Knowledge

تکامل از نور خیابانی معمولی، متصل به شبکه غیرقابل اعتماد و گران قیمت، به نور خیابانی با انرژی خورشیدی خود{0} خودکفایی نشان دهنده تغییر الگوی روشنایی در فضای باز است. با این حال، این استقلال یک وابستگی اساسی به سیستم باتری ایجاد می کند. برای بسیاری از پروژه‌ها، به‌ویژه نصب‌های{3}}هزینه‌ای برای چراغ‌های خیابانی خورشیدی شهری یا ارتقاء چراغ‌های خیابانی قدیمی، باتری‌های سرب{4}}اسید به دلیل سرمایه‌گذاری اولیه کمتر، انتخابی محبوب باقی می‌مانند. با این حال، عملکرد و طول عمر آنها توسط یک باله الکتروشیمیایی دقیق کنترل می شود که مرکز آن نرخ C است. بنابراین، درک میزان مشخصی از C-برای باتری‌های چراغ خیابانی خورشیدی سرب{9}}اسیدی یک موضوع علمی نیست، بلکه یک ضرورت عملی برای اطمینان از قابلیت اطمینان و بازگشت سرمایه است.

C-Rate Unmystified: چرا یک نرخ "ملایم" کلیدی است

به زبان ساده، نرخ C{0}}معیار سرعت شارژ یا دشارژ شدن باتری نسبت به ظرفیت آن است. نرخ 1C برای یک باتری 100 آمپر{4}ساعت (Ah) به معنای جریان 100 آمپر است که از نظر تئوری آن را در یک ساعت تخلیه یا پر می‌کند. برای باتری‌های اسید سرب، که از نظر الکتروشیمیایی ظریف‌تر از جایگزین‌های لیتیوم- مدرن هستند، قانون طلایی ملایمت است. نرخ بالای C{10}}گرمای بیش از حد و استرس داخلی ایجاد می‌کند که منجر به تخریب سریع می‌شود. نرخ ایده‌آل C{12}}یک عدد واحد نیست، بلکه یک محدوده است، معمولاً بین 0.1 درجه سانتی‌گراد و 0.2 درجه سانتی‌گراد، که انتقال کارآمد انرژی را با سلامت بلندمدت متعادل می‌کند. این یک پارامتر طراحی اساسی است که یک چراغ خیابان مدرن{17}به خوبی مهندسی شده را از یک سیستم با پیکربندی ضعیف که برای خرابی زودرس تعیین شده است متمایز می کند.

گرانول C-محدوده نرخ بر اساس سرب-نوع باتری اسیدی

در حالی که محدوده 0.1C-0.2C یک راهنمای کلی است، نرخ بهینه خاص بین انواع رایج باتری‌های سرب اسیدی که در برنامه‌های خورشیدی استفاده می‌شوند، از چراغ‌های خیابانی ساده قدیمی تا تنظیمات قوی‌تر، متفاوت است.

1.سرب غرق شده-اسید: اسب کاری حساس (0.1C - 0.15C)
به عنوان سنتی ترین نوع، باتری های سیل زده حساس هستند و به محافظه کارانه ترین رویکرد نیاز دارند. نرخ شارژ و دشارژ ایده آل آنها بین 0.1 تا 0.15 درجه سانتیگراد است. برای یک باتری 100 آمپر ساعتی، این به معنای جریان 10 تا 15 آمپر است. بیش از 0.2 درجه سانتیگراد (20A) به ویژه خطرناک است، زیرا می تواند باعث گرم شدن بیش از حد الکترولیت مایع و "جوش" شود و منجر به از دست دادن آب و تسریع خوردگی صفحات شود. این نوع نیاز به کنترل دقیق ولتاژ و تعمیر و نگهداری منظم دارد و آن را برای چراغ‌های خیابانی خورشیدی از راه دور یا هوشمند که نیاز به رویکرد «تنظیم{11}}و{12}}فراموش کردن» دارند، کمتر مناسب است.

2.باتری های AGM و ژل: گزینه مهر و موم شده و قوی (0.15 درجه سانتیگراد - 0.2C)
باتری‌های شیشه‌ای جاذب (AGM) و ژل که آب‌بندی شده‌اند، می‌توانند نرخ‌های کمی بالاتر را تحمل کنند. نقطه شیرین آنها معمولاً بین 0.15 تا 0.2 درجه سانتیگراد است. به عنوان مثال، یک باتری 100 آمپر ساعتی AGM را می توان با سرعت 15 تا 20 آمپر شارژ و دشارژ کرد. این باعث می‌شود که آن‌ها برای یک سیستم چراغ‌های خیابانی خورشیدی قدرتمند یا یک پروژه چراغ‌های خیابانی خورشیدی LED تجاری مناسب‌تر باشند که در آن نیازهای برق کمی بالاتر وجود دارد. ماهیت مهر و موم شده و تحمل بالاتر برای نرخ های متوسط، آنها را به رایج ترین توصیه برای کاربردهای استاندارد چراغ های خیابانی خورشیدی تبدیل کرده است.

3.باتری‌های سرب-Carbon: The Advanced Performer (0.2C - 0.3C)
یک نوع پیشرفته، باتری‌های کربن{0}سرب، با افزودنی‌های کربنی مهندسی شده‌اند که عملکرد آن‌ها را به‌طور چشمگیری افزایش می‌دهد. آن‌ها می‌توانند نرخ‌های C{2} بالاتری را تحمل کنند، معمولاً 0.2C تا 0.3C برای تخلیه، و در برابر شارژ جزئی انعطاف‌پذیرتر هستند. این آنها را برای کاربردهایی با بارهای بالاتر، مانند چراغ خیابانی خورشیدی LED 80 واتی یا در مناطقی که نور خورشید ثابت کمتری دارند، ایده آل می کند. آنها نشان دهنده یک پل تکنولوژیکی بین یون-اسید سرب و لیتیوم{9}} سنتی هستند که عملکرد بهتری را برای یک چراغ خیابانی LED خورشیدی ارائه می‌دهند که نیاز به عملکرد قابل اعتماد در شرایط سخت‌تر دارد.

سمفونی شارژ: -تغییرات را در سه مرحله درجه بندی کنید

مفهوم مهمی که اغلب فراموش نمی شود این است که نرخ C{0}}در طول شارژ ثابت نیست. یک کنترل‌کننده شارژ با کیفیت، یک فرآیند سه مرحله‌ای را مدیریت می‌کند که هرکدام دارای نرخ C مشخصی هستند تا سلامت باتری را بهینه کنند.

● مرحله انبوه (پر کردن سریع): این مرحله اولیه یک جریان ثابت را با حداکثر نرخ ایده آل باتری اعمال می کند (به عنوان مثال، 0.15C-0.2C برای باتری AGM) تا زمانی که به حدود 80٪ ظرفیت برسد. این برای یک چراغ خیابانی با انرژی خورشیدی بسیار مهم است تا در ساعات اوج نور خورشید تا حد ممکن انرژی جذب کند.

●مرحله جذب (بالا دقیق-بالا): سپس کنترل‌کننده به حالت ولتاژ ثابت می‌رود و جریان به طور طبیعی به سرعت کمتری کاهش می‌یابد (حدود 0.05C-0.1C). این کار فرآیند شارژ را بدون استرس اضافه ولتاژ که باعث گازگرفتگی و خوردگی صفحه می شود، کامل می کند. کنترل‌کننده‌های PWM با کیفیت پایین اغلب در مدیریت صحیح این انتقال شکست می‌خورند، که یکی از دلایل رایج خرابی زودرس در سیستم‌های بودجه است.

● مرحله شناور (تعمیر و نگهداری): پس از شارژ کامل، کنترل کننده ولتاژ را تا سطح "شناور" کاهش می دهد و یک شارژ قطره ای (0.01C-0.02C) برای مقابله با تخلیه خود ارائه می دهد. شارژ شناور مناسب می تواند عمر باتری را 1 تا 2 سال افزایش دهد، که یک عامل کلیدی برای طول عمر چراغ های خیابانی خورشیدی شهری است.

معضل تخلیه و نقش حیاتی عمق تخلیه

نرخ تخلیه C{0}}به همان اندازه مهم است و عمیقاً با مفهومی به نام قانون Peukert در هم تنیده است. این قانون بیان می کند که هر چه جریان تخلیه بیشتر باشد، ظرفیت موثر باتری کمتر است. یک باتری 100 آمپر ساعتی که در دمای 0.1 درجه سانتیگراد (10 آمپر) تخلیه می شود، ممکن است در مدت 10 ساعت، 100 آمپر ساعت کامل خود را تامین کند. با این حال، اگر در دمای 0.3 درجه سانتیگراد (30 آمپر) برای تامین انرژی یک چراغ خیابانی خورشیدی 120 واتی تخلیه شود، ظرفیت موثر آن ممکن است به 70 آمپر ساعت کاهش یابد و باتری در کمتر از دو ساعت تمام شود.

به همین دلیل است که تطبیق اندازه باتری با بار بسیار مهم است. علاوه بر این، حتی با یک نرخ C ایده آل، عمق تخلیه (DoD) باید کنترل شود. برای اکثر باتری‌های سرب{3}}اسید، DoD ایمن 50-60% است، هرگز از 70% تجاوز نمی‌کند. این بدان معناست که از یک باتری 100 آمپر ساعتی، فقط 50 تا 60 آمپر ساعت باید به طور مرتب استفاده شود. هر چرخه تخلیه عمیق بیش از این نقطه می تواند طول عمر باتری را 10-15٪ کاهش دهد. این یک محدودیت قابل توجه در مقایسه با تخلیه‌های عمیق‌تر ممکن با فناوری‌های مورد استفاده در برخی چراغ‌های خیابانی خورشیدی هوشمند است.

عوامل محیطی و سیستمی: تنظیم نرخ C-در دنیای واقعی

نرخ C{0}}کتاب درسی باید برای شرایط واقعی-جهان تنظیم شود.

●High Temperatures (>35 درجه): گرما باعث تسریع واکنش های شیمیایی و افزایش مقاومت داخلی می شود. در آب و هوای بیابانی، نرخ شارژ و دشارژ باید 10 تا 20 درصد کاهش یابد (مثلاً استفاده از 0.15 درجه سانتیگراد به جای 0.2 درجه سانتیگراد برای باتری AGM) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و از دست دادن آب.

●دمای پایین (<-10°C): سرما ظرفیت را 30-50% کاهش می‌دهد و واکنش‌های شارژ را کاهش می‌دهد. شارژ باید با سرعت کمتری (0.05C-0.1C) انجام شود تا آسیبی نبیند و اطمینان حاصل شود که باتری واقعاً می تواند شارژ را بپذیرد. در مناطق بسیار سرد، یک چراغ خیابانی خورشیدی با استفاده از اسید سرب ممکن است در مقایسه با چراغ طراحی شده با باتری های مقاوم در برابر سرما مشکل داشته باشد.

●کیفیت کنترلر:یک کنترلر MPPT (حداکثر ردیابی نقطه قدرت) ضروری است. به طور هوشمند خروجی پنل خورشیدی را تنظیم می‌کند تا حداکثر توان ممکن را در ولتاژ و جریان ایده‌آل باتری ارائه کند و نرخ C{1}} صحیح را در طول روز حفظ کند. کنترل‌کننده‌های اصلی PWM اغلب منجر به کم‌شارژ یا شارژ بیش از حد مزمن می‌شوند که به سرعت باتری را تخریب می‌کنند.

نتیجه گیری: مهندسی برای طول عمر

به این سوال که نرخ ویژه C برای باتری های چراغ خیابانی خورشیدی سرب در حالی که لامپ خیابانی قدیمی نیاز به مهندسی کمتری داشت، عملکرد مؤثر یک چراغ خیابانی خورشیدی معاصر نیاز به دقت دارد. با انتخاب نوع سرب{4}}مناسب (که معمولاً AGM نقطه شیرین است)، اندازه‌گیری صحیح سیستم برای حفظ نرخ‌های C- بین 0.1 درجه سانتی‌گراد و 0.2 درجه سانتی‌گراد، و استفاده از کنترل‌کننده MPPT با کیفیت بالا، اپراتورها می‌توانند از این باتری‌های قوی و مقرون‌به‌صرفه اطمینان حاصل کنند که 5 تا 7 سال خدمات قابل اعتماد ارائه می‌کنند. این رویکرد منضبط به مدیریت انرژی چیزی است که یک پروژه روشنایی موفق و پایدار در فضای باز را از یک سردرد هزینه بر تعمیر و نگهداری جدا می کند.

 

 

برای سوالات بیشتر، لطفا از وب سایت ما دیدن کنیدwww.nszlamp.com

ایمیل بهsales@nszlamp.com

تماس بگیرید:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355 / +86(0574) 65358138

برنامه چیست:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355