Как минусовые температуры влияют на солнечные батареи уличных фонарей Оптика и светотехника

Литий-ионные батареи, особенно стандартные элементы LiFePO4, используемые в большинстве солнечных фонарей, очень чувствительны к температуре. Когда ртуть падает ниже нуля, электролит внутри батареи густеет, как холодный сироп. Это увеличивает внутреннее сопротивление и замедляет химическую реакцию, которая сохраняет и высвобождает энергию. При -20°C аккумулятор, емкость которого составляет 100 ампер-часов при комнатной температуре, может обеспечить только 70 ампер-часов. Прием платежей падает еще больше. Фактически, большинство систем управления батареями (BMS) полностью блокируют зарядку при температуре ниже 0°C, чтобы предотвратить образование литиевого покрытия — постоянный и опасный дефект, который навсегда снижает емкость.

Так как же выживают автономные системы? Они полагаются на теплоизоляцию и технологию самонагрева. Высокопроизводительные системы оборачивают батарею изоляцией из аэрогеля или используют небольшую часть солнечной энергии для создания грелки вокруг элементов.

Интересно, что сторона уравнения, связанная с освещением, на самом деле процветает на холоде. Светодиодные уличные фонари представляют собой полупроводниковые устройства, и они работают более эффективно в морозную погоду. Падение температуры окружающей среды уменьшает тепловое регулирование, позволяя светодиодам излучать немного больше люменов на ватт. Это справедливо даже для массивных осветительных установок на высоких мачтах в портах и ​​на железнодорожных станциях. Сами светодиоды не боятся холода.

Проблема полностью в питании. Из-за более коротких зимних дней и слабого солнечного света солнечные панели уже генерируют меньше энергии. Если совместить это с аккумулятором, который с трудом принимает заряд, конструкция системы должна быть безупречной. Это означает значительное увеличение размера аккумуляторной батареи и добавление терморегулирования.

Как сказал директор из Миннесоты: "Мы перестали покупать светильники, на которых указана только мощность. Мы покупаем только системы с аккумуляторным обогревателем и интеллектуальной системой BMS". В минусовом климате самый яркий светодиод бесполезен, если аккумулятор отказывается просыпаться.