LiFePO4-Akku – Der Mainstream-Akku für Solarbeleuchtung

LiFePO4-Akku – Der Mainstream-Akku für Solarbeleuchtung

Da immer mehr große Volkswirtschaften auf der Welt um die Mitte des Jahrhunderts ehrgeizig auf die globalen Ziele der COXNUMX-Neutralität zusteuern, sehen wir steigende Anforderungen bei der Nachfrage nach solaren Straßen- und Flutlichtern als erschwingliche Lösung zur Beleuchtung von Privatgrundstücken, Straßen und öffentlichen Plätzen mit effizienten LED-Leuchten. 

Akkus sind eine der wichtigsten Komponenten für die Zuverlässigkeit der Solarbeleuchtung. Wir alle wissen, dass die Positionierung des Solarmoduls für die volle Sonneneinstrahlung wichtig für die Effizienz des Solarsystems ist. Das ist wichtig, aber seine Effizienz hängt auch von der Qualität der Batterien in der Solaranlage ab. Art und Zustand der Batterien bestimmen, wie lange die Solarmodule gleicher Größe Sonneneinstrahlung benötigen. Einige Batterien benötigen möglicherweise nur vier Stunden Sonne und bieten die ganze Nacht Licht. Andere brauchen möglicherweise einen ganzen Tag Sonnenlicht. 

In diesem Artikel werden wir uns die Akkutypen für Solarbeleuchtung ansehen. Was sind das und die Vor- und Nachteile dieser Batterien, damit Sie die Vor- und Nachteile dieser Batterien verstehen. 

Ni-Cd, Ni-MH und Lithium-Ionen sind die drei wichtigsten Arten von Akkus, die derzeit verwendet werden. 

Ni-Cd, Nickel-Cadmium. Es besteht aus Nickel und Cadmium, Separator und Alkali. Dies war in den 1990er Jahren die beliebteste wiederaufladbare Batterie für tragbare Geräte, wird jedoch auslaufen, da sie Schwermetalle Cadmium enthält, das die Umwelt schädigt. Wir werden es in diesem Artikel nicht weiter ausführen. 

Ni-MH-Akkus sind Nickel-Cadmium-Akkus sehr ähnlich, bestehen jedoch aus Nickelhydroxid als positive Elektroden, Wasserstoff absorbierenden Legierungen (Links) als negative Elektroden und Kaliumhydroxid alkalischen Elektrolyten. Die Zellspannung des Ni-MH-Akkus beträgt 1.2 V und die Ladespannung beträgt etwa 1.6 V pro Zelle. Bei dieser niedrigen Spannung pro Zelle müssen Hersteller mehrere Zellen kombinieren, um Batteriepakete zu bauen, um ihre Spannung zu erhöhen, was die Größe nicht kompakt genug und nicht kosteneffektiv macht. Der Nachteil von Ni-MH-Akkus ist seine hohe Selbstentladungsrate. Wenn Sie einen voll aufgeladenen Ni-MH-Akku einige Monate lang stehen lassen, verliert er den größten Teil seiner Ladung. Ein typischer Ni-MH-Akku kann bereits am ersten Tag 4-20% seiner Ladung verlieren und danach sinkt die Selbstentladungsrate je nach Umgebungstemperatur auf etwa 1% pro Tag.

Lithiumbatterien für Solarstraßenlaternen werden immer mehr zur Mainstream-Lösung. Wir alle wissen, dass Lithiumbatterien in Anbetracht anderer Typen immer noch sehr teuer sind, aber es ist fair zu sagen, dass sie für die Integration von Solarstraßenlaternen viel erschwinglicher wurden. In den letzten 6 Jahren sind die Kosten für Lithiumbatterien um fast 80% gesunken. Es gibt verschiedene Arten von Lithiumbatterien, die für Solarstraßenlaternensysteme verwendet werden können. Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass die LiFePO4-Batterie definitiv die beste Lösung für Solarbeleuchtung ist.

Lithium-Ionen (Li-Ion) ist derzeit der gebräuchlichste wiederaufladbare Batterietyp für viele tragbare und solarbasierte Produkte. Die alten Lithiumbatterien verwendeten Lithiummetall, aber aufgrund der Instabilität und Sicherheitsprobleme wurden heutzutage stattdessen Lithiumionen verwendet. Lithium-Ionen-Batterien haben im Vergleich zu Ni-Cd und Ni-MH größere Vorteile in Bezug auf eine hohe Energiedichte und einen geringen Wartungsaufwand, was sie zur besten Lösung für Solarbeleuchtungsprodukte und andere elektronische Geräte oder Fahrzeuge macht.

Die gängigsten Arten von Lithium-Ionen-Batterien sind Li-Kobalt, Li-Mangan, Li-Phosphat und NMC (Lithium-Nickel-Mangan-Kobalt-Oxid). Jede dieser Lithium-Ionen-Batterien verwendet unterschiedliche Kathodenmaterialien, sodass jede von ihnen unterschiedliche Vor- und Nachteile hat. Li-Kobalt-Batterien werden im Volksmund in der Unterhaltungselektronik verwendet, während Li-Phosphat-Batterien in Elektrofahrzeugen, tragbarer Beleuchtung und Solarbeleuchtung verwendet werden.

                Li-Ionen-Akkustruktur. Quelle - http://electronicdesign.com

Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien

Lithium-Eisenphosphat-Batterien sind sicherer als Li-Kobalt- und Li-Mangan-Batterien, haben eine längere Lebensdauer und können höhere Ströme treiben. Der Nachteil von LiFePO4-Batterien besteht jedoch darin, dass sie eine der niedrigsten Kapazitäten aller Lithium-Ionen-Batterietypen haben. Obwohl es im Vergleich zu anderen Arten von Lithium-Ionen-Batterien niedriger ist, eignet es sich hervorragend für Solarstraßenlaternen oder Flutlichter, die nicht viel Strom benötigen, um das System zu betreiben.

Vorteile des Lithium-Ionen-Akkus

• Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte, höher als Ni-MH, doppelt so hoch wie Ni-Cd und mehr als dreimal höher als Blei-Säure-Batterien.

• Lithium-Ionen-Akkus haben eine niedrige Selbstentladungsrate

• Lithium-Ionen-Akkus entwickeln keinen Memory-Effekt;

• Li-Ionen-Batterien sind praktisch wartungsfrei, was besonders für Solarbeleuchtung nützlich ist;

• Lithium-Ionen-Batterien sind umweltschonend, ohne giftige Substanzen zu enthalten;

• Aufgrund der hohen Energiedichte haben Li-Ionen-Batterien ein geringes Gewicht und eine geringe Größe.

• Li-Ion-Akkus ermöglichen schnelles Laden bis zur vollen Kapazität;

• Sicherheit – Li-Phosphat-Batterien haben eine sehr gute thermische und chemische Stabilität.

Nachteile des Lithium-Ionen-Akkus

• Li-Ionen-Batterien haben hohe Herstellungskosten, was zu hohen Verkaufspreisen führt.

• Li-Ionen-Batterien benötigen Schutzschaltungen, um Spannungen und Ströme zu begrenzen und eine bessere Sicherheit zu gewährleisten;

• Einige Li-Ionen-Akkus wie Li-Phosphat bieten niedrige Entladeraten;

Akku-spezifische Energievergleichstabelle

Diagramm der Nennspannung der wiederaufladbaren Batterie

Durchschnittliche Kapazitäten der wiederaufladbaren Batterie für Solarleuchten-Diagramm

Durchschnittliche Selbstentladungsrate der wiederaufladbaren Batterie pro Monat Vergleichstabelle

Vergleichstabelle für die ungefähre Zykluslebensdauer von wiederaufladbaren Batterien

Theoretische Lebenserwartung der wiederaufladbaren Batterie in der Solarbeleuchtungstabelle

Vergleichstabelle für den Temperaturbereich des Akkus

Durchschnittspreis für Solarleuchten mit einem bestimmten Batterietyp