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Batteria LiFePO4: la batteria principale per l'illuminazione solare

Tempo: 2021-11-03 Colpi : 25

Batteria LiFePO4: la batteria principale per l'illuminazione solare

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Con sempre più grandi economie del mondo che si dirigono ambiziosamente verso gli obiettivi globali di neutralità del carbonio intorno alla metà del secolo, stiamo assistendo a tendenze al rialzo nella domanda di lampioni solari e inondazioni come soluzione conveniente per illuminare proprietà private, strade e spazi pubblici con efficienti luci a LED. 


Le batterie ricaricabili sono uno dei componenti più importanti per l'affidabilità dell'illuminazione solare. Sappiamo tutti che il posizionamento del pannello solare per ottenere la piena esposizione al sole è importante per l'efficienza del sistema solare. Questo è importante, ma la sua efficienza dipende anche dalla qualità delle batterie del sistema solare. Il tipo e le condizioni delle batterie determinano per quanto tempo i pannelli solari della stessa dimensione necessitano di esposizione al sole. Alcune batterie potrebbero richiedere solo quattro ore di sole e offriranno l'illuminazione per tutta la notte. Altri potrebbero aver bisogno di un giorno intero di luce solare. 


In questo articolo esamineremo i tipi di batterie ricaricabili per l'illuminazione solare. Cosa sono e i pro ei contro di queste batterie per aiutarti a capire il vantaggio e lo svantaggio di queste batterie. 


Ni-Cd, Ni-MH e agli ioni di litio sono i tre principali tipi di batterie ricaricabili attualmente utilizzate. 


Ni-Cd, nichel-cadmio. È costituito da nichel e cadmio, separatore e alcalino. Questa era la batteria ricaricabile più popolare per i dispositivi portatili negli anni '1990, ma è stata gradualmente eliminata perché contiene cadmio, un metallo pesante, che causa danni all'ambiente. Non lo elaboreremo in questo articolo. 


La batteria Ni-MH è molto simile alla batteria al nichel cadmio ma è composta da idrossido di nichel come elettrodi positivi, leghe che assorbono idrogeno (collegamenti) come elettrodi negativi e elettrolita alcalino di idrossido di potassio. La tensione della cella della batteria Ni-MH è di 1.2 V e la tensione di carica è di circa 1.6 V per cella. Con questa bassa tensione per cella, i produttori devono combinare più celle per costruire pacchi batteria per aumentare la loro tensione rendendole non abbastanza compatte nelle dimensioni e non convenienti. Lo svantaggio della batteria Ni-MH è il suo alto tasso di autoscarica. Se lasci una batteria Ni-MH completamente carica per alcuni mesi, perderà la maggior parte della sua carica. Una tipica batteria Ni-MH può perdere dal 4-20% della sua carica solo il primo giorno e successivamente il tasso di autoscarica scende a circa l'1% al giorno a seconda della temperatura ambiente.

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La batteria al litio per lampioni solari sta diventando sempre più una soluzione di flusso principale. Sappiamo tutti che le batterie al litio sono ancora molto costose considerando altri tipi, ma è giusto dire che sono diventate molto più convenienti per l'integrazione dell'illuminazione stradale solare. Negli ultimi 6 anni il costo della batteria al litio è sceso di quasi l'80%. Esistono diversi tipi di batterie al litio che possono essere utilizzate per i sistemi Solar Street Light. La nostra esperienza ha dimostrato che sicuramente la migliore soluzione per l'illuminazione solare è la batteria LiFePO4.


Gli ioni di litio (li-ion) sono attualmente il tipo di batteria ricaricabile più comune per molti prodotti portatili e a base solare. Il vecchio stile delle batterie al litio utilizzava il metallo di litio, ma a causa dell'instabilità e dei problemi di sicurezza, al giorno d'oggi venivano utilizzati gli ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio hanno maggiori vantaggi di alta densità di energia e bassa manutenzione rispetto a Ni-Cd e Ni-MH che le rende la migliore soluzione per i prodotti di illuminazione solare e altri dispositivi elettronici o veicoli.


I tipi più comuni di batterie agli ioni di litio sono Li-cobalto, Li-manganese, Li-fosfato e NMC (ossido di litio-nichel manganese cobalto). Ognuna di queste batterie agli ioni di litio utilizza materiali catodici diversi, quindi ognuna di esse ha vantaggi e svantaggi diversi. Le batterie al litio sono comunemente utilizzate nell'elettronica di consumo, mentre le batterie al litio sono utilizzate nei veicoli elettrici, nell'illuminazione portatile e nell'illuminazione solare.


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                Struttura della batteria agli ioni di litio. Fonte - http://electronicdesign.com


Batterie al litio ferro fosfato

Le batterie al litio ferro fosfato sono più sicure delle batterie Li-cobalto e Li-manganese, hanno una durata maggiore e possono generare correnti più elevate. Tuttavia, lo svantaggio delle batterie LiFePO4 è avere una delle capacità più basse di tutti i tipi di batterie agli ioni di litio. Sebbene sia inferiore rispetto ad altri tipi di batterie agli ioni di litio, è un'ottima soluzione per i lampioni solari o le luci di inondazione che non richiedono un'enorme quantità di elettricità per alimentare il sistema.


Vantaggi della batteria agli ioni di litio

  • Le batterie agli ioni di litio hanno un'elevata densità di energia, superiore a Ni-MH, due volte più alta di Ni-Cd e più di tre volte superiore rispetto alle batterie al piombo.

  • Le batterie agli ioni di litio hanno un basso tasso di autoscarica

  • Le batterie agli ioni di litio non sviluppano un effetto memoria;

  • Le batterie agli ioni di litio sono praticamente esenti da manutenzione, il che è particolarmente utile per l'illuminazione solare;

  • Le batterie agli ioni di litio sono sicure per l'ambiente senza contenere sostanze tossiche;

  • A causa dell'elevata densità di energia, le batterie agli ioni di litio sono leggere e di piccole dimensioni.

  • Le batterie agli ioni di litio consentono una ricarica rapida a piena capacità;

  • Sicurezza: le batterie al litio hanno un'ottima stabilità termica e chimica.

Svantaggi della batteria agli ioni di litio

  • Le batterie agli ioni di litio hanno costi di produzione elevati con conseguenti prezzi di vendita elevati.

  • Le batterie agli ioni di litio richiedono circuiti di protezione per limitare tensioni e correnti e garantire una maggiore sicurezza;

  • Alcune batterie agli ioni di litio come il litio fosfato forniscono bassi tassi di scarica;


Tabella di confronto dell'energia specifica della batteria ricaricabile

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Tabella della tensione nominale della batteria ricaricabile

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Capacità media della batteria ricaricabile per il grafico delle luci solari

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Tabella comparativa del tasso medio di autoscaricamento della batteria ricaricabile al mese

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Tabella comparativa approssimativa della durata del ciclo della batteria ricaricabile

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Aspettativa di vita teorica della batteria ricaricabile nel grafico dell'illuminazione solare

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Tabella comparativa dell'intervallo di temperatura della batteria ricaricabile

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Prezzo medio per le luci solari che utilizzano determinati tipi di batteria

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