はじめに
ソーラー街灯は、遠隔地でも都市部でも不可欠なインフラとなっている。しかし、長い間、鉛蓄電池がその動力源であり、よく知られた課題となっている：
- 寿命が短い-1～3年で交換が必要になることが多く、コストと労力の両方がかさむ；
- 低温性能が低い-氷点下になると能力が劇的に低下し、しばしば突然の停電を引き起こす；
- 高いメンテナンス負担-定期的な散水、清掃、充電サイクルの均等化が資源を消耗させる。
グリーンエネルギーとスマートシティを推進する時代において、私たちはより優れたバッテリーソリューションを求めています。その 12V 100Ahナトリウムイオンバッテリー が際立っている。その主な強みはフラットな低温放電曲線, 長いサイクル寿命（4,000サイクル以上）そして 比較的軽量（約13.5kg）-ソーラー照明インフラのアップグレードに有効である。
この記事では、次のような点を深く掘り下げている。 ソーラー街灯のシナリオこのナトリウムイオンバッテリーがどのように現場の需要に応えているのか、インテグレーター、ディーラー、意思決定者は何を知る必要があるのかを探る。
ソーラー街路灯における5つの主要バッテリー要件と問題点
ソーラー街路灯は、バッテリー・システムにユニークな要求を課している。ここでは、上位5つの要件と、鉛蓄電池がそれらを満たすためにどのように奮闘しているかを紹介する：
1.コールドスタートと放電安定性
10℃以下では、鉛蓄電池の容量は30-50%も低下するため、特に北部の気候や高層都市では夜間の停電が頻発する。ナトリウムイオン電池は、-10℃以下でも確実に作動する。 -20°C 放電温度 と 安定電圧突然の電力低下を避けることができる。
2.長いサイクル寿命（≥4,000サイクル）
多くのプロジェクトは、最小限の維持管理で5～7年の使用を目指している。鉛蓄電池の寿命は通常500～1,000サイクルですが、ナトリウムイオンバッテリーの寿命は以下の通りです。 最大4,000サイクルの長寿命これにより、バッテリーの交換間隔が大幅に延長される。
3.低メンテナンスと遠隔監視
遠隔地では、定期的なメンテナンスに費用がかかる。理想的なバッテリーは、メンテナンスの手間を省くことと、現場への出張を防ぐ遠隔診断の両方を必要とします。内蔵の スマートBMS 過充電、過放電、過電流、過温度から保護し、リモート管理用にCAN/RS485などの通信プロトコルをサポートする。
4.バッテリーボックスの容積と重量の制約
照明器具のデザインが異なると、内部スペースが限られます。かさばる鉛蓄電池やリチウム電池は、設計を変更しなければ取り付けられない場合があります。このナトリウムイオンバッテリーは コンパクトサイズ（363×212×230mm） 重さは 約13.5kgおおよそ 40%は同等の鉛バッテリーより軽量これにより、設置が容易になり、構造上の負荷が軽減される。
5.保護等級（IP65以上）
屋外環境では、バッテリーはほこりや雨、暴風雨にさらされます。そのため、風雨の侵入を完全に防ぎ、密閉する必要があります。当社のバッテリーの特徴 IP65の防水・防塵等級過酷な屋外条件下でも信頼性の高い性能を発揮する。
表1：ソーラー街路灯の代表的な用途とバッテリーの問題点
| アプリケーション・シナリオ | 現在のバッテリーの弱点 | 重要なバッテリー性能 |
|---|
| 冬の寒冷地 | 鉛蓄電池は-10℃以下で故障する | コールドスタート、安定放電（-20℃対応） |
| 人里離れた山岳地帯 | 頻繁なメンテナンス、現地技術者の不在 | 高サイクル寿命（≥4000サイクル）、メンテナンスフリー |
| 高湿度または沿岸地域 | 腐食、シールの劣化 | IP65防水・防塵エンクロージャー |
| コンパクトな一体型器具 | 限られたスペース、重いバッテリー | 高エネルギー密度、コンパクトサイズ（363×212×230mm） |
| 長時間点灯（一晩あたり10時間以上） | 低速充電、低放電深度 | 急速充電/放電（最大充電電流50A）、効率的なエネルギー使用 |
ソーラー照明用鉛蓄電池とリチウム鉄リン酸塩の限界
鉛蓄電池とリチウム蓄電池にはそれぞれ適材適所があるが、ソーラー街路灯に使用する場合は、それぞれに欠点がある。
- 鉛蓄電池：
- 寒冷地での能力は低い。
- サイクル寿命が限られているため、頻繁な交換が必要。
- 重量が重く、メンテナンスに依存しているため、運用のオーバーヘッドが高くなる。
- リン酸鉄リチウム（LiFePO₄）：
- より優れたサイクル寿命（4,000～6,000サイクル）と温度範囲を提供。
- しかし、かなり重く、値段も高い。
- 設計が複雑になる。設置者はしばしば取り付けや熱管理を変更する必要がある。
このため、ナトリウムイオンがバランスの取れた代替案を提供する余地がある。
表2：バッテリータイプの性能比較
| パラメータ | 鉛酸 | LiFePO₄（リフェポ | 12V 100Ah ナトリウム・イオン |
|---|
| サイクル・ライフ | 500-1,000 | 4,000-6,000 | ≥ 4,000 |
| 低温性能 | 貧しい | グッド | 優秀（-40℃の放電能力） |
| 重量 | 重い | より重い | 軽量（～13.5kg、鉛蓄電池より～40%軽い） |
| メンテナンス | 高い | 低い | 非常に低い |
| コスト | 低い | 高い | 中程度 |
| 保護等級 | 変動あり | 変動あり | IP65防水・防塵 |
12V 100Ah ナトリウムイオンバッテリー：コア技術特性と現場特有の利点
ここでは、インテグレーターや仕様担当者にとって最も重要な機能を紹介する：
- スマートBMS - 過充電/放電保護、温度監視、CAN/RS485経由のインターフェースに対応しています。遠隔監視と故障警告が可能で、無人設置に最適です。
- 軽量設計 - 重さ 13.5 kg同等の鉛蓄電池より約40%軽い。これは、負荷の許容範囲が狭い器具にとって重要である。
- 優れた低温性能 - でスムーズに機能する。 放電温度 -40°C への充電を推奨している。 -20°C過酷な気候でも信頼性を確保する。
- 長いサイクル寿命 - を超える期待寿命を実現する。 4,000サイクル一般的な使用期間は7～10年以上となり、O&Mコストを大幅に削減できる。
- 保護等級IP65 - ほこりや湿気の侵入を防ぐ完全密閉式。
- コンパクトなサイズ - 363 × 212 × 230 mmは、ほとんどのソーラーライトのバッテリーコンパートメントに適合し、最小限の変更で済みます。
- 並列および直列スケーラビリティ - 最大 4直列4並列（4S4P） 構成が可能です。これにより、安定性を損なうことなく、より高い電圧や容量の設定が可能になり、特にモジュール式や需要の多い照明システムに役立ちます。
決定的に重要なのは、この組み合わせが次のような問題を解決することである。 5つのペインポイントそのため、ナトリウムベースの化学はソーラー街路灯に適している。
ディープマッチング分析：ソーラーライトとナトリウムイオン電池
4.1 新しい市営LED街路灯（ベースマウント・バッテリー・ハウジング付き）
シナリオと課題
- 寒い地域にある。
- 広々としたベースにはバッテリーが収納されているが、重量オーバーはポールの安定性や設置の手間に影響する。
- 頻繁なメンテナンスは、コストのかかる危険な現場作業の引き金となる。
バッテリー適合：
- までの冷間放電性能 -40°C 冬の信頼性の問題を解決する。
- 軽量(~13.5キロ)は、インストールと負荷分散を容易にする。
- 長寿命 (≥4000サイクル以上)は再来店を減らす。
- BMSは、安全で監視されたフィールド操作を保証します。
- IP65等級 埃や水の浸入からベース内部の電子機器を保護します。
4.2 商業用/駐車場用ソーラーライト
シナリオと課題
- 高出力LEDは、一晩中持続的な放電を必要とする。
- 広いベーススペースが利用できるが、バッテリーは日中に急速充電し、安定して稼働しなければならない。
- 現場スタッフは最小限にとどめ、リモート診断を好む。
バッテリー適合：
- ハイレート充放電で長時間駆動に対応、最大連続充電電流値 50A 0℃以上で。
- 遠隔監視機能付きBMSが故障を早期発見。
- コンパクトなサイズと迅速な設置により、ダウンタイムと労力を最小限に抑えます。
4.3 一体型ハイマスト・ソーラーライト
シナリオと課題
- スリムでコンパクトなバッテリー・コンパートメントはポール内部にある。
- 高さの制約があるため、バッテリーは密接にフィットする必要がある。
- 安全性は非常に重要であり、ポールトップでの漏れや故障は許されない。
バッテリー適合：
- 363 × 212 × 230 mmは、≧360 × 210 × 230 mmを支えるほとんどのハイマスト・ベースメントに適合。
- 軽量でマウントへのストレスを軽減。
- 自動BMSモニタリングがバッテリーの健全性を維持。
- IP65シーリングにより、雨やクリーニングによる水分の浸入を防ぎます。
4.4 ソーラー街路灯電池室サイズ適合表
| ライトタイプ | バッテリー・コンパートメント・サイズ（mm） | ナトリウム電池サイズ（363×212×230mm） | 適合可能性 | 備考 |
|---|
| 市営LEDライト（ベースハウジング） | ≥ 380 × 220 × 240 | 363 × 212 × 230 | はい、良い部屋です | 簡単な取り付け |
| 広場/駐車場用ソーラーライト | ≥ 370 × 215 × 230 | 363 × 212 × 230 | はい | 大面積の照明に最適 |
| 一体型ハイマストライト | ≥ 360 × 210 × 230 | 363 × 212 × 230 | 可能性が高い、高さをチェック | 微調整が必要な場合がある |
| ポータブル/小型什器 | < 350 × 200 × 200 | 363 × 212 × 230 | いいえ | コンパクトな設計には大きすぎる |
| 旧式の小型電灯 | < 360 × 200 × 210 | 363 × 212 × 230 | いいえ | カスタムバッテリーまたはフィクスチャーの改造が必要 |
インストール互換性とフィールド統合のヒント
配備を計画する際には、以下の詳細に注意すること：
5.1 バッテリー・ハウジング・スペースの最適化
- スペースが狭い場合は、ベースに小さなエクステンションを追加するか、外付けバッテリーボックスを使用するか、マウントポイントの形状を変更してください。
- ナトリウムイオンバッテリーは比較的熱安定性に優れていますが、熱の蓄積は寿命に影響します。
5.2 配線とコントローラーの互換性
- ナトリウムイオンBMS対応 CAN, RS485そして UART.
- ソーラー充電コントローラーまたは街路灯制御盤がBMSデータを読めるか、互換性が保たれていることを確認する。
- 湿気の問題を避けるため、M12、RJ45、防水端子などのコネクタを正しく使用すること。
5.3 現場での調整と安全対策
- アース、プラス、BMS通信ライン、メインラインの順に接続する。
- 振動による緩みを防ぐため、M8ボルトのトルク仕様を満たすこと。
- ダミー負荷でテストし、完全な試運転の前に24時間、バッテリー電圧、温度、内部抵抗を監視する。
結論
について 12V 100Ah ナトリウムイオンバッテリー は、ソーラー街路照明システムに実用的で現場で実証された性能を提供します。40℃までの耐寒動作、4,000サイクル以上の長サイクル寿命、軽量でコンパクトな構造により、さまざまなソーラー照明器具にシームレスに統合できます。スマートBMSにより遠隔診断が可能で、4S4Pコンフィギュレーション・サポートにより、システム設計者は容量や電圧スケーリングの柔軟性をさらに高めることができます。
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