Все, що вам потрібно знати про Сонячна батарея для вуличного освітлення. Ось сувора реальність сонячного освітлення: найдорожчим компонентом є не обладнання, а вантажівка з ковшем, яку наймають для заміни несправної батареї. Коли ліхтарі виходять з ладу передчасно, рахунки за технічне обслуговування бригад і управління дорожнім рухом можуть миттєво звести нанівець вашу заплановану рентабельність інвестицій. Акумуляторна батарея - це "серце" системи, що визначає як автономність, так і прибутковість. У цьому посібнику ми розглянемо технічні характеристики, щоб порівняти хімічні склади, надамо чіткий посібник з вибору розміру та пояснимо агресивний перехід галузі на LiFePO4.
Акумуляторна батарея Kamada Power 12v 100ah Lifepo4
Яка найкраща сонячна батарея для вуличного освітлення?
Якщо ви шукаєте постачальника для участі в муніципальному тендері або комерційному лоті, у вас, по суті, є три варіанти. Ось короткий висновок про те, як вони поєднуються.
Порівняння: Хімікати для батарей сонячних вуличних ліхтарів
| Особливість | Свинцево-кислотні / гелеві | Потрійний літій (NCM) | LiFePO4 (літій-залізо) |
|---|
| Життя циклу | 300 - 500 циклів | 800 - 1000 циклів | 2000 - 6000+ циклів |
| Безпека | Високий (стабільний) | Низький (ризик теплового втечі) | Дуже високий (стабільний) |
| Температурний діапазон | Добре в холод, погано в спеку | Бідні у спеку | Відмінно (від -20°C до 60°C) |
| Вага/розмір | Важкий / громіздкий | Найлегший / Найменший | Легкий / компактний |
| Вирок | Застарілі для нових проектів | Ніша використовує тільки | Галузевий стандарт |
Свинцево-кислотні та гелеві акумулятори ("стара школа")
Десятиліттями гелеві батареї були найпопулярнішими, оскільки вони були дешевими і "досить хорошими".
- За: Низькі початкові капіталовкладення. Вони добре працюють при мінусових температурах, якщо ви збільшите їхній розмір.
- Мінуси: Вони неймовірно важкі, тому потребують великого ящика для поховання або міцної сталевої клітки біля основи стовпа. Їхній термін служби є вирішальним фактором; глибоке циклічне використання вбиває їх приблизно за 2-3 роки. Крім того, у багатьох регіонах, що розвиваються, свинцеві батареї є основною мішенню для крадіжок через їхню цінність як металобрухту.
- Вирок: Ми бачимо, як вони поступово відмовляються від них майже у всіх сучасних муніципальних специфікаціях.
Потрійні літієві (NCM/NCA) батареї
Це той самий тип акумуляторів, що стоять у вашому ноутбуці або Tesla.
- За: Найвища щільність енергії. Ви можете упакувати багато енергії в крихітний простір.
- Мінуси: Ризик для безпеки. Потрійний літій хімічно нестабільний при високих температурах. У корпусі сонячного вуличного ліхтаря (який може нагріватися до 60°C+ під полуденним сонцем в Африці або Арізоні) ці батареї схильні до теплового втечі - по суті, до загоряння. Вони також мають коротший термін служби порівняно з LiFePO4.
Акумулятори LiFePO4 ("Золотий стандарт")
Літій-залізо-фосфат (LiFePO4) став беззаперечним королем сонячних накопичувачів.
- За: Ви можете розраховувати на 2000-6000 циклів. Навіть якщо розряджати щоночі, це становить від 7 до 15 років служби. Вони мають надзвичайно стабільну кристалічну структуру, а це означає, що вони не загоряються, навіть якщо їх проколоти або перегріти.
- Ідеальна робоча температура: Вони чудово справляються зі спекою, а з правильною системою BMS ефективно витримують холодні зими (від -20°C до 60°C).
- Основні сертифікати, на які слід звернути увагу: Якщо ви купуєте оптом, переконайтеся, що в упаковці є UN38.3 (для безпеки доставки), IP67 (водонепроникний корпус), і UL1973 (стандарти безпеки акумуляторних систем).
Чому літій-фенольні батареї замінюють гелеві у вуличних ліхтарях
Чому працівники відділу закупівель готові платити трохи вищу авансову вартість за LiFePO4? Все зводиться до TCO - сукупної вартості володіння.
Тривалість циклу та ROI (загальна вартість володіння)
Давайте порахуємо 10-річний проект.
- Гелева стратегія: Ви платите $100 за батарею. Він помирає на 3-й рік. Ви платите за нову батарею + $200 за роботу по її заміні. Повторіть на 6-й рік. Повторіть на 9-му році.
- Стратегія LiFePO4: Ви платите $200 за батарею. Він працює 10 років, якщо його не чіпати.
Результат: За десять років "дешева" гелева батарея обійдеться вам втричі дорожче, ніж літій-фенольний акумулятор, якщо врахувати вартість робочої сили.
Переваги глибини розряду (DoD)
Ось де "паспортна потужність" обманює людей.
- Свинцево-кислотний гель: Ви ніколи не повинні розряджати їх нижче 50%. Якщо ви купуєте гелеву батарею на 100 Ач, у вас фактично є тільки 50Ah корисної енергії. Якщо заглибитися глибше, ви вб'єте батарею за кілька місяців.
- LiFePO4: Їх можна безпечно розряджати до 90-100%. Акумулятор LiFePO4 ємністю 100 Ач дає вам 100Ah корисної енергії.
- На винос: Ви платите за ємність, яку не можете використовувати зі свинцевою кислотою.
Переваги розміру та ваги (вітрове навантаження)
LiFePO4 становить приблизно 1/3 ваги свинцево-кислотного. Це може здатися неважливим, поки ви не поговорите з інженером-будівельником.
Батарейки для запальничок дозволяють створювати інтегровані конструкції "Все в одному", де батарея захована безпосередньо за сонячною панеллю у верхній частині стовпа. Це усуває необхідність закопувати коробки для батарей (заощаджуючи витрати на виїмку ґрунту) і зменшує відстань між мідними проводами. Крім того, злодії з меншою ймовірністю вилізуть на 20-футову слизьку сталеву опору, щоб вкрасти батарею, яку не зможуть легко здати на металобрухт.
Як розрахувати розмір сонячної батареї для вуличного освітлення (крок за кроком)
Завеликий розмір вибиває ваш бюджет, а замалий - призводить до відключення електроенергії. Ось інженерний підхід до того, як це зробити правильно.
Ключові показники для визначення розміру
- Світлодіодне живлення: Фактична потужність лампи (наприклад, 30 Вт, 60 Вт, 100 Вт). Примітка: Перевірте, чи є графік дімування (наприклад, 100% на 4 години, потім 50% на решту).
- Робочі години: Скільки триває ніч? (Зазвичай розраховується в середньому на 10-12 годин).
- Автономія: Це дуже важливо. Скільки поспіль похмурих/дощових днів має працювати ліхтар, перш ніж батарея розрядиться? Галузевий стандарт зазвичай становить Від 3 до 5 днів.
Ємність акумулятора (Вт) = Потужність світлодіодів (Вт) × Добові години (год) × Дні автономної роботи
Порада експерта: Фізика недосконала. Ви втрачаєте енергію через опір проводів, неефективність MPPT-контролера та зниження температури. Завжди додавайте 1.2x Буфер (запас 20%) до вашого остаточного номера.
Приклад розрахунку
Давайте визначимо розмір системи для проекту паркінгу.
- Сценарій: Світлодіодне світло 30 Вт
- Операція: 10 годин на добу (повна яскравість)
- Вимога: 3 "чорних" дні автономності резервного копіювання
Крок 1: Розрахуйте загальну потребу в енергії
30 Вт × 10 годин × 3 дні = 900 Вт-год
Крок 2: Застосуйте буфер ефективності
900 Вт-год × 1,2 (буфер) = 1080 Вт-год
Крок 3: Переведіть в ампер-години (Агод)
Більшість сонячних систем вуличного освітлення працюють на 12,8 В (напруга 4S LiFePO4).
1080 Вт-год ÷ 12,8 В = 84,375 Ач
Результат: Тобі потрібен 12.8V 85Ah LiFePO4 акумулятор LiFePO4 (з округленням до найближчого стандартного розміру комірки).
Чому BMS має вирішальне значення для сонячних батарей вуличного освітлення
Не можна просто спаяти елементи разом і назвати це батареєю. Система управління батареєю (BMS) - це мозок роботи акумулятора.
Що таке BMS?
BMS - це друкована плата (PCB), інтегрована в акумуляторну батарею. Вона контролює напругу, струм і температуру, виконуючи роль сторожа, який відключає батарею, якщо умови стають небезпечними.
Критично важливий захист для зовнішнього використання
- Низькотемпературне відключення: Це не підлягає обговоренню для проектів у Європі чи Північній Америці. Якщо ви спробуєте плата Якщо ви заряджаєте літієву батарею, коли температура внутрішніх елементів опускається нижче нуля (0°C), ви спричиняєте руйнування літієвого покриття, що безповоротно псує батарею. Розумна BMS виявляє холод і припиняє заряджання, доки сонце не зігріє акумулятор.
- Захист від перезарядки: У розпал літа ваша сонячна панель може викачувати високу напругу. BMS запобігає надмірному "згодовуванню" елементам занадто великої кількості енергії, що запобігає їхньому розбуханню.
Балансування клітин
За 5 років напруга на окремих елементах батареї може розійтися в різні боки. Хороша BMS виконує "пасивне балансування", відводячи енергію від високовольтних елементів, щоб забезпечити ідеальну узгодженість усієї батареї. У цьому полягає різниця між батареєю тривалістю 3 роки і батареєю тривалістю 8 років.
Встановлення та обслуговування в екстремальних умовах
З нашого досвіду роботи з промисловими клієнтами, навколишнє середовище зазвичай вбиває батарею раніше, ніж закінчується термін її служби.
Робота з високими температурами (>45°C)
Спека погіршує термін служби батареї. Якщо ви встановлюєте систему в Дубаї або Арізоні:
- Уникайте "ефекту духовки": Не встановлюйте батарейний відсік безпосередньо на задню частину сонячної панелі. Панель поглинає тепло і передає його акумулятору.
- Рішення: Використовуйте окремий батарейний блок з повітряним зазором або встановіть його нижче на стовпі в тіні.
Поводження з низькими температурами (<-20°C)
Стандартний LiFePO4 може розряджатися на морозі, але не заряджатися.
- Рішення 1: Поховання. Земля - чудовий ізолятор. Якщо закопати акумуляторну батарею на глибину 1 метр, вона не замерзне в більшості кліматичних зон.
- Рішення 2: Батареї, що самонагріваються. Ці вдосконалені акумуляторні батареї використовують перші сонячні промені вранці, щоб запустити нагрівальну плівку. Як тільки температура батареї досягає 5°C, BMS дозволяє почати заряджання.
Стратегії запобігання крадіжкам
У віддалених районах батареї розряджаються.
- На вершині полюса: Інтеграція акумулятора в корпус світильника (All-in-One) дуже ускладнює його крадіжку без автонавантажувача.
- Апаратне забезпечення: Використовуйте гвинти "зміїне око" або трикутні протиугінні гвинти, для яких потрібні спеціальні насадки. Ми також бачили, як клієнти приварюють сталеві клітки навколо встановлених на підлозі акумуляторних батарей.
Висновок
Батарея є найбільш важливим фактором надійності системи; вибір дешевих свинцево-кислотних або малогабаритних акумуляторів є класичною "хибною економією", коли копійки, зекономлені сьогодні, обмінюються на тисячі, витрачені на обслуговування завтра. Промисловість рішуче перейшла на LiFePO4 завдяки його неперевершеній безпеці та довговічності, а майбутнє пов'язане з інтелектуальними батареями з підтримкою Інтернету речей для проактивного моніторингу.
Не впевнені у своїх вимогах? Зв'яжіться з нами команда інженерів, щоб спроектувати індивідуальна сонячна батарея для вуличного освітлення Рішення, адаптоване до вашого клімату.
ПОШИРЕНІ ЗАПИТАННЯ
Як довго працюють сонячні батареї вуличного освітлення?
Це значною мірою залежить від хімічного складу. Традиційний свинцево-кислотний/гелевий акумулятор зазвичай служить від 2 до 3 років, перш ніж його потрібно замінити. Сучасний LiFePO4 акумулятор зазвичай служить від 7 до 10 років завдяки високому терміну служби (2000+ циклів).
Чи можна замінити свинцево-кислотну сонячну батарею вуличного освітлення на літієву?
Так, але зазвичай потрібно також замінити контролер сонячного заряду. Літієві батареї мають інші профілі зарядної напруги, ніж свинцево-кислотні. Однак оновлення варте того, щоб зменшити вагу та подовжити термін служби.
Чи можу я перейти на батарею більшої ємності (А-год), щоб збільшити час роботи?
Можна, але "що, якщо" ви не збільшите розмір сонячної панелі? Якщо ви збільшите розмір акумулятора без збільшення розміру сонячної панелі, акумулятор може ніколи не зарядитися повністю, особливо взимку. Батарея і панель повинні бути підібрані разом як збалансована система.
Чому мій сонячний вуличний ліхтар вимикається через кілька годин?
Зазвичай це ознака того, що батарея деградувала і втратила свою ємність (часто трапляється зі старими гелевими батареями), або сонячна панель забруднена/затінена і не генерує достатньо енергії, щоб заповнити батарею протягом дня.
Що таке автономність у сонячному вуличному освітленні?
Автономність - це кількість днів, протягом яких світильник може працювати без сонячного світла (тобто в дощові або похмурі дні). Стандартна надійна система розрахована на 3-5 днів автономної роботи.