Bevezetés
A napelemes közvilágítás a távoli régiókban és a városi területeken egyaránt alapvető infrastruktúrává vált. Azonban régóta ólom-sav akkumulátorok táplálják őket, és jól ismert kihívásokat jelentenek:
- Rövid élettartam-gyakran 1-3 év után cserére szorulnak, ami növeli a költségeket és a munkaerőigényt;
- Gyenge alacsony hőmérsékleti teljesítmény-kapacitásuk fagypont alatt drámaian lecsökken, ami gyakran hirtelen kiesést okoz;
- Nagy karbantartási teher-a rendszeres öntözés, tisztítás és kiegyenlítő töltési ciklusok elszívják az erőforrásokat.
A zöld energia és az intelligens városok korában jobb akkumulátor-megoldásokért küzdünk. A 12V 100Ah nátrium-ion akkumulátor kiemelkedik. Legfőbb erősségei.lapos alacsony hőmérsékletű kisülési görbe, hosszú ciklikus élettartam (>4,000 ciklus), és viszonylag könnyű (kb. 13,5 kg)-a napelemes világítási infrastruktúra életképes fejlesztését teszi lehetővé.
Ez a cikk mélyen belemerül napelemes utcai világítás forgatókönyvek, amely feltárja, hogyan felel meg ez a nátrium-ion akkumulátor a terepi igényeknek, és mit kell tudniuk az integrátoroknak, a kereskedőknek és a döntéshozóknak.
Öt kulcsfontosságú akkumulátor követelményei és fájdalompontok a napelemes utcai lámpáknál
A napelemes közvilágítás egyedi igényeket támaszt az akkumulátor-rendszerekkel szemben. Íme az öt legfontosabb követelmény, és hogy az ólom-sav akkumulátorok hogyan küzdenek ezek teljesítéséért:
1. Hidegindítás és kisütés stabilitása
-10°C-on vagy az alatt az ólom-sav akkumulátorok kapacitása 30-50%-re csökken, ami gyakori éjszakai kiesésekhez vezet, különösen az északi éghajlaton vagy a magasan fekvő városokban. A nátriumion-akkumulátor megbízhatóan működik akár -20°C kisülési hőmérséklet a címen stabil feszültség, segít elkerülni a hirtelen áramkimaradásokat.
2. Hosszú ciklusos élettartam (≥4,000 ciklus)
Sok projekt célja az 5-7 éves élettartam minimális karbantartás mellett. Az ólom-sav akkumulátorok jellemzően 500-1000 ciklust bírnak ki, míg a nátrium-ion akkumulátorok 500-1000 ciklust, a nátrium-ion akkumulátorok pedig hosszú, akár 4000 ciklusos élettartam, ami jelentősen meghosszabbítja az akkumulátorcsere-intervallumokat.
3. Alacsony karbantartás és távfelügyelet
A távoli elhelyezkedés miatt a rendszeres szervizelés költséges. Az ideális akkumulátornak egyszerre kell alacsony fenntartási költséggel és távdiagnosztikával rendelkeznie, hogy elkerülje a helyszíni kiutazásokat. A beépített intelligens BMS véd a túltöltés, túlkisülés, túláram és túlhőmérséklet ellen, és támogatja az olyan kommunikációs protokollokat, mint a CAN/RS485 a távoli irányításhoz.
4. Akkumulátor doboz térfogat- és súlykorlátozások
A különböző lámpatest-kialakítások korlátozott belső teret kínálnak. A terjedelmes ólom-sav vagy lítium cellák nem biztos, hogy áttervezés nélkül elférnek. Ez a nátrium-ion akkumulátor kompakt méret (363 × 212 × 230 mm) és csak körülbelül 13,5 kg, nagyjából 40% könnyebb, mint az egyenértékű ólom-sav akkumulátorok, ami megkönnyíti a beépítést és csökkenti a szerkezeti terhelést.
5. Védelmi besorolás (IP65 vagy magasabb)
Kültéri környezetben az akkumulátor ki van téve pornak, esőnek, sőt viharnak is. Teljesen ellen kell állnia a behatolásnak és az időjárás elleni tömítésnek. Az akkumulátor jellemzői IP65 víz- és porálló minősítés, ami megbízható teljesítményt biztosít zord kültéri körülmények között is.
1. táblázat: Napelemes utcai lámpa tipikus alkalmazások és az akkumulátor fájdalmas pontjai
| Alkalmazási forgatókönyv | Jelenlegi akkumulátor gyengesége | Kritikus akkumulátor teljesítményre van szükség |
|---|
| Téli-hideg területek | Az ólom-sav akkumulátorok -10°C alatt nem működnek | Hidegindítás, stabil kisütés (-20 ℃ képes) |
| Távoli hegyvidéki helyszínek | Gyakori karbantartás, nincsenek helyi technikusok | Nagy ciklusos élettartam (≥4000 ciklus), karbantartásmentes |
| Magas páratartalom vagy tengerparti régiók | Korrózió, tömítések károsodása | IP65 víz- és porálló ház |
| Kompakt, minden egyben lámpatestek | Korlátozott hely, nehéz akkumulátorok | Nagy energiasűrűség, kompakt méret (363×212×230mm) |
| Hosszú távú világítás (10+ óra/éjszaka) | Lassú feltöltődés, alacsony kisülési mélység | Gyors töltés/kisütés (max. töltési áram 50A), hatékony energiafelhasználás |
Az ólom-akkumulátor és a lítium-vas-foszfát korlátozása a napelemes világításhoz
Mind az ólomsavas, mind a lítium akkumulátoroknak megvan a maguk helye, de mindkettőnek vannak hátrányai, ha napelemes közvilágításban használják.
- Ólomsavas:
- Alacsony hideg időjárási kapacitást biztosít.
- A korlátozott élettartam miatt gyakori cserét igényel.
- Továbbra is nehéz és karbantartásra szorul, ami növeli a működési költségeket.
- Lítiumvas-foszfát (LiFePO₄):
- Jobb ciklustartamot (4000-6000 ciklus) és hőmérséklet-tartományt kínál.
- Azonban lényegesen nehezebb és drágább.
- Összetettebbé teszi a tervezést; a telepítőknek gyakran változtatniuk kell a rögzítésen és a hőkezelésen.
Ez teret enged a nátrium-ionnak, amely kiegyensúlyozott alternatívát kínál.
2. táblázat: Akkumulátor-típusok teljesítményének összehasonlítása
| Paraméter | Ólom-akkumulátor | LiFePO₄ | 12V 100Ah nátrium-ion |
|---|
| Ciklus életciklus | 500-1,000 | 4,000-6,000 | ≥ 4,000 |
| Alacsony hőmérsékletű teljesítmény | Szegény | Jó | Kiváló (-40 ℃ kisülési képesség) |
| Súly | Nehéz | Nehezebb | Könnyű (~13,5 kg, ~40% könnyebb, mint az ólomsavas) |
| Karbantartás | Magas | Alacsony | Nagyon alacsony |
| Költségek | Alacsony | Magas | Mérsékelt |
| Védelmi besorolás | Változó | Változó | IP65 víz- és porálló |
12V 100Ah nátrium-ion akkumulátor: Helyspecifikus előnyök
Itt azokat a funkciókat emeljük ki, amelyek az integrátorok vagy a tervezők számára a legfontosabbak:
- Intelligens BMS - Kezeli a túltöltés/kisülés elleni védelmet, a hőmérséklet-felügyeletet és a CAN/RS485 interfészeket. Lehetővé teszi a távfelügyeletet és a hibajelzéseket - ez létfontosságú a felügyelet nélküli berendezések esetében.
- Könnyűszerkezetes kialakítás - Súlya kb. 13,5 kg, nagyjából 40%-tal könnyebb, mint az egyenértékű ólom-sav akkumulátorok. Ez a szűk terhelhetőségű lámpatesteknél számít.
- Kiváló alacsony hőmérsékleti teljesítmény - Zökkenőmentesen működik a kisülési hőmérséklet -40°C-ig és a töltés lefelé ajánlott -20°C, biztosítva a megbízhatóságot a zord éghajlaton.
- Hosszú élettartam - Várható élettartama meghaladja 4,000 ciklus, ami 7-10 éves vagy annál hosszabb átlagos használatot jelent, ami jelentősen csökkenti az üzemeltetési és karbantartási költségeket.
- IP65 védelem - Teljesen lezárt a por és a nedvesség bejutásának megakadályozása érdekében - ez minden kültéri világítási projekthez elengedhetetlen.
- Kompakt méretek - A 363 × 212 × 230 mm-es méret a legtöbb napelemes lámpa akkumulátorrekeszébe minimális módosítással vagy módosítás nélkül illeszkedik.
- Párhuzamos és soros skálázhatóság - Támogatja az akár 4 soros és 4 párhuzamos (4S4P) konfigurációk. Ez lehetővé teszi a nagyobb feszültségű vagy kapacitású beállításokat a stabilitás veszélyeztetése nélkül, ami különösen hasznos a moduláris vagy nagy igényű világítási rendszerek esetében.
Ez a kombináció a következőkkel foglalkozik mind az öt fájdalompont, így a nátrium-alapú kémia meggyőzően illeszkedik a napelemes közvilágításhoz.
Mélyillesztéses elemzés: Nátrium-ion akkumulátor és napelemes lámpa típusok
4.1 Új önkormányzati LED-es közvilágítás (alapra szerelt akkumulátoros házzal)
Forgatókönyv és problémák:
- Hideg régiókban található.
- A tágas talapzaton található az akkumulátor, de a túlsúly befolyásolhatja a pólus stabilitását és a telepítési munkát.
- A gyakori karbantartás költséges és veszélyes terepmunkát igényel.
Akkumulátor illeszkedés:
- Hidegkisütési teljesítmény egészen -40°C megoldja a téli megbízhatósági problémákat.
- Könnyű súly (~13,5 kg) megkönnyíti a telepítést és a terheléselosztást.
- Hosszú élettartam (≥4000 ciklus) csökkenti az ismételt látogatásokat.
- A BMS biztosítja a biztonságos, felügyelt terepi működést.
- IP65 besorolás védi az alapban lévő elektronikát a por és a víz behatolásától.
4.2 Kereskedelmi/parkolói napelemes lámpák
Forgatókönyv és problémák:
- A nagy teljesítményű LED egy éjszakán át tartó kisülést igényel.
- Nagy alapterület áll rendelkezésre, de az akkumulátornak napfényben gyorsan kell töltődnie és folyamatosan működnie.
- A minimális helyszíni személyzet előnyben részesíti a távdiagnosztikát.
Akkumulátor illeszkedés:
- A nagy sebességű töltés/kisütés támogatja a hosszabb üzemidőt; maximális folyamatos töltési áram 50A >0°C-on.
- A távfelügyelettel ellátott BMS korán észleli a hibákat.
- A kompakt méret és a gyors telepítés minimalizálja az állásidőt és a munkaidőt.
4.3 Integrált nagyméretű napelemes lámpák
Forgatókönyv és problémák:
- A vékony/kompakt akkumulátorrekeszek a pólus belsejében találhatók.
- A magassági korlátok szorosan illeszkedő akkumulátorokat igényelnek.
- A biztonság kritikus fontosságú - a póluscsúcson történő szivárgás vagy meghibásodás elfogadhatatlan.
Akkumulátor illeszkedés:
- A 363 × 212 × 230 mm-es méret a legtöbb nagyméretű, ≥360 × 210 × 230 mm-t tartó pincéhez illeszkedik.
- A könnyű súly csökkenti a tartóra nehezedő terhelést.
- Az automatikus BMS-felügyelet megőrzi az akkumulátor egészségét.
- Az IP65 tömítés megakadályozza a nedvesség bejutását eső vagy tisztítás esetén.
4.4 Solar Street Lights akkumulátorrekesz méretének megfelelő táblázat
| Fény típus | Akkumulátorrekesz mérete (mm) | Nátrium akkumulátor mérete (363×212×230 mm) | Fit Valószínűség | Megjegyzések |
|---|
| Városi LED lámpák (alapház) | ≥ 380 × 220 × 240 | 363 × 212 × 230 | Igen, jó szoba | Könnyű telepítés |
| Plaza/Parkoló napelemes lámpák | ≥ 370 × 215 × 230 | 363 × 212 × 230 | Igen | Ideális nagy terület megvilágításához |
| Beépített nagyárbocos lámpák | ≥ 360 × 210 × 230 | 363 × 212 × 230 | Valószínűleg, ellenőrizze a magasságot | Kisebb kiigazításra lehet szükség |
| Hordozható/kisméretű lámpatestek | < 350 × 200 × 200 | 363 × 212 × 230 | Nem | Túl nagy a kompakt kialakításhoz |
| Régi típusú kis települési lámpák | < 360 × 200 × 210 | 363 × 212 × 230 | Nem | Egyedi akkumulátort vagy szerelvény modot igényel |
Telepítési kompatibilitás és helyszíni integrációs tippek
A telepítés tervezésekor figyeljen a következő részletekre:
5.1 Az akkumulátorház helyének optimalizálása
- Ha szűkös a hely, adjon hozzá egy kis hosszabbítót az alaphoz, használjon külső akkumulátordobozt, vagy alakítsa át a rögzítési pontokat.
- Mindig tervezze meg a légáramlási távolságot az akkumulátor körül; a hőfelhalmozódás befolyásolja az élettartamot, bár a nátrium-ion akkumulátorok viszonylag jó hőstabilitással rendelkeznek.
5.2 Vezetékek és vezérlő kompatibilitása
- A nátrium-ion BMS támogatja CAN, RS485, és UART.
- Győződjön meg róla, hogy a napelemes töltésvezérlő vagy az utcai lámpavezérlő tábla képes a BMS-adatok olvasására vagy kompatibilis marad.
- Használjon helyesen olyan csatlakozókat, mint az M12, RJ45 vagy vízálló csatlakozók, hogy elkerülje a nedvességgel kapcsolatos problémákat.
5.3 Helyszíni beállítás és biztonságos gyakorlatok
- Csatlakoztassa egymás után: föld, pozitív, BMS kommunikációs vonalak, majd a fővonal.
- Az M8-as csavarokra vonatkozó nyomatéki előírásoknak feleljen meg, hogy elkerülje a rezgés okozta meglazulást.
- A teljes üzembe helyezés előtt 24 órán keresztül tesztelje a próbaterheléssel, és ellenőrizze az akkumulátor feszültségét, hőmérsékletét és belső ellenállását.
Következtetés
A 12V 100Ah nátrium-ion akkumulátor praktikus és terepen bizonyított teljesítményt nyújt a napelemes közvilágítási rendszerekhez. A -40°C-ig tartó hidegálló működésnek, a több mint 4000 ciklusos hosszú élettartamnak és a könnyű, kompakt kialakításnak köszönhetően a napelemes lámpatestek széles skálájába zökkenőmentesen integrálható. Intelligens BMS-je távdiagnosztikát tesz lehetővé, míg a 4S4P konfigurációs támogatás további rugalmasságot biztosít a rendszer tervezőinek a kapacitás vagy a feszültség skálázása terén.
Kamada Power a legjobb nátrium-ion akkumulátor gyártók Kínában, amely támogatja a testreszabott napelemes utcai világítás nátriumion akkumulátoros megoldásait.
Ha napelemes világítási projekteket szeretne korszerűsíteni vagy építeni településeken, parkolókban vagy hálózaton kívüli zónákban, kapcsolat kamada power akkumulátor szakértői csapatunk még ma, hogy felfedezzük, hogyan nátrium-ion akkumulátor oldat megfelel a céljainak.