Baterie do systemów oświetlenia solarnego: co naprawdę oznacza „najlepsza” bateria

Jaką rolę odgrywa bateria w systemie oświetlenia solarnego?

Panel słoneczny przetwarza światło słoneczne w prąd stały za pomocą efektu fotowoltanicznego. Produkcja energii przerywa się o zmierzchu, a jej ilość znacząco zmniejsza się w obliczu chmur, więc sam panel nie jest w stanie zasilać oświetlenie po zachodzie słońca. Bateria umożliwia przechowywanie nadmiarowej energii wyprodukowanej w ciągu dnia i jej wykorzystanie w nocy poprzez kontroler do diodów LED.

Bateria nie tworzy energii, a żadna ilość zasobów energii nie może naprawić problemów wynikających z niewystarczająco dużego rozmiaru panelu słonecznego. Gdy dystrybutor zgłasza skargę na krótki czas działania systemu oświetlenia, najpierw sprawdzamy stan panelu oraz obciążenie, zanim otworzymy opakowanie baterii.

Cztery czynniki, które decydują o wyborze akumulatora

1. Chemia: Akumulatory typu litu żelaza fosfatu (LiFePO4) są naszym standardowym wyborem dla komercyjnych zastosowań. Zapewniają tolerancję na częściowe naładowanie, utrzymują większość swojej pojemności w szerokim przedziale temperatur i nie wymagają żadnego konserwacji. Akumulatory typu ołowiano-kwasowego są tańsze na początkowym etapie zakupu, ale szybko tracą swoją pojemność przy częstym głębokim rozładowaniu, a ponadto sprawiają trudności w niskich temperaturach.
2. Czas autonomicznej pracy: W przypadku zastosowań miejskich i drogowych wymagamy od 3 do 5 dni autonomicznej pracy akumulatora, aby oświetlenie funkcjonowało nawet w chmurnej pogodzie. Minimalny czas autonomicznej pracy to dwa dni, ale to dotyczy tylko lokalizacji z stałą, wysoką ilością światła słonecznego.
3. Dystrybucja temperatur: Niskie temperatury negatywnie wpływają na pojemność wszystkich typów akumulatorów; akumulatory LiFePO4 degenerują jednak w tych warunkach mniej wyraźnie niż akumulatory ołowiano-kwasowe. Akumulator opisany jako przydatny w temperaturze pokojowej nie będzie tak skuteczny w zimowych warunkach.
4. Łączna żywotność akumulatora przy danej głębokości rozładowania: Dane producentów dotyczące akumulatorów LiFePO4 w tej klasie wskazują 2000–4000 cykli pracy przy 80% głębokości rozładowania. Traktuj wszystkie informacje od producentów z ostrożnością, dopóki nie sprawdzisz warunków testów, na których te dane zostały uzyskane.

BMS jest częścią baterii, a nie dodatkowym akcesorium

Współczesne baterie są wyposażone w system zarządzania baterią (BMS – Battery Management System), który traktujemy jako integralną część samej baterii, a nie jako dodatkowy element. BMS utrzymuje równowagę pomiędzy poszczególnymi komorami baterii podczas ładowania, chroni je przed nadmiernym rozładowaniem poprzez ograniczenie obciążenia, zanim bateria ulegnie uszkodzeniu, oraz umożliwia inteligentne zarządzanie energią. Funkcje te są opisane w naszym przewodniku dotyczącym kontroli zużycia energii. W połączeniu z kontrolerem system raportuje w czasie rzeczywistym stan naładowania baterii, co czyni zdalne monitorowanie jej pracy przydatnym narzędziem, a nie tylko dekoracyjnym elementem.

Co oferuje, a co nie oferuje magazynowanie energii

Magazynowanie energii w systemach oświetlenia na bazie solarnych paneli poza siecią daje trzy istotne korzyści: dłuższy czas pracy po zachodzie słońca, działanie systemu nawet w chmurzystych dniach oraz niezależność od sieci elektrycznej. Podczas awarii w sieci bateria w pełni naładowana zapewnia dalszą pracę oświetlenia. To może wydawać się nieznaczące, dopóki nie doświadczysz sytuacji, gdy ulica zapada w ciemność, ponieważ jedynym źródłem światła jest sieć elektryczna.

Co nie może być uwzględnione przy wyborze systemu magazynowania energii słonecznej: mniejszy panel słoneczny lub niższe rachunki za energię w przypadku połączenia z siecią elektryczną. Światło uliczne zasilane energią słoneczną nie jest podłączone do sieci, więc jego bateria nie służy do zmniejszenia obciążenia sieci w porze szczytowego poboru energii. Najczęściej występującym błędem podczas wyliczania kosztów jest połączenie dużego akumulatora z panelami słonecznymi o niewystarczającej mocy; to prowadzi do chronicznego niedostatniego naładowania akumulatora zimą.

Jeśli chodzi o koszty, to według informacji podanej przez Agencję Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) energia słoneczna nie powoduje zanieczyszczenia powietrza ani emisji gazów cieplarnych podczas swojego funkcjonowania. Ponadto wiele rządów oferuje stymulacje dla instalacji obejmujących zarówno panele słoneczne, jak i systemy magazynowania energii, co zmniejsza początkowe koszty inwestycji. Nic z tego jednak nie wpływa na wymagania inżynieryjne – akumulator musi nadal zapewniać wystarczający czas autonomicznego działania systemu.

Wybór akumulatora dla twojego projektu

Miejskie oświetlenie i drogi: Akumulatory typu LiFePO4 zapewniają autonomię na poziomie 3–5 dni i są dostosowane do charakterystyki regulacji jasności opraw oświetleniowych. Obszary tropikalne z dużym poziomem promieniowania słonecznego: Takie same akumulatory, ale z autonomią na poziomie 2 dni (taką samą, jak w przypadku modeli przeznaczonych do podłogowego oświetlenia). Zimowe klimaty: Akumulatory LiFePO4 są wyposażone w zabezpieczenie przed ładowaniem przy niskich temperaturach. Nie proponujemy akumulatorów typu ołowiano-kwasowych dla obszarów, gdzie temperatury często spadają poniżej zera. Modernizacje w ramach ograniczonego budżetu: Akumulatory typu ołowiano-kwasowych są przyjazne do stosowania wyłącznie w przypadkach, gdy koszty robocizny związanej z wymianą akumulatorów są niskie, a wymagania dotyczące autonomii również niewielkie.

Rozmiar akumulatora należy ustalić na podstawie rzeczywistych potrzeb energetycznych, a nie według wartości wskazanych w specyfikacji technicznej. Nasz kalkulator do wyboru rozmiaru akumulatora pomaga w obliczeniu autonomii oświetlenia. Jeśli chcesz, abyśmy sami wyliczyli wszystkie parametry, wysłaj nam informacje o wymaganiach fotometrycznych i potrzebach dotyczących autonomii. Nasze integrowane słoneczne lampy uliczne są wyposażone w akumulator, system zarządzania energią (BMS) oraz elementy do regulacji jasności, które są dostarczone jako kompletny moduł – to jedyny sposób, aby wszystkie elementy współpracowały skutecznie.

Co na tej stronie nie jest opisane:

Ta strona dotyczy wyboru baterii dla autonomicznych systemów oświetlenia solarnego. Nie obejmuje tematów związanych z magazynowaniem energii połączonym z siecią elektryczną, redukcją picia mocy w szczycie poboru energii („peak shaving”) ani magazynowaniem energii w domu za pomocą urządzeń typu Powerwall – wszystkie te przypadki podlegają innym zasadom. Jeśli chodzi o proces ładowania baterii, sprawdź informacje na temat kontrolerów typu MPPT vs PWM. Jeśli chcesz zapoznać się z zasadami zarządzania obciążeniem po zachodzie słońca, sprawdź kontrolę zużycia energii.