EN
Защо основното препятствие за интегрираните слънчеви улични лампи е подмяната на батерията
Батерията е основната причина за проблеми в цялата интегрирана система за слънчеви улични светлини. Интегрираните системи за слънчеви улични светлини имат много компоненти, които могат да служат години наред, като например слънчевите панели и LED светлините; батериите обаче са най-слабото звено. След около 5–7 години те могат да показват признаци на зареждане и разреждане. Фактори като замяната на батериите представляват около 60 процента от разходите за поддръжка на осветлението. При интегрираните слънчеви улични светлини има три основни проблема, свързани с замяната на батериите:
1. Химични промени в батерията, причинени от ежедневното зареждане и разреждане
2. Вътрешна термична корозия, предизвикана от екстремни температури – висока топлина и студ
3. Проблеми при облачни дни, когато батериите са напълно разредени
Стратегиите за интегрирано проектиране на системите правят положението още по-лошо. За разлика от другите системи тези запечатани блокове изискват пълно разглобяване, за да се стигне до батерията, което прави разглобяването и сглобяването три пъти по-трудоемко в сравнение с другите типове батерии. Премахването на батерията може да компрометира цялостността на системата за защита срещу атмосферни влияния. Батериите, които изискват подмяна, се считат за отдалечени блокове, което означава, че разходите за подмяна и транспортиране могат да достигнат дори 40 % от общите разходи.
Цикълът на подмяна, при липса на стратегически подходи, нивелира предимствата за устойчивост от уличното осветление със слънчева енергия. Проактивното управление на батериите става необходимо, за да се удължат интервалите между техническите обслужвания и да се запази надеждността. Издръжливост, срок на експлоатация и интервали за подмяна по време на експлоатация в интегрирани улични фенери със слънчева енергия
Брой цикли на зареждане/разреждане, термична устойчивост и процент на откази на място (2–5 години)
При сравнение на оловно-киселините и литиевите батерии литиевите имат среден брой цикли на зареждане от 2000 до 6000, докато оловно-киселините имат само 500–1000 цикъла — разликата в броя на циклите е 4 до 6 пъти. Доказано е, че литиевите батерии имат по-дълъг срок на служба в сравнение с оловно-киселините и са подобрили своята производителност при по-широк температурен диапазон. Литиевите батерии работят и показват добри резултати както при ниски температури (например –20 °C), така и при високи температури (например 60 °C). Оловно-киселините батерии, напротив, губят около 20–50 % от началната си производителност при замръзващи температури и изпитват намаляване на производителността и капацитета си при по-високи температури — 25 °C и по-високо. При оловно-киселините батерии се наблюдава сериозна деградация на вътрешните компоненти на клетките. Повечето оловно-киселинни батерийни системи страдат от вътрешна сулфатация и корозия на вътрешните компоненти, което води до необходимостта от замяна на батериите всеки 2–3 години в по-топлите климатични зони и всеки 3–5 години в по-хладните климатични зони. Напротив, повечето инсталации с литиеви батерии запазват поне 80 % от първоначалния си капацитет след 5 години експлоатация, а 7 от 10 инсталации дори след 10 години експлоатация не изискват поддръжка и демонстрират подобно запазване на капацитета.
Не е изненадващо, че толкова много градове приемат LiFePO4 за своите системи за улично осветление, тъй като удължените срокове на експлоатация намаляват разходите за поддръжка с 40 % до 60 % в сравнение с конвенционалните оловно-киселинни алтернативи.
Интеграция на интелигентна BMS технология: прогнозиране на неизправности и оптимизиране на продължителността на експлоатация на батерии в комбинирани соларни улични светлини
Как напредналата BMS технология намалява деградацията на батериите чрез балансиране на напрежението/температурата и оценка на SOC
Съвременните системи за управление на батериите (BMS) в слънчевите улични лампи се стремят да предотвратят преждевременното разрушаване на батериите чрез три метода. Първият метод включва балансиране на напрежението, при което се предотвратява прекомерното зареждане или недозареждане (пълно разреждане) на отделните батерийни клетки; тази единствена корекция може да увеличи живота на целия батерийен пакет с 30 % или повече. Вторият метод използва температурни сензори, които предотвратяват прекомерното нагряване на системата, например по време на неприятните летни вълни от горещина, за да се запази пълният капацитет на батерията. Накрая, има алгоритми за оценка на SOC (състоянието на заряд), които анализират предишните модели на разреждане, за да прогнозират дали напрежението на батерията поддържа работата в диапазони, които се считат за опасни. Вероятно най-забележителната характеристика на тези BMS системи е техните предиктивни функционалности относно вероятността за възникване на тези проблеми. Предиктивните функционалности могат да засекат малки нередности в напрежението или аномални температурни модели, които биха довели до отказ на системата, като по този начин позволяват профилактично поддръжка, за да се предотврати оперативният отказ и да се запази работоспособността на системата — което е от голяма стойност както от икономическа, така и от оперативна гледна точка.
Модулно подобряване на системата за управление на батерии (BMS): Преодоляване на проектните ограничения на герметичните интегрирани улични фенери със слънчеви панели
Модернизирането на интегрирани улични фенери със слънчеви панели чрез интелигентни системи за управление на батерии (BMS) може да бъде ограничено от конструкцията на корпуса. По-старите улични фенери са интегрирани в плътно затворен корпус, който не разполага с допълнително място за модификации или включване на допълнителна електроника, което води до необходимостта от монтиране на външни системи за BMS в корпуси, подходящи за употреба на открито. Добрият момент обаче е, че конекторите обикновено са съвместими благодарение на наличието на стандартни адаптери, които се свързват към съществуващите терминали и не изискват никакви промени в съществуващия корпус. За термичното управление и интеграцията на топлоотвода се използват термопроводими подложки между новите компоненти и съществуващите елементи на топлоотвода. В повече от 80 % от случаите този метод за модернизиране, проверен на практика, е известен с това, че удължава живота на батерията с 2 до 4 години. При този метод също така се запазва и проектира първоначалният клас на защита срещу атмосферни влияния на модернизираните безшумни единици. Много общини считат този подход технически и икономически осъществим.
Методи за замяна на батерии за поддръжка на интегрирани слънчеви улични лампи
Ръководство за замяна: химически състав, напрежение и топлинен интерфейс
Използвайте този протокол за лесна замяна на батерии в интегрирани слънчеви улични лампи.
Химически състав: Уверете се, че контролерите за зареждане (съществуващи) и батериите (нови) са съвместими — LiFePO4 и оловно-кисели батерии имат различни изисквания към напрежението.
Напрежение: Измерете напрежението в отворена верига преди инсталиране. Всякакво напрежение извън стандартните стойности (±0,5 V) вероятно е фабричен дефект.
Топлинен интерфейс: използвайте термопроводяща паста с топлопроводност 1,5 W/mK и заменете термоинтерфейсните подложки (ако такива има) на батерийния контакт, за да се избегне прегряване.
Водонепроницаемост: след монтиране на батерията и преди затваряне на корпуса проверете батерийния отсек за течове, като го потопите на дълбочина 30 см за 10 минути.
Повторен цикъл: Изпълнете 3 пълни цикъла на зареждане и разреждане и не надвишавайте 80 % дълбочина на разреждане за оптимален брой цикли на батерията.
Следването на този процес осигурява на техниците на терена 92% успех. В сравнение с другите методи за подмяна това намалява броя на повторните обаждания с 40%.
Какво е ЧЗВ?
Защо батериите в слънчевите улични лампи се деградират по-бързо от слънчевите панели и LED лампите?
Батериите в слънчевите улични лампи подлагани на дълбоки разряди, екстремни температури и ежедневни цикли на зареждане/разреждане, поради което се деградират по-бързо от другите компоненти.
Какви предимства имат батериите LiFePO4 пред оловно-киселинните батерии при използване в слънчеви улични лампи?
Батериите LiFePO4 имат по-дълъг срок на служба и по-добра температурна устойчивост, докато оловно-киселинните батерии трябва да се заменят по-често, което увеличава разходите за поддръжка с 40 до 60%.
По какъв начин системите за управление на батериите допринасят за удължаване на срока на служба на батериите в слънчевите улични лампи?
Що се отнася до живота на батериите, системите за управление на батериите забавят ефектите от деградацията на батериите и насърчават безопасната им експлоатация. Това може да се постигне чрез балансиране и/или изравняване на модулите на батериите по отношение на тяхното напрежение и/или температура; оценка на степента на зареждане; и откриване на проблеми, преди те да доведат до повреда на системата за управление на батериите.
С какви трудности се сблъсквате при опитите да интегрирате съвременни системи за управление на батериите в по-стари слънчеви улични светлини?
По-старите слънчеви улични светлини обикновено имат компактни конструкции, които са запечатани от няколко страни, което налага създаването на външни корпуси за системите за управление на батериите, както и необходимостта да се осигури съвместимост на конекторите.