Kodėl pasirinkti ličio baterijos saulės lemputę vietoj švinų rūgšties?

Didesnė naudinga talpa: kaip gilesnė iškrova padidina saulės lempų veikimo laiką

Litiu baterijų 80–95 % iškrovos gylis prieš švinu rūgšties baterijų 50 % ribą

Litių baterijos, ypač LiFePO₄ variantai, suteikia 80–95 % naudingos iškrovos (DoD), palyginti su švinu–rūgštinėmis baterijomis, kurių iškrovos riba griežtai apribojama 50 %. Tai reiškia, kad 100 Ah litio baterija praktiškai suteiks 80–95 Ah energijos, tuo tarpu atitinkama švinu–rūgštinė baterija dėl pažeidimo rizikos suteiks tik 50 Ah. Ši pažeidimo rizika kyla dėl švinu–rūgštinių baterijų cheminės sudėties ir sulfatavimo proceso. Nepanagrinėdami sulfatavimo išsamiau, galime teigti, kad švinu–rūgštinių baterijų talpa yra žymiai apribojama. Dėl LiFePO₄ cheminės sudėties sulfatavimas išvengiamas, o energijos sluoksniai gali būti iškraunami ir perkraunami. Tai dvigubai padidina naudingą talpą lyginant švinu–rūgštines ir litio baterijas jų iškrovos procese. Štai tai rodo įtikinamai įtampos stabilumas: litio cheminė sudėtis ir struktūra palaiko įtampą, todėl saulės lempų šviesa išlieka pilna visą iškrovos trukmę.

Nuotolinių saulės lempų įrengimų poveikis naktinio apšvietimo trukmei.

Šis DoD privalumas leidžia litio baterijomis maitinamoms saulės lemputėms veikti 30–60 % ilgiau, išreikšta skaičiais. Jei 20 W lemputę maitina 120 Wh talpos baterija, ji veikia 5,7 valandos su litio baterija (95 % DoD = 114 Wh iškrovos), o tik 3 valandas – su švino rūgšties baterija (50 % DoD = 60 Wh iškrovos). Bendruomenėms, kurios gyvena be elektros tinklo ir naudoja saulės lemputes kaip kerosino lemputių pakaitalą, galimybė užtikrinti nuo saulėlydžio iki saulėtekio veikimą yra svarbus privalumas visos bendruomenės saugai. Tai taip pat palengvina šeimos narių švietimą ir darbingumą. Žiemą litio baterijų ilgesnė iškrovos trukmė reiškia, kad saulės lemputės gali būti naudojamos aktyviai net tada, kai saulės nėra ir dėl debesuotos orų sąlygų. Tai reiškia, kad nebus tamsių laikotarpių, kurie pertrauktų naudojimo laiką. Tai taip pat reiškia, kad sistemos dydis gali būti sumažintas iki 40 %, nepakeičiant jos našumo.

Palyginti su tradiciniais saulės lemputėmis, saulės lemputės, naudojančios LiFePO₄ akumuliatorius, turi ilgesnį numatomą tarnavimo laiką, žemesnius numatomus pakeitimo kaštus ir, todėl, žemesnius bendrus savininkystės kaštus.

LiFePO₄ baterijos turi geresnį numatomą ciklų skaičių nei tradicinės švino-rūgštinės baterijos. LiFePO₄ baterijų numatomas ciklų skaičius yra 2000–5000, o švino-rūgštinės baterijų – tik 300–500 ciklų. Švino-rūgštinės baterijos dėl natūralios litio atsparumo cheminiam susidėvėjimui yra daug labiau linkusios chemiškai suskilti nei švinas. Lauko bandymuose LiFePO₄ baterijos po 2000 ciklų išlaiko daugiau kaip 80 % pradinės talpos, tuo tarpu švino-rūgštinės baterijos išnaudoja savo talpą jau po 400 ciklų ir dažnai ji krenta žemiau 50 %. Šis numatomos tarnavimo trukmės pagerėjimas reiškia, kad saulės lempoms su LiFePO₄ baterijomis tarnavimo laikas siekia 5–10 metų, o saulės lempoms su švino-rūgštinėmis baterijomis – tik 1–2 metų. Šis numatomos tarnavimo trukmės pagerėjimas lemia proporcingą keitimo dažnio sumažėjimą, kas ypač vertinga regionuose, kur baterijų keitimas logistiškai ir darbo išteklių požiūriu yra brangus.

Šie veiksniai lemia gyvavimo ciklo kaštų sumažėjimą 30–50 %. Atsižvelgiant į vertės didėjimą, nenuostabu, kad saulės lempų, naudojančių LiFePO₄ akumuliatorius, tikėtinas grąžinimo laikotarpis (ROI) siekia tik 18–24 mėnesių, todėl jų ROI pasiekiamas dvigubai greičiau nei litio akumuliatorių sistemose.

Saulės kuro technologija: Pasaulio efektyviausia saulės baterijų technologija su LiFePO4

95 % efektyvumas per įkrovos/ iškrovos ciklą be energijos nuostolių (80 % efektyvumo atveju – energijos nuostoliai)

Solar Fuel LiFePO4 technologija (Solar Fuel technologija) sugauna KIEKVIENĄ vienetinį džaulį energijos per saulės baterijas ir konvertuoja į saulės šviesą, o visą energiją sugauna su 95 % krūvinimo/iškraunimo ciklo efektyvumu. Palyginus su švino rūgštinėmis akumuliatorinėmis baterijomis, kurios sugauna tik 70 % energijos, o 30 % energijos išeina šilumai – tai sukelia 15–25 % energijos nuostolius. Tai padidina baterijos įkrovimo laiką saulės šviesoje, kuri nėra prieinama off-grid sąlygomis. Efektyvumas leidžia efektyviai paskirstyti energiją tarp saulės baterijų, o vienodas šviesos intensyvumas išlaikomas visoje saulės elementų paviršiuje.

Šviečiančios LED lemputės iškraunant akumuliatorines baterijas

Solar Fuel šių švinuotųjų akumuliatorių technologija įžiebia LED lempą išsikraunant ciklo metu, tačiau tuo pačiu metu kaupia energiją akumuliatoriuje, kad ją paverstų. Tai leidžia pasiekti 100 % energijos naudingumo, kai LED lemputė yra išjungta. Šviesa surenkama, kad būtų paversta į energiją. Kai švinuotasis akumuliatorius išsikrauna, LED lemputė yra išjungta ir energija nesumažėja. Vartotojas nepastebės mirksėjimo ar šviesos silpnumo. Ši sistema intensyviai tiekia šviesą nuo sutemų ir užtikrina nuolatinę apšvietimo funkciją.

Greitesni, visų orų sąlygų ir bepriežiūriai veikiantys saulės lempų modeliai

Tokiomis pačiomis įkrovimo sąlygomis LiFePO₄ akumuliatoriai įsikrauna iki 50 % greičiau nei švino-rūgštiniai. Tai pagerina jų energijos kaupimo galimybes trumpomis arba mažo saulės šviesos įkrovimo dienomis. Jie turi platesnį veikimo temperatūrų diapazoną – nuo –20 °C iki 60 °C. Šio dalyko negalima pasakyti apie švino-rūgštinius akumuliatorius, kurie greičiau susidėvi esant temperatūroms aukštesnėms nei 35 °C ir žemesnėms nei 0 °C. Svarbiausia – litio akumuliatoriai yra priežiūros nereikalaujantys. Nereikia papildyti elektrolito, valyti kontaktų, atlikti išlyginamosios įkrovos, o korozija taip pat nebus problema. Šis priežiūros nereikalaujantis akumuliatorius sumažina bendras priežiūros išlaidas 30 %. Tai ypač svarbu sunkiai pasiekiamose vietose, kur lempos ilgą laiką lieka nepaliestos. Visa tai lemia reikalavimą netrukdomai šviesti.

Dažniausiai užduodami klausimai

Klausimas 1: Koks yra pagrindinis litio akumuliatorių privalumas prieš švino-rūgštinius akumuliatorius saulės lempose?

A1: Didesnė litio baterijų energijos naudojimo efektyvumas ir ilgesnis naudojimo laikas. Tai susiję su tuo, kad litio baterijos leidžia gilesnį išnaudojimą – iki 80–95 procentų iškrovos, palyginti su švinu pagrįstų baterijų 50 procentų iškrova.

K2: Kaip litio baterijos veikia saulės lempų tarnavimo laiką ir kainą?

A2: Trumpi įkrovos ir baterijų keitimo ciklai padidina bendrą savininkystės sąnaudas. Priešingai, litio baterijos pratęsia įkrovos ciklus iki 5000.

K3: Kodėl įtampa kreivė yra svarbi saulės lempų veikimo charakteristikoje?

A3: Įtampos kreivės stabilumas reiškia, kad šviesos intensyvumas kinta nekintamai. Visa tai lemia poreikį nuolatinei apšvietimo paslaugai.