EN
Varför är batteribytet det största hindret för integrerade solgatuljssystem?
Batteriet är den främsta orsaken till problem i hela de integrerade solstrålkörsystemen. Integrerade solstrålkörsystem har många komponenter som kan hålla i många år, till exempel solpaneler och LED-lampor, men batterierna är den svagaste länken. De kan visa tecken på laddning och urladdning efter cirka 5–7 år. Faktorer såsom batteribyte utgör ungefär 60 procent av kostnaderna för belysningsunderhåll. Integrerade solstrålkörsystem har tre huvudsakliga problem när det gäller batteribyte:
1. Kemiska förändringar i batteriet orsakade av daglig laddning och urladdning
2. Intern termisk korrosion orsakad av extrema temperaturer, både värme och kyla
3. Problem under molniga dagar när batterierna är fullständigt urladdade
Strategierna för integrerad systemdesign gör det ännu värre. Till skillnad från andra system kräver dessa försegla enheter en fullständig demontering för att komma åt batteriet, vilket innebär att demonteringen och monteringen tar tre gånger så lång tid som för andra typer av batterier. Att ta bort batteriet kan påverka integriteten i väderskyddssystemet. Batterier som kräver utbyte betraktas som friliggande enheter, vilket innebär att kostnaderna för utbyte och transport kan uppgå till hela 40 procent av totalkostnaden.
Utnyttjandecykeln, utan strategiska åtgärder, undergräver hållbarhetsfördelarna med solbelysta gatubelysningsanläggningar. Proaktiv hantering av batterierna blir nödvändig för att förlänga serviceintervallen och bibehålla tillförlitligheten. Hållbarhet, livslängd och utbytesintervall under användning i integrerade solbelysta gatubelysningsenheter
Cykelliv, termisk tolerans och felkvoter i fält (2–5 år)
När man jämför bly- och litiumbatterier har litiumbatterier en genomsnittlig livslängd på 2 000–6 000 laddcykler, medan blybatterier endast har 500–1 000 – vilket motsvarar en skillnad på 4 till 6 gånger fler cykler. Det har även visats att litiumbatterier håller längre än sina blybaserade motsvarigheter och att deras prestanda har förbättrats och blivit mer stabil över ett bredare temperaturområde jämfört med blybatterier. Litiumbatterier fungerar också väl och ger god prestanda vid kallare temperaturer, såsom −20 °C, och även vid högre temperaturer, såsom 60 °C. Blybatterier däremot förlorar redan från start ca 20–50 % av sin prestanda vid fryspunkten och kan uppleva prestanda- och kapacitetsförluster vid högre temperaturer – 25 °C eller högre. Blybatterier lider av allvarlig försämring av de interna komponenterna i cellerna. De flesta blybatterisystem drabbas av intern sulfatering och korrosion av de interna komponenterna, vilket leder till att batterierna måste bytas ut vart 2–3 år i varmare klimat och vart 3–5 år i svalare klimat. I motsats till detta behåller de flesta litiuminstallationer minst 80 % av sin lagringskapacitet efter fem år av drift, och i sju av tio installationer krävs ingen underhållsåtgärd även efter tio år av drift, med bibehållen liknande kapacitetsbevaring.
Det är ingen underlighet att så många städer antar LiFePO4 för sina gatubelysningsystem, eftersom dessa förlängda livslängder minskar underhållskostnaderna med 40–60 % jämfört med konventionella bly-syrlösningar.
Integration av smart BMS-teknik: Förutsägande av fel och optimering av batteriets livslängd i kombinerade designsolbelysningsarmaturer
Hur avancerad BMS-teknik minskar batteridegradering genom spännings- och temperaturbalansering samt SOC-uppskattning
Nuvarande batterihanteringssystem (BMS) i solbelysning för gator försöker förhindra för tidig batteridegradation genom att använda tre metoder. En metod innebär spänningsbalansering, vilket innebär att enskilda battericeller inte överladdas eller underladdas (fullständigt urladdas); denna enda åtgärd kan öka livslängden för hela batteripacken med 30 % eller mer. För det andra finns det temperatursensorer som förhindrar att systemet blir för varmt, till exempel under de fruktade sommarhettvågorna, för att hjälpa till att bevara batteriets fulla kapacitet. Slutligen finns det SOC-algoritmer (State of Charge, laddningsnivå) som analyserar tidigare urladdningsmönster för att förutsäga om batteriets spänning stödjer drift inom områden som anses farliga. Tänkbart är att den mest anmärkningsvärda funktionen hos dessa BMS-system är deras förutsägande funktioner angående sannolikheten för att dessa problem uppstår. Förutsägande funktioner kan upptäcka små spänningsirreguljäriteter eller avvikande temperaturmönster som kan leda till systemfel, vilket möjliggör underhåll för att förhindra driftstopp och bevara systemets driftfunktion, vilket är värdefullt ur både ekonomisk och driftsmässig synvinkel.
Modulär BMS-ombyggnad: Övervinna designbegränsningar för täta integrerade solbelysningsenheter för gator
Eftermonteringen av integrerade solbelysningsenheter med smarta BMS-lösningar kan begränsas av utformningen av höljet. Äldre gatubelysningsarmaturer är integrerade i ett förseglat hölje som inte har extra utrymme för modifikationer eller införande av ytterligare kretskomponenter, vilket leder till behovet av att eftermontera externa BMS-höljen som är certifierade för utomhusanvändning. Det goda nyheten är dock att anslutningarna vanligtvis är kompatibla tack vare tillgängligheten av standardadapter som ansluter till de befintliga terminalerna, vilket inte kräver några ändringar i det befintliga höljet. För termisk hantering och integration av värmeavledning placeras termiskt ledande plattor mellan de nya komponenterna och de befintliga värmeavledningsdelarna. I mer än 80 % av fallen är denna fälttestade eftermonteringsmetod känd för att förlänga batteriets livslängd med 2–4 år. Med denna metod bevaras även den väderbeständiga klassningen för de ursprungliga enheterna samt den tysta versionen, och den är utformad för detta ändamål. Många kommuner anser att metoden är tekniskt och ekonomiskt genomförbar.
Metoder för batteribyte vid underhåll av integrerade solbelysta gatulampor
Vägledning för byte: Kemisk sammansättning, spänning och termisk gränsyta
Använd detta protokoll för enkelt batteribyte i integrerade solbelysta gatulampor.
Kemisk sammansättning: Se till att laddkontrollerna (befintliga) och batterierna (nya) är kompatibla – LiFePO4 och blyackumulatorer har olika spänningskrav.
Spänning: Mät spänningsvärdet i öppen krets innan installation. Alla värden utanför standardintervallet (±0,5 V) tyder troligen på en fabriksdefekt.
Termisk gränsyta: Använd termiskt ledande pasta med värmeledningsförmåga på 1,5 W/mK och byt ut eventuella termiska mellanlägg vid batterigränsytan för att undvika överhettning.
Vätdicht: Efter montering av batteriet och innan batterifacket stängs, testa det för läckage genom att nedsänka det i 30 cm vatten i 10 minuter.
Upprepa cykeln: Utför 3 fullständiga laddnings- och urladdningscykler och överskrid inte 80 % urladdningsdjup för optimal battericykel.
Genom att följa denna process har fälttekniker en framgångsgrad på 92 %. Jämfört med andra utbytesmetoder minskar detta återkomster med 40 %.
Vad är vanliga frågor och svar (FAQ)?
Varför försämras batterierna i solkraftdrivna gatubelysningar snabbare än solpanelerna och LED-lamporna?
Batterierna i solkraftdrivna gatubelysningar genomgår djupurladdningar, temperaturextremer och dagliga laddnings-/urladdningscykler, vilket är anledningen till att de försämras snabbare än de andra komponenterna.
Vilka fördelar har LiFePO4-batterier jämfört med bly-syrebatterier när de används i solkraftdrivna gatubelysningar?
LiFePO4-batterier har en längre livslängd och bättre temperaturprestanda, medan bly-syrebatterier måste bytas ut oftare, vilket ökar underhållskostnaderna med 40–60 %.
På vilka sätt bidrar batterihanteringssystemen (BMS) till längre livslängd för batterierna i solkraftdrivna gatubelysningar?
När det gäller batteriernas livslängd fördröjer batterihanteringssystemen (BMS) effekterna av batteriförändring och främjar säker drift av batterierna. Detta kan uppnås genom balansering och/eller likriktning av batterimoduler vad gäller deras spänning och/eller temperatur; uppskattning av laddningsnivå (SOC); samt identifiering av problem innan de leder till fel i batterihanteringssystemet.
Vilka svårigheter stöter du på när du försöker integrera moderna batterihanteringssystem (BMS) i äldre solbelysning för gator?
Äldre solbelysning för gator har oftast kompakta konstruktioner som är förslutna på flera sidor, vilket innebär att externa höljen för BMS måste skapas samt att anslutningsdelarna måste vara kompatibla.