Quel type de batterie est idéal pour les lampadaires solaires? (Recommandation pour vous)

Parce qu’ils ne dépendent pas du réseau électrique pour s’éclairer la nuit, les lampadaires solaires sont particulièrement pratiques. Le module solaire et la batterie utilisés dans ces systèmes d'éclairage permettent au gadget de produire de l'électricité pendant la journée, rangez-le dans la batterie, et je l'utilise la nuit.

Chaque lampadaire solaire doit avoir la batterie appropriée, car cela affectera l’autonomie de la lumière, apparence, niveau d'entretien, et d'autres facteurs. Cet article est fait pour vous si vous souhaitez installer des batteries sur un éclairage public solaire.

Quels types de batteries sont utilisés dans l'industrie solaire?

Pour l'éclairage public solaire, il existe de nombreuses technologies de cellules solaires disponibles, chacun avec une variété d'avantages et d'inconvénients. Nous décrivons chacune de ces méthodes ci-dessous dans cette section:

Nickel-cadmium

Piles en nickel-cadmium (Ni-CD) sont robustes, capable de tolérer des températures élevées, et sans entretien. Cellules Ni-Cd, qui utilisent du cadmium comme cathode et une électrode oxyde-hydroxyde comme anode, sont largement utilisés dans les applications solaires en plus de l'aérospatiale civile et militaire.

En raison de leur grande fiabilité et de leurs exigences de maintenance minimales, Les batteries Ni-Cd sont parfaites pour une utilisation dans les lampadaires dans les endroits éloignés. Ces batteries sont moins chères que les batteries Li-ion et sont parfaites pour les applications solaires car elles peuvent être épuisées jusqu'à 60% profondeur de décharge (DOD) tout en produisant 2,500 cycles.

Plomb-acide

Batteries au plomb sont la norme de l'industrie et le sont depuis longtemps en raison de leur prix abordable et de leur longévité. Ils sont composés d'une cathode en oxyde de plomb et d'une anode en plomb métallique, toutes deux immergées dans un électrolyte d'acide sulfurique..

Nous déconseillons l'utilisation de batteries au plomb pour les installations souterraines de lampadaires solaires, car elles peuvent nécessiter un entretien fréquent bien qu'elles soient peu coûteuses.. Les deux 500 et 1,200 cycles à 50% Les DOD sont disponibles à partir de ces batteries. Il existe deux types de batteries au plomb les plus fréquemment utilisées pour les lampadaires solaires., ce sont des batteries AGM et gel.

Lithium-ion

Comme tout le monde le sait, le lithium-ion (Li-Ion) les batteries sont l'une des plus fréquemment utilisées pour les lampadaires solaires tout en étant les plus chères. Un électrolyte au sel de lithium a servi d'électrolyte pour l'anode au lithium-carbone et la cathode à l'oxyde métallique de lithium qui ont été utilisées..

Grâce à sa meilleure densité énergétique, ce qui conduit à une plus grande capacité et à des conceptions plus compactes, les batteries lithium-ion gagnent en popularité. Pour les lampadaires, ces batteries ont une durée de vie de 2 000 à 3 000 cycles et peuvent être épuisées 80% DOD.

Phosphate de fer et de lithium

Une autre excellente technologie de batterie au lithium moins coûteuse est le lithium fer phosphate. (Lifepo4) batteurs. Ces batteries ont un 4,500 vie de vélo, une densité énergétique élevée, et sont 80% DOD épuisé.

Un électrolyte au sel de lithium entoure une cathode au lithium et au phosphate de fer, qui est le composant des batteries LiFePO4. Parce qu'elle est moins chère que les batteries lithium-ion tout en offrant une solution sans entretien à haute densité énergétique, cette technologie au lithium est le choix privilégié pour l'éclairage public solaire.

Batterie inondée

Une demi-cellule contient l'anode et le premier électrolyte, et l'autre demi-cellule contient la cathode et le deuxième électrolyte dans les batteries redox à flux, un cas spécifique de deux électrolytes. Vanadium/vanadium (dans différents états), fer/chrome, ou zinc/brome sont les couples électrolytiques les plus courants.

Ils sont moins répandus dans les secteurs de l’énergie solaire et de l’éclairage public car il s’agit d’une technologie plus récente.. Les batteries à flux peuvent fonctionner à basse température, offrent plus de cycles que la majorité des batteries, et sont facilement évolutifs pour la majorité des applications.

Quelles considérations doivent être prises en compte lors du choix des batteries de lampadaires solaires?

Comprendre les facteurs à prendre en compte lors de la sélection d'un lampadaire solaire vous aidera à choisir la meilleure batterie après avoir pris connaissance des différentes technologies de batteries..

Capacité et taille

La durée de fonctionnement d’un lampadaire solaire dépend de la capacité de la batterie solaire, qui est influencé par la quantité d'énergie dont les luminaires d'éclairage public ont besoin. Lors du choix d'une batterie, pensez au nombre de wattheures (What) ou ampères-heures (Ah) il peut produire car cela affectera la durée de fonctionnement de votre lampadaire solaire.

Il est utile d'utiliser l'expression suivante pour calculer la capacité nécessaire de la batterie:

L'équation utilisée pour calculer la quantité d'énergie qu'un lampadaire solaire peut stocker dans sa batterie

UN 1,500 luminaire à lumière, par exemple, consomme près de 15W, tandis qu'un 12,000 Le lampadaire solaire lumen utilise 120 W. Afin de faire fonctionner un lampadaire solaire 12 V en continu pendant 12 heures, vous auriez besoin d'une batterie de 75 Ah à 12 V pour un 1,500 ampoule lumineuse et près d'une batterie de 600 Ah à 12 V pour une 12,000 réverbère de lumen en raison de la perte de 80% efficacité aller-retour, 50% DOD, et deux jours d'autonomie (19:00 à 07:00).

L'espace à l'intérieur du boîtier de la batterie est un autre aspect qui pourrait limiter la taille des batteries que vous pouvez utiliser.. Si vous utilisez une technologie de batterie à haute densité énergétique, comme le lithium, vous pouvez installer des batteries plus petites que les batteries au plomb. Par conséquent, il est crucial de prendre en compte la taille des modèles de batterie pour déterminer s'ils rentrent dans le boîtier de batterie.

Puissances et tensions nominales

La différence de potentiel entre les bornes d’une batterie, exprimé en volts, est la tension de la batterie (V). Assurez-vous toujours que la tension de la batterie est la même que celle dont le luminaire a besoin.

Pareil à ça, la puissance nominale d’une batterie indique la quantité d’énergie qu’elle peut fournir et est exprimée en kilowatts (kw). Nous calculons les lampadaires solaires en watts car ils n’ont pas besoin de beaucoup d’énergie (W). Les besoins en énergie des installations de lampadaires solaires doivent toujours être satisfaits ou dépassés par des batteries..

Profondeur de décharge (Dod)

Une batterie peut se décharger en toute sécurité jusqu'à un certain pourcentage, ou profondeur de décharge (Dod). Ceci est lié à la durée de vie de la batterie, car la batterie ne peut supporter qu'un nombre spécifique de cycles en fonction de la fréquence d'utilisation.

Certains fabricants conseillent 20% DOD pour les batteries au plomb afin d'augmenter la durée de vie des lampadaires solaires, bien qu'une valeur de 30 à 40 % soit également acceptable pour trouver un juste compromis entre performances et durée de vie. Le DOD peut être augmenté par 75% pour batteries au lithium.

Efficacité pour les déplacements circulaires

Le terme “efficacité aller-retour” décrit la quantité d'énergie CC qui peut être extraite de la batterie par rapport à l'énergie CC que le panneau solaire y injecte. Autrement dit, l’efficacité du cycle de la batterie pour la charge et la décharge. La batterie moyenne a une efficacité aller-retour de 80%, bien que cela varie selon la technologie et le fabricant.

Autonomie de la batterie (Cycle de vie)

Il s’agit d’une estimation de la durée de vie de la batterie; la durée de vie de la batterie est parfois exprimée en années. Combien de cycles de charge/décharge une batterie peut supporter à un DoD donné avant sa capacité (durée de vie) commence à décliner. Ce nombre varie en fonction de la technologie utilisée et du DoD auquel la batterie est déchargée..

Une fois déchargé à 50% Dod, par exemple, Les batteries au plomb ordinaires ont une durée de vie d'environ 2,000 cycles, mais certains modèles sophistiqués de batteries au plomb peuvent le faire pendant près de 11 années, ou 4,250 cycles. Pour les lampadaires solaires, en utilisant 80% Le DoD sur une seule batterie réduit sa durée de vie à environ 2,700 cycles, ou 7 années. En tant que technologie plus sophistiquée, les batteries au lithium peuvent fonctionner entre 80% et 100% DoD pour environ 4,000 cycles.

Impact sur l'environnement et la sécurité

Chaque batterie est soumise à diverses normes de fabrication et de sécurité chimique des électrolytes. L'alimentation par batterie pour l'éclairage public solaire doit être certifiée UL-8750 ou plus sûre..

Des précautions de sécurité doivent être prises pour éviter l'emballement thermique de la batterie, ce qui pourrait le faire chauffer rapidement et exploser ou émettre des gaz dangereux. Installation résistante aux hautes températures, Il est recommandé d'utiliser des batteries sensibles à la température ou des batteries dotées de systèmes de gestion de batterie de pointe pour éviter cela. (Bms).

Des changements de température plus faibles en montant la batterie sous terre aident à prévenir l'emballement thermique, mais la batterie doit résister au manque de ventilation de l’environnement (applicable à l’AGA, GEL, ou piles au lithium uniquement).

Prix

La plus grande contrainte et celle qui ne peut être évitée est le budget. Tenez compte de vos limites financières lorsque vous choisissez une batterie pour un lampadaire solaire, et optez pour l'option qui offre le plus de performances et de cycles.

Si vous prenez en compte les 1 500 à 12 00 batteries mentionnées ci-dessus pour les installations de lampadaires solaires, vous pouvez obtenir ces coûts approximatifs dans les deux situations:

Les batteries AGM au plomb coûtent entre $12 et 96 ($0.80/Ah).

Batteries au plomb et au gel: $15–120 ($1.00/Ah)

Phosphate de fer au lithium: $18-144.0 ($1.20/Ah)

Li-Ion: $23.7-189.6 ($1.58/Ah)

Quel type de batterie est le meilleur? Comment puis-je décider?

S’il est crucial de comprendre les différents facteurs à prendre en compte lors du choix d’une batterie, vous devez également être conscient de la façon dont chaque facteur est lié aux différentes technologies de batterie. La technologie de batterie optimale est décrite ici pour de nombreux scénarios.

Quand choisir des piles NiCd?

Les batteries en nickel-cadmium sont robustes, sûr, et résistant à la température. Ils livrent beaucoup de cycles, avoir une densité de puissance respectable, et sont pourtant dans les limites du budget. Ces batteries sont excellentes pour les lampadaires solaires qui sont fréquemment exposés à des températures extrêmes et où vous avez besoin de batteries de capacité moyenne mais à faible coût.. Cependant, plusieurs composants des batteries NiCd sont dangereux à manipuler.

Quand une batterie au plomb AGM est-elle appropriée?

L’option économique la plus populaire est celle des batteries au plomb AGM., qui ont une densité énergétique réduite et une portée DoD contrainte. Il est possible de combiner plusieurs batteries pour atteindre la capacité d’une batterie au lithium, mais nous conseillons d'utiliser ces méthodes uniquement pour les installations souterraines. Ils nécessitent un minimum d'entretien et ne dégagent pas de gaz comme les batteries inondées., ce qui les rend parfaits pour les installations souterraines.

Quand choisir une batterie lithium-ion?

L’alternative la plus chère est celle des batteries lithium-ion, qui sont quand même plutôt bons. Par rapport aux batteries conventionnelles, les batteries lithium-ion offrent une densité énergétique plus élevée, sont plus compacts, sont à peine détectables, et peut faire fonctionner les lampes pendant de plus longues périodes. Nous ne recommandons pas de les utiliser pour l'éclairage public solaire par temps très froid ou chaud, car ils ne peuvent être chargés qu'à des températures comprises entre 32 °F et 113 °F..

Quand choisir une batterie lithium-ion polymère?

Pour être honnête, les batteries au lithium fer phosphate sont généralement la meilleure option. Les performances les plus élevées pour les batteries Li-ion sont fournies par ces batteries, qui peuvent fonctionner dans une plage de température de -40°F à 158°F et sont plus chères que les batteries Ni-Cd ou plomb-acide mais moins chères que les batteries Li-ion. En raison de leur grande densité énergétique et du manque d’entretien, ces batteries peuvent être installées pour les lampadaires solaires dans des configurations souterraines ou sur poteau.

Pensée finale

L'industrie solaire utilise une variété de technologies. Un certain nombre de variables, y compris les exigences techniques du luminaire ou du panneau, l'esthétique souhaitée du lampadaire, et le budget, doit être pris en considération lors de la sélection de la bonne batterie pour un lampadaire solaire.

Pensez aux sujets abordés dans l'article et aux conseils de la section précédente lorsque vous recherchez des batteries pour votre lampadaire solaire spécifique.. Vous pourrez choisir la meilleure batterie qui offrira d'excellentes performances et obtenir le meilleur investissement sur le long terme en combinant ces exigences techniques avec l'esthétique souhaitée pour votre luminaire..