Introdução
A iluminação pública solar tornou-se uma infraestrutura essencial tanto em regiões remotas como em zonas urbanas. No entanto, há muito que são alimentadas por baterias de chumbo-ácido e apresentam desafios bem conhecidos:
- Vida útil curta-precisam frequentemente de ser substituídos após 1-3 anos, o que aumenta os custos e a necessidade de mão de obra;
- Fraco desempenho a baixas temperaturas-A sua capacidade desce drasticamente abaixo do ponto de congelação, provocando frequentemente cortes súbitos de energia;
- Elevada carga de manutenção-Os ciclos regulares de rega, limpeza e equalização da carga esgotam os recursos.
Numa era que impulsiona a energia verde e as cidades inteligentes, esforçamo-nos por encontrar melhores soluções para as baterias. O Bateria de iões de sódio de 12V 100Ah destaca-se. Os seus principais pontos fortescurva de descarga plana a baixa temperatura, longa duração dos ciclos (>4.000 ciclos)e peso relativamente leve (cerca de 13,5 kg)-fazem dela uma atualização viável para as infra-estruturas de iluminação solar.
Este artigo analisa em profundidade cenários de iluminação pública solarO site da Comissão Europeia, que explora a forma como esta bateria de iões de sódio satisfaz as exigências no terreno, e o que os integradores, revendedores e decisores precisam de saber.
Cinco principais requisitos de bateria e pontos problemáticos em candeeiros de rua solares
A iluminação pública solar impõe exigências únicas aos seus sistemas de baterias. Aqui estão os cinco principais requisitos e como o chumbo-ácido se esforça para os satisfazer:
1. Estabilidade do arranque a frio e da descarga
A -10°C ou menos, a capacidade de chumbo-ácido cai 30-50%, o que leva a frequentes interrupções nocturnas, especialmente em climas do norte ou cidades elevadas. A bateria de iões de sódio funciona de forma fiável até -20°C temperatura de descarga com tensão estávelajudando a evitar quedas súbitas de energia.
2. Vida útil longa (≥4.000 ciclos)
Muitos projectos visam 5-7 anos de serviço com uma manutenção mínima. As baterias de chumbo-ácido duram normalmente 500-1.000 ciclos, enquanto as baterias de iões de sódio fornecem longa vida útil até 4.000 cicloso que aumenta substancialmente os intervalos de substituição da bateria.
3. Manutenção reduzida e monitorização remota
As localizações remotas tornam a manutenção regular dispendiosa. A bateria ideal necessita de uma manutenção reduzida e de um diagnóstico remoto para evitar deslocações ao local. A bateria integrada BMS inteligente protege contra sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente e temperatura excessiva, e suporta protocolos de comunicação como CAN/RS485 para gestão remota.
4. Restrições de volume e peso da caixa da bateria
Os diferentes modelos de luminárias oferecem um espaço interno limitado. Células volumosas de chumbo-ácido ou lítio podem não caber sem um novo design. Esta bateria de iões de sódio tem um tamanho compacto (363 × 212 × 230 mm) e pesa apenas cerca de 13,5 kg, aproximadamente 40% mais leves do que as baterias de chumbo-ácido equivalenteso que facilita a instalação e reduz a carga estrutural.
5. Grau de proteção (IP65 ou superior)
Os ambientes exteriores expõem a bateria ao pó, à chuva e até a tempestades. Tem de resistir totalmente à entrada e ser vedada contra as intempéries. Caraterísticas da nossa bateria Classificação IP65 à prova de água e poeirao que garante um desempenho fiável em condições exteriores adversas.
Tabela 1: Aplicações típicas da luz solar de rua e pontos problemáticos da bateria
| Cenário de aplicação | Fraqueza da bateria atual | Necessidade de desempenho crítico da bateria |
|---|
| Zonas frias de inverno | O chumbo-ácido falha abaixo de -10°C | Arranque a frio, descarga estável (capacidade de -20℃) |
| Locais montanhosos remotos | Manutenção frequente, sem técnicos locais | Vida útil elevada (≥4000 ciclos), sem manutenção |
| Regiões de elevada humidade ou costeiras | Corrosão, degradação dos vedantes | Caixa à prova de água e poeira IP65 |
| Aparelhos compactos tudo-em-um | Espaço limitado, baterias pesadas | Alta densidade de energia, tamanho compacto (363×212×230mm) |
| Iluminação de longa duração (mais de 10 horas por noite) | Recarga lenta, baixa profundidade de descarga | Carga/descarga rápida (corrente de carga máxima 50A), utilização eficiente da energia |
Limitações do chumbo-ácido e do fosfato de ferro-lítio para a iluminação solar
Tanto as baterias de chumbo-ácido como as de lítio têm o seu lugar, mas cada uma apresenta desvantagens quando utilizada na iluminação pública solar.
- Chumbo-ácido:
- Oferece uma capacidade reduzida em tempo frio.
- Requer substituições frequentes devido ao ciclo de vida limitado.
- Continua a ser pesado e dependente de manutenção, o que aumenta os custos operacionais.
- Fosfato de ferro-lítio (LiFePO₄):
- Oferece um melhor ciclo de vida (4.000-6.000 ciclos) e gama de temperaturas.
- No entanto, é bastante mais pesado e mais caro.
- Acrescenta complexidade ao projeto; os instaladores precisam frequentemente de alterar a montagem e a gestão térmica.
Isto deixa espaço para que o ião de sódio ofereça uma alternativa equilibrada.
Tabela 2: Comparação do desempenho do tipo de bateria
| Parâmetro | Chumbo-ácido | LiFePO₄ | 12V 100Ah Sódio-Ion |
|---|
| Ciclo de vida | 500-1,000 | 4,000-6,000 | ≥ 4,000 |
| Desempenho a baixa temperatura | Pobres | Bom | Excelente (capacidade de descarga a -40℃) |
| Peso | Pesado | Mais pesado | Leve (~13,5 kg, ~40% mais leve do que o chumbo-ácido) |
| Manutenção | Elevado | Baixa | Muito baixo |
| Custo | Baixa | Elevado | Moderado |
| Índice de proteção | Varia | Varia | IP65 à prova de água e poeira |
Bateria de iões de sódio de 12V 100Ah: Principais caraterísticas técnicas e vantagens específicas do local
Aqui destacamos as caraterísticas que mais interessam aos integradores ou especificadores:
- BMS inteligente - É responsável pela proteção contra sobrecarga/descarga, monitorização da temperatura e interfaces via CAN/RS485. Permite a monitorização remota e alertas de falhas - vital para instalações sem vigilância.
- Design leve - Pesa cerca de 13,5 kgA bateria de chumbo-ácido é mais leve do que as baterias de chumbo-ácido equivalentes, cerca de 40%. Este facto é importante para os aparelhos com cargas reduzidas.
- Excelente desempenho a baixas temperaturas - Funciona sem problemas com temperatura de descarga até -40°C e carregamento recomendado até -20°Cgarantindo fiabilidade em climas rigorosos.
- Ciclo de vida longo - A sua duração prevista é superior a 4.000 cicloso que se traduz em 7-10 anos ou mais de utilização típica, o que reduz significativamente os custos de O&M.
- Proteção IP65 - Totalmente selada para evitar a entrada de poeira e humidade - uma obrigação para qualquer projeto de iluminação exterior.
- Dimensões compactas - 363 × 212 × 230 mm adapta-se à maioria dos compartimentos de baterias de lâmpadas solares com o mínimo ou nenhuma modificação.
- Escalabilidade paralela e em série - Suporta até 4 em série e 4 em paralelo (4S4P) configurações. Isto permite configurações de maior tensão ou capacidade sem comprometer a estabilidade, especialmente útil para sistemas de iluminação modulares ou de elevada procura.
De forma crítica, esta combinação aborda os cinco pontos problemáticosO facto de a química à base de sódio ser uma combinação atraente para a iluminação pública solar.
Análise de correspondência profunda: Tipos de luz solar e bateria de iões de sódio
4.1 Novos candeeiros urbanos LED (com caixa de bateria montada na base)
Cenário e questões:
- Localizadas em regiões frias.
- A base espaçosa aloja a bateria, mas o excesso de peso pode afetar a estabilidade do poste e o trabalho de instalação.
- A manutenção frequente desencadeia trabalhos de campo dispendiosos e perigosos.
Bateria adequada:
- Desempenho de descarga a frio até -40°C resolve os problemas de fiabilidade no inverno.
- Peso leve (~13,5 kg) facilita a instalação e o equilíbrio de carga.
- Longa duração (≥4000 ciclos) reduz as visitas repetidas.
- O BMS garante um funcionamento seguro e monitorizado no terreno.
- Classificação IP65 protege a eletrónica no interior da base contra a entrada de pó e água.
4.2 Luzes solares para comércio/parque de estacionamento
Cenário e questões:
- O LED de alta potência requer uma descarga contínua durante a noite.
- Está disponível um grande espaço de base, mas a bateria tem de carregar rapidamente à luz do dia e funcionar de forma consistente.
- O número reduzido de pessoal no local prefere o diagnóstico remoto.
Bateria adequada:
- A carga/descarga de alta velocidade permite tempos de funcionamento mais longos; corrente de carga contínua máxima 50A a >0°C.
- O BMS com monitorização remota detecta precocemente as falhas.
- O tamanho compacto e a instalação rápida minimizam o tempo de inatividade e o trabalho.
4.3 Luzes solares de mastro alto integradas
Cenário e questões:
- Os compartimentos de bateria finos/compactos encontram-se no interior do pólo.
- As restrições de altura exigem baterias bem ajustadas.
- A segurança é fundamental - fugas ou falhas no topo do poste são inaceitáveis.
Bateria adequada:
- 363 × 212 × 230 mm adapta-se à maioria das caves de mastro alto que suportam ≥360 × 210 × 230 mm.
- A leveza reduz a tensão no suporte.
- A monitorização automática do BMS preserva a saúde da bateria.
- A vedação IP65 impede a entrada de humidade da chuva ou da limpeza.
4.4 Tabela de correspondência do tamanho do compartimento da bateria de candeeiros de rua solares
| Tipo de luz | Tamanho do compartimento da bateria (mm) | Tamanho da bateria de sódio (363×212×230 mm) | Probabilidade de ajuste | Notas |
|---|
| Luzes LED municipais (caixa de base) | ≥ 380 × 220 × 240 | 363 × 212 × 230 | Sim, bom quarto | Instalação fácil |
| Candeeiros solares para praças/estacionamentos | ≥ 370 × 215 × 230 | 363 × 212 × 230 | Sim | Ideal para iluminação de grandes áreas |
| Luzes de mastro alto integradas | ≥ 360 × 210 × 230 | 363 × 212 × 230 | Provavelmente, verificar a altura | Pode ser necessário um pequeno ajustamento |
| Aparelhos portáteis/pequenos | < 350 × 200 × 200 | 363 × 212 × 230 | Não | Demasiado grande para designs compactos |
| Pequenos candeeiros municipais de estilo antigo | < 360 × 200 × 210 | 363 × 212 × 230 | Não | Requer bateria personalizada ou mod de fixação |
Compatibilidade de instalação e dicas de integração no terreno
Ao planear a implantação, preste atenção aos seguintes pormenores:
5.1 Otimização do espaço do compartimento da bateria
- Se o espaço for limitado, adicione uma pequena extensão à base, utilize uma caixa de bateria externa ou remodele os pontos de montagem.
- Planeie sempre o espaço livre para o fluxo de ar à volta da bateria; a acumulação de calor tem impacto na vida útil, embora as baterias de iões de sódio tenham uma estabilidade térmica relativamente boa.
5.2 Compatibilidade da cablagem e do controlador
- Suportes BMS de iões de sódio CAN, RS485e UART.
- Certifique-se de que o seu controlador de carga solar ou placa de controlo de iluminação pública pode ler os dados BMS ou permanecer compatível.
- Utilize corretamente conectores como M12, RJ45 ou terminais à prova de água para evitar problemas de humidade.
5.3 Ajuste no terreno e práticas seguras
- Ligar sequencialmente: terra, positivo, linhas de comunicação BMS e depois linha principal.
- Cumprir as especificações de binário para parafusos M8 para evitar o afrouxamento por vibração.
- Teste com carga fictícia e monitorize a tensão da bateria, a temperatura e a resistência interna durante 24 horas antes da colocação em funcionamento total.
Conclusão
O Bateria de iões de sódio de 12V 100Ah oferece um desempenho prático e comprovado no terreno para sistemas de iluminação pública solar. Com um funcionamento resistente ao frio até -40°C, um ciclo de vida longo de mais de 4.000 ciclos e uma construção leve e compacta, integra-se perfeitamente numa vasta gama de equipamentos solares. O seu BMS inteligente permite diagnósticos remotos, enquanto o suporte de configuração 4S4P oferece aos projectistas de sistemas uma flexibilidade adicional para aumentar a capacidade ou a tensão.
Energia Kamada é um topo fabricantes de baterias de iões de sódio na China, apoiando soluções personalizadas de baterias de iões de sódio para iluminação pública solar.
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