EN
Зошто замената на батеријата е главниот препрека за интегрираните системи на слободни улични светилници со соларна енергија
Батеријата е главниот виновник за проблемите во целокупните интегрирани соларни улични светилки. Интегрираните соларни улични светилки имаат многу компоненти кои можат да траат многу години, како што се соларните панели и LED светилките, сепак батериите се најслабата врска. Тие можат да покажат знаци на полнење и празнење по околу 5–7 години. Факторите како замена на батеријата составуваат приближно 60 проценти од трошоците за одржување на светилките. Интегрираните соларни улични светилки имаат три главни проблеми во врска со замената на батеријата:
1. Хемиски промени на батеријата предизвикани од секојдневното полнење и празнење
2. Внатрешна термална корозија предизвикана од екстремна топлина и студ
3. Проблеми поврзани со облачни денови кога батериите се целосно празнети
Стратегиите за дизајн на интегрирани системи го прават ова уште послабо. За разлика од другите системи, овие запечатени единици бараат целосно демонтирање за да се стигне до батеријата, што значи дека демонтирањето и монтирањето е три пати повеќе отколку кај другите типови батерии. Отстранувањето на батеријата може да компромитира интегритетот на системот за заштита од временски услови. Батериите кои треба да се заменат се сметаат за оддалечени единици, што значи дека трошоците за замена и транспорт можат да изнесуваат чак 40 проценти од вкупните трошоци.
Циклусот на замена, без стратегиски пристапи, ги поништува предностите за одржливост на соларните улични светилки. Проактивното управување со батериите станува неопходно за зголемување на интервалите помеѓу сервисирањата и одржување на поуздивоста. Трајност, службен век и интервали на замена во употреба кај интегрираните соларни улични светилки
Број на циклуси, топлинска отпорност и стапка на неуспеси во полето (2–5 години)
Кога се споредуваат оловно-киселите и литиумските батерии, литиумските батерии имаат просечно 2.000–6.000 циклуси на полнење, додека оловно-киселите имаат само 500–1.000 циклуси — што претставува разлика од 4 до 6 пати во бројот на циклуси. Докажано е дека литиумските батерии траат подолго од нивните оловно-кисели соодветници и исто така покажуваат подобрување и намалување на перформансите во поширока температурна област во споредба со оловно-киселите батерии. Литиумските батерии исто така добро функционираат и покажуваат добри перформанси и при пониски температури, како што е -20 °C, а исто така и при повисоки температури, како што е 60 °C. Оловно-киселите батерии, напротив, имаат почетен губиток на перформансите од околу 20–50% при замрзнување, а при повисоки температури — 25 °C или повисоко — можат да доживеат дополнителен губиток на перформанси и капацитет. Оловно-киселите батерии страдаат од сериозна деградација на внатрешните компоненти на ќелиите. Повеќето системи со оловно-кисели батерии страдаат од внатрешна сулфатизација и корозија на внатрешните компоненти, што резултира со замена на батериите секои 2–3 години во потопли клими и секои 3–5 години во похладни клими. Напротив, повеќето инсталации со литиумски батерии задржуваат најмалку 80% од складираниот капацитет по 5 години служба, а 7 од 10 инсталации, дури и по 10 години служба, не захтеваат одржување и имаат слично задржување на капацитетот.
Не е чудо што толку многу градови ја воведуваат LiFePO4 технологијата за нивните системи за улично осветлување, бидејќи овие проширени временски периоди на траење ги намалуваат трошоците за одржување за 40% до 60% во споредба со конвенционалните алтернативи со олово-киселина.
Интеграција на интелигентна BMS технологија: Прогнозирање на неисправности и оптимизација на траењето на батеријата кај комбинирани соларни улични светилки
Како напредната BMS технологија го намалува деградирањето на батеријата преку балансирање на напонот/температурата и проценка на состојбата на полнење (SOC)
Современите системи за менаџмент на батерија (BMS) во соларните улични светилки се стремат да спречат прематурно деградирање на батеријата со користење на три методи. Една од методите вклучува балансирање на напонот, што значи спречување на поединечните батериски ќелии од прекумерно полнење или недостаточно полнење (полно исклучување); само ова промена може да го зголеми животниот век на целиот батериски пакет за 30% или повеќе. Второ, постојат сензори за температура кои спречуваат системот од премногу загревање, како што е случајот во време на неподдржаните летни топлински бранови, за да се запази целосниот капацитет на батеријата. Трето, постојат алгоритми за проценка на SOC (State of Charge – состојба на полнење), кои ги анализираат претходните модели на исклучување за да предвидат дали напонот на батеријата поддржува работни опсези кои се сметаат за опасни. Можеби, најзабележителната одлика на овие BMS системи е нивната предиктивна функционалност во врска со веројатното појавување на овие проблеми. Предиктивните функции можат да откријат мали неправилности во напонот или аномални шеми на температура кои можат да доведат до неуспех на системот, што овозможува проактивно одржување за спречување на оперативниот неуспех и запазување на оперативната функционалност на системот — што е од голема важност од економска и оперативна гледна точка.
Модуларно надградување на BMS: Преод на дизајнските ограничувања на запечатените интегрирани соларни улици светилки
Надградбата на интегрираните улични светилки со соларни панели со интелигентни BMS-решенија може да биде ограничена поради дизајнот на куќичката. Постарите улични светилки се интегрирани во запечатена куќичка која нема дополнително простор за модификации или вградување на дополнителна електроника, што води до потреба од надградба со надворешни BMS-куќички кои се сертифицирани за надворешна употреба. Меѓутоа, добрата вест е дека конекторите обично се совместливи поради достапноста на стандардни адаптери кои се поврзуваат со постојните терминали, па не е потребна никаква модификација на постојната куќичка. За термално управување и интеграција на топлински отвод, помеѓу новите компоненти и постојните делови на топлинскиот отвод се ставаат термално проводни подлоги. Во повеќе од 80% од случаите, овој метод на надградба, потврден со полеви испитувања, е познат по подобрувањето на животниот век на батеријата за 2 до 4 години. Со овој метод, исто така се запазува и дизајнира степенот на заштита од временските услови на оригиналните единици со намален шум. Многу општини го сметаат овој пристап како технички и економски изводлив.
Методи за замена на батерии за одржување на интегрирани соларни улични светилки
Водечка листа за замена: хемија, напон и термички интерфејс
Користете го овој протокол за едноставна замена на батерии во интегрирани соларни улични светилки.
Хемија: Осигурајте совместливост помеѓу контролерите за полнење (постоечките) и батериите (новите) — LiFePO4 и оловно-киселите батерии имаат различни захтеви за напон.
Напон: Измерете го напонот на отворена верига пред инсталирањето. Секој напон надвор од стандардниот опсег (±0,5 V) веројатно е фабрички дефект.
Термички интерфејс: користете топлински проводлива паста со топлинска проводливост од 1,5 W/mK и заменете ги топлинските подлоги, ако постојат, на интерфејсот на батеријата, за да се избегне прегревање.
Потпуто непромокливо: По монтирањето на батеријата и пред затворањето, тестирајте ја компартментот за батерија за течности со потопување на длабочина од 30 см во текот на 10 минути.
Повторување на циклусот: Изведете 3 целосни циклуси на полнење и празнење, а не надминувајте длабочина на празнење од 80 % за оптимален животен век на батеријата.
Со овој процес полските техничари имаат 92% успешност. Во споредба со другите методи за замена, тоа намалува повторните повици за 40%.
Што е ЧПП?
Зошто батериите во соларните улични светилки се деградираат побрзо од соларните панели и LED светилките?
Батериите во соларните улични светилки претставуваат длабоки разряди, екстремни температури и секојдневни циклуси на полнење/разряд и затоа се деградираат побрзо од другите компоненти.
Кои предности имаат LiFePO4 батериите во споредба со оловно-киселите батерии кога се користат во соларни улични светилки?
LiFePO4 батериите имаат подолг век на траење и подобри перформанси при различни температури, додека оловно-киселите батерии треба да се менуваат почесто, што ги зголемува трошоците за одржување за 40 до 60%.
На кои начини системите за менаџмент на батериите придонесуваат за подолг век на траење на батериите во соларните улични светилки?
Што се однесува до животниот век на батериите, системите за менаџмент на батериите го забавуваат влијанието на деградацијата на батериите и го поттикнуваат безбедниот начин на работа на батериите. Ова може да се постигне преку балансирање и/или еднаквост на модулите на батериите во поглед на нивниот напон и/или температура; проценка на состојбата на полнење; и откривање на проблеми пред да доведат до неуспех на системот за менаџмент на батериите.
Кои тешкотии се соочувате кога се обидувате да вградите современи системи за менаџмент на батериите во постарите соларни улични светилки?
Постарите соларни улични светилки обично имаат компактни дизајни кои се запечатени од повеќе страни, што бара изработка на надворешни кутии за системот за менаџмент на батериите, како и потребата да се осигура компатибилност на спојниците.