Che tipo di batteria è ideale per i lampioni solari? (Raccomandazione per te)

Perché non fanno affidamento sulla rete elettrica per l’illuminazione notturna, i lampioni solari sono particolarmente pratici. Il modulo solare e la batteria utilizzati in questi sistemi di illuminazione consentono al gadget di produrre elettricità durante il giorno, conservarlo nella batteria, e usarlo di notte.

Ogni lampione solare deve avere la batteria adeguata, poiché ciò influirà sull’autonomia della luce, aspetto, livello di manutenzione, e altri fattori. Questo post è per te se desideri installare le batterie sull'illuminazione stradale solare.

Quali tipi di batterie vengono utilizzati nell'industria solare?

Per l'illuminazione stradale solare, sono disponibili numerose tecnologie di celle solari, ciascuno con una varietà di vantaggi e svantaggi. Descriviamo ciascuno di questi metodi di seguito in questa sezione:

Nichel Cadmio

Batterie in nichel-cadmio (Ni-Cd) sono robusti, in grado di tollerare le alte temperature, ed esente da manutenzione. Celle Ni-Cd, che utilizzano cadmio come catodo e un elettrodo di ossido-idrossido come anodo, sono ampiamente utilizzati nelle applicazioni solari oltre che nel settore aerospaziale civile e militare.

Grazie alla loro elevata affidabilità e ai requisiti minimi di manutenzione, Le batterie Ni-Cd sono perfette per l'uso nei lampioni in località periferiche. Queste batterie sono meno costose delle batterie agli ioni di litio e sono perfette per le applicazioni solari perché possono scaricarsi 60% profondità di scarico (Dod) mentre producevo 2,500 cicli.

Piombo acido

Batterie al piombo sono lo standard del settore e lo sono da molto tempo grazie alla loro convenienza e longevità. Sono costituiti da un catodo di ossido di piombo e da un anodo metallico di piombo, entrambi immersi in un elettrolita di acido solforico.

Si sconsiglia l'uso di batterie al piombo per installazioni sotterranee di lampioni solari perché potrebbero necessitare di una manutenzione frequente nonostante siano economiche. Entrambi 500 E 1,200 cicli a 50% DOD sono disponibili da queste batterie. Esistono due tipi di batterie al piombo acido più frequentemente utilizzate per i lampioni solari, sono batterie AGM e gel.

Ioni di litio

Come tutti sanno, gli ioni di litio (Li-Ion) le batterie sono tra le più utilizzate per i lampioni solari pur essendo le più costose. Un elettrolita di sale di litio fungeva da elettrolita per l'anodo di litio carbonio e il catodo di ossido di litio metallico utilizzati.

Grazie alla sua migliore densità energetica, il che porta a una maggiore capacità e a design più compatti, Le batterie agli ioni di litio sono diventate sempre più popolari. Per i lampioni, queste batterie hanno una durata di 2.000–3.000 cicli e potrebbero essere scariche 80% Dod.

Fosfato di ferro al litio

Un’altra ottima tecnologia delle batterie al litio meno costosa è il litio ferro fosfato (LifePo4) batterie. Queste batterie hanno a 4,500 Vita ciclo, un’elevata densità energetica, e sono 80% DOD esaurito.

Un elettrolita di sale di litio circonda un catodo di fosfato di litio ferro, che è il componente delle batterie LiFePO4. Perché è meno costosa delle batterie agli ioni di litio pur fornendo una soluzione ad alta densità di energia esente da manutenzione, questa tecnologia al litio è la scelta preferita per l'illuminazione stradale solare.

Batteria allagata

Una semicella contiene l'anodo e il primo elettrolita, e l'altra semicella contiene il catodo e il secondo elettrolita nelle batterie redox a flusso, un'istanza specifica di due elettroliti. Vanadio/vanadio (in diversi stati), ferro/cromo, o zinco/bromo sono le coppie elettrolitiche più comuni.

Sono meno diffusi nei settori dell’energia solare e dell’illuminazione stradale perché sono una tecnologia più recente. Le batterie a flusso possono funzionare a basse temperature, offrono più cicli rispetto alla maggior parte delle batterie, e sono facilmente scalabili per la maggior parte delle applicazioni.

Quali considerazioni bisogna fare quando si scelgono le batterie per lampioni solari?

Comprendere i fattori che devono essere presi in considerazione quando si seleziona un lampione solare ti aiuterà a scegliere la batteria migliore dopo aver appreso le varie tecnologie delle batterie.

Capacità e dimensioni

La durata di funzionamento di un lampione solare dipende dalla capacità della batteria solare, che è influenzato dalla quantità di energia necessaria agli apparecchi di illuminazione stradale. Quando si sceglie una batteria, pensa a quanti wattora (Wh) o ampere-ora (Ah) può produrre perché ciò influirà sulla durata di funzionamento del lampione solare.

È utile utilizzare la seguente espressione per calcolare la capacità necessaria della batteria:

L'equazione utilizzata per calcolare la quantità di energia che un lampione solare può immagazzinare nella sua batteria

UN 1,500 apparecchio di illuminazione a lume, ad esempio, consuma quasi 15W, mentre a 12,000 Il lampione solare lumen utilizza 120 W. Per far funzionare continuamente un lampione solare da 12 V 12 ore, avresti bisogno di una batteria da 75 Ah a 12 V per a 1,500 lumen e quasi un pacco batterie da 600Ah A 12V per a 12,000 lumen lampione a causa della perdita di 80% Efficienza di andata e ritorno, 50% Dod, e due giorni di autonomia (19:00 A 07:00).

Lo spazio all'interno della custodia del pacco batteria è un altro aspetto che potrebbe limitare la dimensione delle batterie utilizzabili. Se si utilizza una tecnologia della batteria con un'elevata densità di energia, come il litio, è possibile installare batterie più piccole delle batterie al piombo. Di conseguenza, è fondamentale tenere in considerazione le dimensioni dei modelli di batteria per determinare se si adattano alla scatola della batteria.

Valori di potenza e tensione

La differenza di potenziale tra i terminali di una batteria, espresso in volt, è la tensione della batteria (V). Assicurarsi sempre che la tensione della batteria sia la stessa di cui ha bisogno la lampada.

Simile a quello, la potenza nominale di una batteria indica quanta energia può fornire ed è espressa in kilowatt (KW). Calcoliamo i lampioni solari in watt perché non necessitano di molta energia (W). I requisiti di alimentazione degli impianti di illuminazione stradale solare dovrebbero sempre essere soddisfatti o superati dalle batterie.

Profondità di scarico (Dod)

Una batteria può scaricarsi in sicurezza fino ad una certa percentuale, o profondità di scarico (Dod). Questo è collegato alla durata del ciclo di vita della batteria, poiché la batteria può supportare solo un numero specifico di cicli a seconda della frequenza con cui viene utilizzata.

Alcuni produttori consigliano 20% DOD per batterie al piombo al fine di aumentare la durata dei lampioni solari, sebbene sia accettabile anche un valore del 30–40% per trovare un giusto compromesso tra prestazioni e durata. DOD può essere aumentato da 75% per batterie al litio.

Efficienza per viaggi circolari

Il termine “Efficienza di andata e ritorno” descrive la quantità di energia CC che può essere estratta dalla batteria rispetto alla potenza CC che il pannello solare alimenta. In alternativa mettere, l’efficienza del ciclo della batteria per la carica e la scarica. La batteria media ha un'efficienza di andata e ritorno di 80%, anche se questo varia in base alla tecnologia e al produttore.

Durata della batteria (Ciclo vitale)

Questa è una stima del ciclo di vita della batteria; la durata della batteria è talvolta espressa in anni. Quanti cicli di carica/scarica può sopportare una batteria a un determinato DoD prima della sua capacità (tutta la vita) inizia a diminuire. Questo numero varia a seconda della tecnologia utilizzata e del DoD in cui la batteria è scarica.

Quando dimesso a 50% Dod, ad esempio, le normali batterie al piombo hanno una durata di circa 2,000 cicli, ma alcuni sofisticati modelli di batterie al piombo potrebbero farlo per quasi 11 anni, O 4,250 cicli. Per lampioni solari, utilizzando 80% La DoD su una singola batteria riduce la sua durata di vita a circa 2,700 cicli, O 7 anni. Come una tecnologia più sofisticata, le batterie al litio possono funzionare tra 80% E 100% Dipartimento della Difesa per circa 4,000 cicli.

Impatto sull'ambiente e sulla sicurezza

Ogni batteria è soggetta a vari standard di produzione e di sicurezza chimica dell'elettrolita. L'alimentazione a batteria per l'illuminazione stradale solare deve essere certificata UL-8750 o più sicura.

È necessario adottare precauzioni di sicurezza per prevenire la fuga termica della batteria, che potrebbero surriscaldarsi rapidamente ed esplodere o emettere gas pericolosi. Installazione resistente alle alte temperature, Per evitare ciò, si consiglia di utilizzare batterie sensibili alla temperatura o di esaminare le batterie con sistemi di gestione della batteria all'avanguardia (BMS).

Variazioni di temperatura inferiori grazie al montaggio della batteria nel sottosuolo aiutano a prevenire la fuga termica, ma la batteria deve essere resistente alla mancanza di ventilazione dell’ambiente (applicabile all'Assemblea generale, GEL, o solo batterie al litio).

Prezzo

Il limite più grande e che non può essere evitato è il budget. Considera i tuoi limiti finanziari quando scegli una batteria per un lampione solare, e scegli l'opzione che offre il maggior numero di prestazioni e cicli.

Se si considerano le 1.500–12,00 batterie sopra menzionate per le installazioni di lampioni solari, è possibile ottenere questi costi approssimativi in entrambe le situazioni:

Le batterie AGM al piombo costano tra $12 E 96 ($0.80/Ah).

Batterie al gel al piombo: $15–120 ($1.00/Ah)

Fosfato di ferro al litio: $18-144.0 ($1.20/Ah)

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

Quale tipo di batteria è la migliore? Come decido?

Mentre è fondamentale comprendere i vari fattori da tenere in considerazione quando si seleziona una batteria, è inoltre necessario essere consapevoli di come ciascun fattore sia correlato alle varie tecnologie delle batterie. Qui viene descritta la tecnologia ottimale della batteria per molti scenari.

Quando dovresti scegliere le batterie NiCd?

Le batterie in nichel-cadmio sono robuste, affidabile, e resistente alla temperatura. Forniscono molti cicli, avere una densità di potenza rispettabile, e sono ancora nei limiti del budget. Queste batterie sono eccellenti per i lampioni solari che sono spesso esposti a temperature estreme e dove sono necessarie batterie con una capacità media ma a basso costo. Tuttavia, molti dei componenti delle batterie NiCd sono pericolosi da maneggiare.

Quando è appropriata una batteria al piombo AGM?

L'opzione economica più popolare sono le batterie al piombo-acido AGM, che hanno una densità di energia ridotta e un intervallo DoD limitato. È possibile combinare più batterie per ottenere la capacità di una batteria al litio, ma consigliamo di utilizzare questi metodi solo per installazioni sotto terra. Richiedono una manutenzione minima e non emettono gas come le batterie allagate, rendendoli perfetti per installazioni sotterranee.

Quando dovresti scegliere una batteria agli ioni di litio?

L’alternativa più costosa sono le batterie agli ioni di litio, che sono comunque abbastanza buoni. Rispetto alle batterie convenzionali, Le batterie agli ioni di litio offrono una maggiore densità di energia, sono più compatti, sono difficilmente rilevabili, e può far funzionare le lampade per periodi di tempo più lunghi. Non consigliamo di utilizzarli per l'illuminazione stradale solare in climi molto freddi o caldi perché possono essere caricati solo a temperature comprese tra 32 ° F e 113 ° F.

Quando dovresti scegliere una batteria ai polimeri di ioni di litio?

Ad essere onesti, Le batterie al litio ferro fosfato sono in genere l’opzione migliore. Queste batterie forniscono le prestazioni più elevate per le batterie agli ioni di litio, che possono funzionare in un intervallo di temperature compreso tra -40°F e 158°F e sono più costose delle batterie Ni-Cd o al piombo-acido ma meno costose delle batterie agli ioni di litio. A causa della loro grande densità energetica e della mancanza di manutenzione, queste batterie possono essere installate per lampioni solari in configurazioni sotterranee o montate su palo.

Pensiero finale

L’industria solare impiega una varietà di tecnologie. Un certo numero di variabili, compresi i requisiti tecnici dell'apparecchio o del pannello, l'estetica desiderata del lampione, e il bilancio, devono essere presi in considerazione quando si seleziona la batteria corretta per un lampione solare.

Pensa agli argomenti affrontati nell'articolo e ai consigli nella sezione precedente quando cerchi le batterie per il tuo specifico lampione solare. Puoi scegliere la migliore batteria che fornirà prestazioni eccellenti e ottenere il miglior investimento a lungo termine combinando questi requisiti tecnici con l'estetica desiderata del tuo apparecchio.