Úvod
Solárne pouličné osvetlenie sa stalo základnou infraštruktúrou v odľahlých regiónoch aj v mestských oblastiach. Olovené batérie ich však už dlho poháňajú a predstavujú dobre známe problémy:
- Krátka životnosť-často ich treba vymeniť po 1-3 rokoch, čo zvyšuje náklady aj nároky na pracovnú silu;
- Slabý výkon pri nízkych teplotách-ich kapacita dramaticky klesá pod bod mrazu, čo často spôsobuje náhle výpadky;
- Vysoká záťaž pri údržbe-Pravidelné zavlažovanie, čistenie a vyrovnávanie cyklov nabíjania vyčerpáva zdroje.
V ére presadzovania zelenej energie a inteligentných miest sa usilujeme o lepšie riešenia batérií. Stránka 12V 100Ah sodíkovo-iónová batéria vyniká. Jeho kľúčové silné stránky -plochá nízkoteplotná vybíjacia krivka, dlhá cyklická životnosť (>4 000 cyklov)a relatívne nízka hmotnosť (približne 13,5 kg)-je to životaschopná modernizácia infraštruktúry solárneho osvetlenia.
Tento článok sa venuje scenáre solárneho pouličného osvetlenia, v ktorom sa skúma, ako táto sodíkovo-iónová batéria spĺňa požiadavky v teréne a čo potrebujú vedieť integrátori, predajcovia a rozhodovacie orgány.
Päť kľúčových požiadaviek na batérie a bolestivé body v solárnych pouličných svetlách
Solárne pouličné osvetlenie kladie na svoje batériové systémy jedinečné nároky. Tu je päť hlavných požiadaviek a spôsob, akým ich olovené batérie dokážu splniť:
1. Stabilita pri studenom štarte a vybíjaní
Pri teplote -10 °C alebo nižšej klesá kapacita olovených akumulátorov o 30-50%, čo vedie k častým nočným výpadkom, najmä v severných klimatických oblastiach alebo vo vysoko položených mestách. Sodíkovo-iónová batéria spoľahlivo funguje až do Teplota vybitia -20 °C s stabilné napätie, čo pomáha predchádzať náhlym poklesom výkonu.
2. Dlhá cyklická životnosť (≥4 000 cyklov)
Cieľom mnohých projektov je 5-7 rokov prevádzky s minimálnou údržbou. Olovené batérie zvyčajne vydržia 500 až 1 000 cyklov, zatiaľ čo sodíkové batérie poskytujú dlhá životnosť až do 4 000 cyklov, čo podstatne predlžuje intervaly výmeny batérie.
3. Nízka údržba a diaľkové monitorovanie
Pravidelný servis na odľahlých miestach je nákladný. Ideálna batéria musí mať nízke nároky na údržbu a zároveň vzdialenú diagnostiku, aby sa zabránilo výjazdom na miesto. Zabudovaná inteligentná BMS chráni pred prebitím, nadmerným vybitím, nadprúdom a nadmernou teplotou a podporuje komunikačné protokoly ako CAN/RS485 na vzdialenú správu.
4. Objem a hmotnosť batériového boxu
Rôzne konštrukcie svietidiel ponúkajú obmedzený vnútorný priestor. Objemné olovené alebo lítiové články sa nemusia zmestiť bez prepracovania. Táto sodíkovo-iónová batéria má kompaktné rozmery (363 × 212 × 230 mm) a váži len približne 13,5 kg, približne 40% ľahšie ako ekvivalentné olovené batérie, čo uľahčuje inštaláciu a znižuje zaťaženie konštrukcie.
5. Ochranné krytie (IP65 alebo vyššie)
Vo vonkajšom prostredí je batéria vystavená prachu, dažďu, dokonca aj búrkam. Musí byť úplne odolná voči vniknutiu a utesnená proti poveternostným vplyvom. Naše batérie majú tieto vlastnosti Stupeň odolnosti voči vode a prachu IP65, čo zaručuje spoľahlivý výkon v náročných vonkajších podmienkach.
Tabuľka 1: Typické aplikácie solárneho pouličného osvetlenia a slabé miesta batérie
| Scenár aplikácie | Aktuálna slabina batérie | Potrebný kritický výkon batérie |
|---|
| Zimné chladné oblasti | Olovené kyseliny zlyhávajú pri teplote nižšej ako -10 °C | Štart za studena, stabilné vybíjanie (schopnosť -20 ℃) |
| Odľahlé horské lokality | Častá údržba, žiadni miestni technici | Vysoká životnosť cyklu (≥4000 cyklov), bezúdržbový |
| Vysoká vlhkosť alebo pobrežné oblasti | Korózia, degradácia tesnenia | Vodotesný a prachotesný kryt IP65 |
| Kompaktné zariadenia typu "všetko v jednom | Obmedzený priestor, ťažké batérie | Vysoká hustota energie, kompaktné rozmery (363 × 212 × 230 mm) |
| Dlhodobé osvetlenie (viac ako 10 hodín za noc) | Pomalé dobíjanie, nízka hĺbka vybitia | Rýchle nabíjanie/vybíjanie (max. nabíjací prúd 50 A), efektívne využívanie energie |
Obmedzenia olovnato-kyselinového a lítiovo-železitého fosfátu pre solárne osvetlenie
Olovené aj lítiové batérie majú svoje miesto, ale každá z nich má pri použití v solárnom pouličnom osvetlení svoje nevýhody.
- Olovený akumulátor:
- Poskytuje nízku kapacitu v chladnom počasí.
- Vyžaduje častú výmenu kvôli obmedzenej životnosti cyklu.
- Zostáva ťažký a náročný na údržbu, čo zvyšuje prevádzkové náklady.
- Fosfát lítia a železa (LiFePO₄):
- Ponúka lepšiu životnosť (4 000 - 6 000 cyklov) a teplotný rozsah.
- Je však výrazne ťažší a drahší.
- Zvyšuje zložitosť návrhu; inštalatéri musia často meniť montáž a tepelný manažment.
To ponecháva priestor pre sodíkové ióny, ktoré ponúkajú vyváženú alternatívu.
Tabuľka 2: Porovnanie výkonu typu batérie
| Parameter | Olovnato-kyselinové | LiFePO₄ | 12V 100Ah Sodík-iónová |
|---|
| Životnosť cyklu | 500-1,000 | 4,000-6,000 | ≥ 4,000 |
| Výkon pri nízkych teplotách | Chudobný | Dobrý | Vynikajúca (schopnosť vybíjania -40 ℃) |
| Hmotnosť | Ťažké | Ťažšie | Ľahký (~13,5 kg, ~40% ľahší ako olovený akumulátor) |
| Údržba | Vysoká | Nízka | Veľmi nízka |
| Náklady | Nízka | Vysoká | Mierne |
| Hodnotenie ochrany | Rôzne | Rôzne | Vodotesnosť a prachotesnosť IP65 |
12V 100Ah sodíkovo-iónová batéria: Základné technické vlastnosti a výhody špecifické pre danú lokalitu
Tu vyzdvihujeme funkcie, ktoré sú pre integrátorov alebo zadávateľov najdôležitejšie:
- Inteligentná BMS - Zvládne ochranu proti nadmernému nabitiu/vybitiu, monitorovanie teploty a rozhranie cez CAN/RS485. Umožňuje diaľkové monitorovanie a upozornenia na poruchy - dôležité pre bezobslužné inštalácie.
- Ľahká konštrukcia - Váži približne 13,5 kg, približne o 40% ľahšie ako ekvivalentné olovené batérie. To má význam pre zariadenia s obmedzenými prípustnými zaťaženiami.
- Vynikajúci výkon pri nízkych teplotách - Bezproblémové fungovanie s teplota vybitia až do -40 °C a odporúčané nabíjanie až do -20°C, čo zaručuje spoľahlivosť v drsných klimatických podmienkach.
- Dlhá životnosť cyklu - Poskytuje očakávanú životnosť presahujúcu 4 000 cyklov, čo znamená 7-10 rokov alebo viac typického používania, čo výrazne znižuje náklady na prevádzku a údržbu.
- Ochrana IP65 - Plne utesnené, aby sa zabránilo vnikaniu prachu a vlhkosti - nevyhnutnosť pre každý projekt vonkajšieho osvetlenia.
- Kompaktné rozmery - 363 × 212 × 230 mm sa hodí do väčšiny priehradiek na batérie solárnych svietidiel s minimálnymi alebo žiadnymi úpravami.
- Paralelná a sériová škálovateľnosť - Podporuje až 4 sériovo a 4 paralelne (4S4P) konfigurácie. To umožňuje nastavenie vyššieho napätia alebo kapacity bez ohrozenia stability, čo je obzvlášť užitočné pre modulárne systémy osvetlenia alebo systémy s vysokou spotrebou.
Táto kombinácia je veľmi dôležitá, pretože rieši všetkých päť bolestivých bodov, takže sodíková chémia je pre solárne pouličné osvetlenie veľmi vhodná.
Hĺbková analýza zhody: Typy solárneho svetla a sodíkovo-iónová batéria
4.1 Nové mestské LED pouličné osvetlenie (s batériovým krytom na základni)
Scenár a problémy:
- Nachádza sa v chladných oblastiach.
- V priestrannej základni je umiestnená batéria, ale jej nadváha môže ovplyvniť stabilitu stĺpa a prácnosť inštalácie.
- Častá údržba vyvoláva nákladné a nebezpečné práce v teréne.
Vhodnosť batérie:
- Výkon pri studenom vybíjaní až do -40°C rieši problémy so spoľahlivosťou v zimnom období.
- Nízka hmotnosť (~13,5 kg) uľahčuje inštaláciu a vyrovnávanie záťaže.
- Dlhá životnosť (≥4000 cyklov) znižuje počet opakovaných návštev.
- Systém BMS zabezpečuje bezpečnú a monitorovanú prevádzku v teréne.
- Stupeň krytia IP65 chráni elektroniku vo vnútri základne pred vniknutím prachu a vody.
4.2 Solárne svetlá pre komerčné účely/parkoviská
Scenár a problémy:
- Vysoko výkonná LED si vyžaduje trvalé vybíjanie cez noc.
- K dispozícii je veľký priestor na základni, ale batéria sa musí rýchlo nabíjať na dennom svetle a musí pracovať nepretržite.
- Minimálny počet zamestnancov na mieste uprednostňuje diagnostiku na diaľku.
Vhodnosť batérie:
- Vysokorýchlostné nabíjanie/vybíjanie podporuje dlhší čas prevádzky; maximálny trvalý nabíjací prúd 50A pri teplote >0 °C.
- Systém BMS s diaľkovým monitorovaním včas odhalí poruchy.
- Kompaktné rozmery a rýchla inštalácia minimalizujú prestoje a prácu.
4.3 Integrované solárne svetlá s vysokým stožiarom
Scenár a problémy:
- Vnútri tyče sa nachádzajú tenké/kompaktné priehradky na batérie.
- Výškové obmedzenia si vyžadujú tesne priliehajúce batérie.
- Bezpečnosť je rozhodujúca - netesnosti alebo poruchy na vrchole stožiara sú neprípustné.
Vhodnosť batérie:
- 363 × 212 × 230 mm sa hodí do väčšiny vysokých pivničných priestorov s nosnými stĺpmi ≥ 360 × 210 × 230 mm.
- Nízka hmotnosť znižuje namáhanie držiaka.
- Automatické monitorovanie BMS zachováva stav batérie.
- Tesnenie IP65 zabraňuje vniknutiu vlhkosti pri daždi alebo čistení.
4.4 Tabuľka veľkosti batérií solárnych pouličných svietidiel
| Typ svetla | Veľkosť priestoru pre batérie (mm) | Veľkosť sodíkovej batérie (363 × 212 × 230 mm) | Pravdepodobnosť prispôsobenia | Poznámky |
|---|
| Mestské LED svetlá (základný kryt) | ≥ 380 × 220 × 240 | 363 × 212 × 230 | Áno, dobrý priestor | Jednoduchá inštalácia |
| Solárne osvetlenie námestí/parkovísk | ≥ 370 × 215 × 230 | 363 × 212 × 230 | Áno | Ideálne na veľkoplošné osvetlenie |
| Integrované svetlá s vysokým stožiarom | ≥ 360 × 210 × 230 | 363 × 212 × 230 | Pravdepodobne, skontrolujte výšku | Môže byť potrebná menšia úprava |
| Prenosné/malé zariadenia | < 350 × 200 × 200 | 363 × 212 × 230 | Nie | Príliš veľké pre kompaktné konštrukcie |
| Malé obecné osvetlenie v starom štýle | < 360 × 200 × 210 | 363 × 212 × 230 | Nie | Vyžaduje vlastnú batériu alebo úpravu svietidla |
Kompatibilita inštalácie a tipy pre integráciu v teréne
Pri plánovaní nasadenia venujte pozornosť nasledujúcim podrobnostiam:
5.1 Optimalizácia priestoru puzdra batérie
- Ak máte málo miesta, pridajte k základni malé rozšírenie, použite externý box na batérie alebo upravte tvar montážnych bodov.
- Vždy plánujte voľný priestor na prúdenie vzduchu okolo batérie; nahromadené teplo ovplyvňuje životnosť, hoci sodíkovo-iónové batérie majú pomerne dobrú tepelnú stabilitu.
5.2 Zapojenie a kompatibilita s riadiacou jednotkou
- Podporuje sodíkové ióny BMS CAN, RS485a UART.
- Uistite sa, že váš regulátor solárneho nabíjania alebo riadiaca doska pouličného osvetlenia dokáže čítať údaje BMS alebo zostane kompatibilná.
- Aby ste sa vyhli problémom s vlhkosťou, používajte správne konektory, ako sú M12, RJ45 alebo vodotesné svorky.
5.3 Úprava terénu a bezpečné postupy
- Pripojte postupne: zem, kladné napätie, komunikačné vedenie BMS a potom hlavné vedenie.
- Splňte špecifikácie krútiaceho momentu pre skrutky M8, aby ste zabránili uvoľneniu pri vibráciách.
- Pred úplným uvedením do prevádzky vykonajte test s fiktívnou záťažou a 24 hodín sledujte napätie batérie, teplotu a vnútorný odpor.
Záver
Stránka 12V 100Ah sodíkovoiónová batéria poskytuje praktický a v praxi overený výkon pre solárne systémy pouličného osvetlenia. Vďaka odolnosti voči chladu až do -40 °C, dlhej životnosti viac ako 4 000 cyklov a ľahkej, kompaktnej konštrukcii sa bez problémov integruje do širokej škály solárnych svietidiel. Jeho inteligentná BMS umožňuje diaľkovú diagnostiku, zatiaľ čo podpora konfigurácie 4S4P poskytuje projektantom systémov dodatočnú flexibilitu pri škálovaní kapacity alebo napätia.
Kamada Power je špičkový výrobcovia sodíkových iónových batérií v Číne, podpora prispôsobených solárnych pouličných svetiel riešenia sodíkových iónových batérií.
Ak chcete modernizovať alebo budovať projekty solárneho osvetlenia v obciach, na parkoviskách alebo v zónach mimo elektrickej siete, kontaktovať spoločnosť kamada power náš tím odborníkov na batérie, aby ste zistili, ako tento roztok sodíkovo-iónové batérie zodpovedá vašim cieľom.