Kodėl litio-jonų baterijos geriau veikia nei NiMH moderniuose saulės naktiniuose žibintuose?

Energijos tankis ir kompaktiškumo efektyvumas saulės naktiniams žibintams

Kaip dėl didesnio ličio jonų energijos tankio galimi plonesni ir universalūs žibintų dizainai

Ličio jonų baterijos turi apie 150–200 Wh/kg energijos tankį, kas beveik dvigubai daugiau nei senoviškos nikelinės metalo hidrido (NiMH) baterijos, kurios pasiekia tik 60–100 Wh/kg. Šių baterijų gebėjimas tiek daug energijos sukaupti tokio mažoje erdvėje daro jas puikiu pasirinkimu kompaktiškiems soliariniams naktiniams žibintams, kurie taip pat atrodo estetiškai. Gamytojai gali sutaupyti daug vietos savo produktuose, todėl kurti apšvietimo įrenginius, kurie puikiai telpa siaurose vietose – ant laiptų pakopų, siaurų takelių kraštuose ar net moderniuose pastatų dizainuose, kur vidaus erdvė labai ribota. Kai kažkas veikia tiek pat ilgai, bet užima pusę mažesnės vietos, dizaineriai turi žymiai daugiau kūrybinės laisvės, palyginti su stambių, gabaritinių baterijų naudojimu.

Vietos trūkumas soliariniuose naktiniuose žibintuose ir kodėl NiMH baterijos čia neadekvačios

Nikelio metalo hidrido baterijos reikalauja apie 30–50 % daugiau vietos viduje, palyginti su litio jonų elementais, jei jos turi talpinti panašų kiekį energijos. Tai reiškia, kad dizaineriams tenka daryti kompromisus dėl to, koks didelis gali būti akumuliatorius, kur jis telpa gaminyje ir kokios medžiagos naudojamos. Paimkime kaip pavyzdį lauko šviestuvus. Norint, kad šviestuvai nepaliaujamai šviestų aštuonias valandas nuo saulėlydžio iki saulėtekio, daugumai sistemų reikia 2000 mAh NiMH baterijos, kuri užima maždaug 40 % daugiau fizinės erdvės nei litio jonų versija. Visa ši papildoma apimtis daro šias baterijas labai sunkiai integruojamas į šiuolaikinius liesus dizainus. Be to, didesnis dydis lemia aukštesnes išlaidas visame cikle – dėl pakuotės, vežimo ir pačios gamybos. Ir pripažinkime, šios papildomos išlaidos rinkoje, kur kaina visada yra svarbus vartotojų, renkančių lauko apšvietimo sprendimus, aspektas, turi didžiulę reikšmę.

Ciklo trukmė, krāvinimo efektyvumas ir realios sąlygos tvirtumas

Ličio- jonų ir NiMH ciklo trukmė esant dalinei / periodinei saulės energijos įkrovai

Naktiniai saulės žibintai susiduria su įvairiomis neprognozuojamomis įkrovimo situacijomis. Apklausti dienomis, keičiantis metų laikais ir šešėliais iš artimiausių objektų, gaunama energija niekada nebūna pastovi ar pilna. Tiriant, kaip šios baterijos išlaiko savo gebėjimus praktinėje naudojimo aplinkoje, litio jonų versijos išlaiko apie 80 % pradinės galios net po 1 000 visiškų įkrovimo ciklų. Nikelio metalo hibridinės (NiMH) baterijos pasirodo ne taip gerai – jos paprastai nukrenta iki to paties 80 % lygio tarp 300 ir 500 ciklų. Litio jonų baterijas saulės energijos taikymuose išskiria jų gebėjimas efektyviai tvarkytis su trumpalaikiais įkrovimais be didelio dėvėjimosi, taip pat tai, kad jos nenukrenta įtampą, kai ilgą laiką būna neveikiančios. Tikrojo pasaulio bandymai skirtinguose atsinaujinančios energijos projektuose parodė, kad litio jonų baterijomis maitinami naktiniai žibintai tarnauja du kartus ar net tris kartus ilgiau nei jų NiMH atitikmenys. Tai reiškia, kad ilgainiui reikia mažiau pakeitimų, mažiau kaupiasi elektronikos atliekų ir galiausiai ilguoju laikotarpiu sutaupoma pinigų jų savininkams.

Atminties efekto nebuvimas ir mažesnis savaiminis išsikrovimas: pagrindiniai patikimumo pranašumai naudojant litio-jonines baterijas saulės naktiniuose žibintuose

Ličio jonų baterijos neturi atminties problemos, kuri paveikia NiMH elementus, todėl jos yra kur kas tinkamesnės situacijoms, kai saulės šviesa ne visada prieinama. Tuo tarpu NiMH baterijos turi būti reguliariai pilnai iškraunamos, kad tinkamai veiktų, o ličio jonų baterijos puikiai susitvarko su daline įkrovimu, net jei iš eilės seką kelios apsiniaukusios dienos. Kitas didelis privalumas – tai, kaip mažai jos praranda krūvio, kai nenaudojamos. Ličio jonų baterijos per mėnesį praranda apie 1–2 procentus krūvio, tuo tarpu NiMH elementai gali prarasti nuo 15 iki 30 procentų. Tai reiškia, kad ilgą laiką be saulės saugoma energija išlieka nepakitusi, tad šviestuvai patikimai veiks nuo vakaro iki ryto, nereikiant jų tikrinti. Visi šie bruožai kartu pažadina stabilų rezultatą beveik be priežiūros, todėl ličio jonų baterijos yra patikimas pasirinkimas automatinėms lauko apšvietimo sistemoms.

Aplinkos atsparumas ir veikimo pastovumas

Našumas esant skirtingoms temperatūroms: kodėl litio jonų baterijos išlaiko našumą įvairiose klimato sąlygose

Ličio jonų baterijos gali išlaikyti apie 85 procentus savo pilnos talpos net tada, kai temperatūra svyruoja nuo minus dvidešimt laipsnių Celsijaus iki šešiasdešimties laipsnių. Tai paaiškinama tuo, kad gamintojai sukūrė geresnius elektrolitus ir patobulino elektrodų konstrukciją šiose baterijose. Kita vertus, nikelio metalo hibrido baterijos labai prastai veikia, kai temperatūra nukrenta žemiau užšalimo taško, dažnai prarandant apie trisdešimt–keturiasdešimt procentų įprastos galios, kai žemėje yra šerkšno. Gebėjimas atlaikyti kraštutines temperatūras reiškia, kad ličio baterijos tolygiai tiekia pastovią įtampą, todėl LED lemputės lieka ryškios, ar lauke būtų šalta, ar kepina karštis. Be to, įdomu tai, kad ličio jonų baterijos temperatūrai staigiai kintant neblinksi ir neužtemsta taip greitai kaip NiMH baterijos, todėl jos yra žymiai patikimesnės apšvietimo taikymams ir bendrai sukuria geresnį produkto įspūdį.

Šiluminės stabilumo įtaka ilgalaikiam saulės lempos veikimui ir techninės priežiūros išlaidoms

Aukšta temperatūra labai neigiamai veikia lauke naudojamų saulės šviestuvų baterijas. Nikelio metalo hidrido baterijos, ilgą laiką veikiant aukštai temperatūrai, paprastai sugenda apie du kartus greičiau nei litio jonų baterijos, dažnai reikalingos keisti po 12–18 mėnesių. Litio tipo baterijos tarnauja žymiai ilgiau – apie 3–5 metus panašiomis orų sąlygomis. IRENA tyrimai parodo, kad tokios ilgaamžės baterijos visoje linijoje sumažina techninės priežiūros išlaidas beveik 60 procentų. Retesnis baterijų keitimas reiškia mažesnes darbo jėgos išlaidas ir stabiliau veikiančias sistemas. Miestų planuotojai ir verslo savininkai, kurie diegia didelius saulės gatvės apšvietimo tinklus, pastebi, kad tai esminis skirtumas jų pelningumui, taip pat padeda pasiekti žaliųjų energijos tikslų nesunaudavant biudžeto.

Litio jonų saulės naktinių lempų rinkos priėmimas ir atnaujinimo atsparumas

Ličio jonų baterijos praktiškai tapo pagrindiniu šiuolaikinių saulės naktinių lempučių energijos šaltiniu dėl jų vis didėjančio populiarumo tvariose išorinės erdvės apšvietimo sprendimuose. Rinkos ekspertai prognozuoja augimą apie 14 % per metus iki 2033 m., kurį skatina miestų plėtra, kaimo vietovių priėjimas prie elektros energijos ir vyriausybių pasauliniame lygmenyje skatinami žalesni sprendimai. Kodėl? Na, ličio jonų technologija veikia geriau daugeliu atžvilgių lyginant su senesnėmis technologijomis, tokiomis kaip NiMH. Ji talpina daugiau energijos mažesniuose tūriuose, ilgiau tarnauja net tada, kai saulės šviesa kasdien kinta, ir gerai veikia esant įvairioms temperatūroms. Šie veiksniai sumažina bendras išlaidas maždaug 40 %. Kai šios protingos saulės lempos pradeda būti komplektuojamos funkcijomis, tokio kaip judesio jutikliai, reguliuojamas ryškumas ir interneto ryšys tampa įprasti, ličio jonų baterijos puikiai derinasi su elektroniniais komponentais, reikalingais tokiai pažangiai funkcionalumui. Be to, gamyba tampa pigesnė, o perdirbimo programos tobulėja, todėl ličio jonų baterijos yra ne tik naudingos dabar, bet ir atrodo tinkamos likti aktualiomis dar ilgiems metams į priekį. Tai logiška visiems, kurie susiję su apšvietimo projektavimu, diegimu ar tiesiog nori patikimos, efektyvios šviesos, kuri neturės būtinybės keisti artimiausiu metu.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kodėl saulės naktiniams žibintams litio jonų baterijos yra naudotinos vietoj NiMH?

Litio jonų baterijos yra naudotinos dėl didesnio energijos tankio, ilgesnio ciklo gyvavimo laiko ir gebėjimo išlaikyti veikimą įvairiose temperatūrų diapazonuose. Jos taip pat yra erdviškai efektyvesnės, turi mažesnį savaiminio išsikrovimo greitį ir nenukentėja nuo atminties efekto, kuris būdingas NiMH baterijoms.

Koks poveikis litio jonų baterijų naudojimui saulės šviestuvų techninės priežiūros sąnaudoms?

Litio jonų baterijų naudojimas žymiai sumažina saulės šviestuvų techninės priežiūros sąnaudas. Jų ilgesnis tarnavimo laikas reiškia rečiau reikalingus keitimus, todėl sumažėja darbo jėgos sąnaudos ir sistemos veikia pastovesniu būdu.

Kaip litio jonų baterijos veikia ekstremaliomis temperatūromis saulės naktiniams žibintams?

Litio jonų baterijos gerai veikia ekstremaliomis temperatūromis, išlaikydamos apie 85 % talpos nuo minus dvidešimt laipsnių Celsijaus iki šešiasdešimties laipsnių. Ši stabilumas leidžia jas patikimai naudoti įvairiose klimato zonose.

Kokie yra augimo lūkesčiai litis-jonų saulės naktiniams žibintams?

Rinkos ekspertai prognozuoja apie 14 % metinį augimą iki 2033 m., ką skatina urbanizacijos plėtra, kaimo vietovių elektrifikacija ir pasaulinis judėjimas link žalesnių energijos sprendimų.