wiederholungsbesuche.
- BMS gewährleistet einen sicheren, überwachten Feldbetrieb.
- Schutzart IP65 schützt die Elektronik im Sockel vor dem Eindringen von Staub und Wasser.
4.2 Gewerbliche Solarleuchten/Parkplatzleuchten
Szenario und Probleme:
- Hochleistungs-LEDs benötigen eine anhaltende Entladung über Nacht.
- Es steht eine große Grundfläche zur Verfügung, aber der Akku muss bei Tageslicht schnell aufgeladen werden und konstant laufen.
- Wenig Personal vor Ort zieht Ferndiagnose vor.
Batterie passen:
- Hohe Lade-/Entladegeschwindigkeit für längere Laufzeiten; maximaler Dauerladestrom 50A bei >0°C.
- BMS mit Fernüberwachung erkennt Ausfälle frühzeitig.
- Die kompakte Größe und die schnelle Installation minimieren Ausfallzeiten und Arbeitsaufwand.
4.3 Integrierte Hochmast-Solarleuchten
Szenario und Probleme:
- Schlanke/kompakte Batteriefächer befinden sich im Inneren des Pols.
- Höhenbeschränkungen erfordern eng anliegende Batterien.
- Die Sicherheit ist von entscheidender Bedeutung - Lecks oder Ausfälle an der Mastspitze sind inakzeptabel.
Batterie passen:
- 363 × 212 × 230 mm passt in die meisten Hochmastkeller, die ≥360 × 210 × 230 mm tragen.
- Das geringe Gewicht reduziert die Belastung der Halterung.
- Die automatische BMS-Überwachung bewahrt die Gesundheit der Batterie.
- Die IP65-Versiegelung verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit durch Regen oder Reinigung.
4.4 Tabelle für die Größe des Batteriefachs von Solar-Straßenlaternen
| Licht Typ | Größe des Batteriefachs (mm) | Natriumbatterie Größe (363×212×230 mm) | Anpassungswahrscheinlichkeit | Anmerkungen |
|---|
| Städtische LED-Leuchten (Sockelgehäuse) | ≥ 380 × 220 × 240 | 363 × 212 × 230 | Ja, gutes Zimmer | Einfache Installation |
| Solarleuchten für Plätze/Parkplätze | ≥ 370 × 215 × 230 | 363 × 212 × 230 | Ja | Ideal für großflächige Beleuchtung |
| Integrierte Hochmastbeleuchtung | ≥ 360 × 210 × 230 | 363 × 212 × 230 | Wahrscheinlich, Höhe prüfen | Geringfügige Anpassung kann erforderlich sein |
| Tragbare/kleine Vorrichtungen | < 350 × 200 × 200 | 363 × 212 × 230 | Nein | Zu groß für kompakte Konstruktionen |
| Kleine städtische Leuchten im alten Stil | < 360 × 200 × 210 | 363 × 212 × 230 | Nein | Erfordert benutzerdefinierte Batterie oder Halterung mod |
Tipps zur Installationskompatibilität und Feldintegration
Achten Sie bei der Einsatzplanung auf die folgenden Details:
5.1 Optimierung des Platzes im Batteriegehäuse
- Bei beengten Platzverhältnissen können Sie die Basis um eine kleine Verlängerung erweitern, einen externen Batteriekasten verwenden oder die Befestigungspunkte umgestalten.
- Planen Sie immer einen Freiraum für die Luftzirkulation um die Batterie herum ein, da ein Hitzestau die Lebensdauer beeinträchtigt, obwohl Natrium-Ionen-Batterien eine relativ gute thermische Stabilität aufweisen.
5.2 Verdrahtung und Kompatibilität der Steuergeräte
- Natrium-Ionen-BMS unterstützt CAN, RS485und UART.
- Stellen Sie sicher, dass Ihr Solarladeregler oder die Steuerplatine für die Straßenbeleuchtung BMS-Daten lesen kann oder kompatibel bleibt.
- Verwenden Sie Steckverbinder wie M12, RJ45 oder wasserdichte Klemmen, um Probleme mit Feuchtigkeit zu vermeiden.
5.3 Feldeinstellung und sichere Praktiken
- Schließen Sie der Reihe nach an: Masse, Plus, BMS-Kommunikationsleitungen, dann die Hauptleitung.
- Halten Sie die Anzugsmomente für M8-Schrauben ein, um ein Lösen durch Vibrationen zu vermeiden.
- Testen Sie mit einer Dummy-Last und überwachen Sie Batteriespannung, Temperatur und Innenwiderstand 24 Stunden lang vor der vollständigen Inbetriebnahme.
Schlussfolgerung
Der 12V 100Ah Natrium-Ionen-Akku bietet praktische und praxiserprobte Leistung für solare Straßenbeleuchtungssysteme. Mit einem kälteresistenten Betrieb bis zu -40°C, einer langen Lebensdauer von über 4.000 Zyklen und einer leichten, kompakten Konstruktion lässt er sich nahtlos in eine Vielzahl von Solarleuchten integrieren. Sein intelligentes BMS ermöglicht eine Ferndiagnose, während die 4S4P-Konfigurationsunterstützung den Systementwicklern zusätzliche Flexibilität bei der Kapazitäts- oder Spannungsskalierung bietet.
Kamada Power ist ein Top Hersteller von Natrium-Ionen-Batterien in China, das maßgeschneiderte Lösungen für Natrium-Ionen-Batterien für Solarstraßenlampen anbietet.
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