Kodėl iš abriežo pagamintą saulės lempą turėtų būti įmanoma keisti akumuliatorius?

Kaip akumuliatoriai valdo ir riboja saulės žibintų našumą

Kaip saulės žibintai konvertuoja ir kaupia energiją naudodami akumuliatorius

Dauguma saulės žibintų veikia naudojant įkraunamas baterijas kaip pagrindinį energijos šaltinį. Šios baterijos dienos metu surenka saulės šviesą dėka mažų saulės baterijų, kurias visi pažįstame, ir saugo ją iki nakties, kai reikia šviesti. Žibintų našumas labai priklauso nuo kelių svarbių dalykų. Pirma, kiek energijos gali sukaupti baterija – tai labai svarbu. Antra, kiek gerai saulės baterija paverčia saulės šviesą naudingu elektriniu energija. Ir galiausiai, kokios grandinės valdo šią energiją užkulisiuose. Paprasti modeliai paprastai veikia apie 6–8 valandas po įkrovimo, tačiau kai kurie aukštesnės kokybės su patobulinta baterijų konfigūracija kartais gali veikti dvigubai ilgiau. Protingesni modeliai taip pat turi integruotą temperatūros reguliavimą, kuris neleidžia jiems perkaisti įkrovimo metu, taip apsaugant baterijas ir užtikrinant jų tinkamą veikimą visą naktį.

Saulės šviestuvų baterijų tarnavimo laikas ir ilgaamžiškumas esant reguliariai naudojimui

Saulės žibintuose esantys akumuliatoriai metinis degraduoja apie 15–20 % dėl kasdienio įkrovimo-iškrovimo ciklų. Pramonės duomenys rodo:

Aplinkos veiksniai pagreitina nusidėvėjimą – drėgmė sumažina NiMH efektyvumą 12–18 %, o ekstremali karštis aukščiau 35 °C gali visam laikui pažeisti Li-jonų elementus. Tinkami korpuso dizainai su vandeniui atspariais tarpikliais (IP65 arba aukštesnis reitingas) padeda sumažinti šiuos poveikius.

Dažniausi batelių tipai pintuose saulės žibintuose: NiMH ir Li-jonų

Dauguma iš šiaudų audžiamų saulės lempučių gamintojų šiuolaikiniais laikais naudoja du pagrindinius baterijų tipus: nikelio-metalų hibridines (NiMH) ir litio jonines (Li-ion). NiMH baterijos paprastai kainuoja mažiau – apie 2–4 JAV dolerius vienetui, tačiau savarankiškai jos greitai praranda įkrovą – apie 15–20 procentų per mėnesį. Priešingai, Li-ion baterijos telpa apie 30 procentų daugiau energijos į tą patį tūrį ir atlaiko daugiau įkrovimo ciklų, nors jų kaina yra žymiai aukštesnė – apie tris kartus brangesnė už NiMH, t. y. apie 6–12 JAV dolerių už vienetą. Tačiau pastaruoju metu įvyko kažkas įdomaus su LiFePO4 baterijomis, kurios iš esmės yra hibridinis sprendimas, derinantis NiMH saugos savybes su daugeliu Li-ion privalumų. Bandymai parodė, kad šios naujosios baterijos gali išlaikyti apie 85 procentus pradinės talpos net po 2000 įkrovimo ciklų. Dėl to rinkoje matomas pastebimas trendas, kai apie 22 procentai aukščiausios kokybės saulės apšvietimo produktų dabar naudoja Li-ion technologiją vietoj senesnių variantų.

Išimamais baterijomis pratęsiant iš lentinių saulės žibintų eksploatacijos trukmę

Požymiai, kad saulės žibintų baterijos reikia pakeisti

Kai šviesa pradeda blėsti per dieną arba nesilaiko visą naktį nuosekliai, tai paprastai yra vienas pirmųjų požymių, kad su baterijomis kažkas ne taip. Pagal paskutiniais metais paskelbtus tyrimus, kuriuos atliko žmonės, stebintys atsinaujinančios energijos tendencijas, dauguma saulės žibintų, kasdien naudojamų, per 18–24 mėnesius praranda apie pusę savo veikimo laiko. Kodėl? Paprasta matematika – laikui bėgant baterijos tiesiog negali išlaikyti tiek pat įkrovos. Yra ir kitų aiškių požymių. Kartais jie tiesiog neįsikrauna net jei visą dieną būna ryškioje saulėje. Arba dar blogiau – šviesa gali mirksėti, skleisdama tik dalinį ryškumą, ko niekas nenori, kai bandai skaityti prieš miegą.

Priežiūros praktikos, siekiant maksimaliai pailginti baterijų tarnavimo laiką

• Saugokite žibintus patalpose esant temperatūrai žemiau užšalimo taško, kad nebūtų pažeistos litio jonų/NiMH baterijos
• Valykite saulės baterijas kartą per savaitę, kad išlaikytumėte optimalų įkrovimo efektyvumą
• Venkite giliai išsikrauti naudodami žibintus kelioms valandoms kas vakarą (rekomenduojama 2024 metų saulės apšvietimo priežiūros ataskaitoje)

Dauguma saulės žibintų gedimų yra dėl baterijos nusidėvėjimo, o ne dėl LED ar baterijų

Kol kas LED lempos paprastai tarnauja daugiau nei 50 000 valandų, o saulės baterijos praranda % galios kasmet, baterijos lieka silpniausia grandis. Nepriklausomų laboratorijų tyrimai parodė, kad 83 % atmetamų saulės žibintų vis dar turi veikiančias LED ir saulės baterijas – tai 740 tūkst. JAV dolerių elektroninės atliekos problema, susijusi su nekeičiamomis energijos sistemomis.

Atvejo studija: baterijos keitimas pratęsia iš plūtinio audinio pagamintų saulės žibintų tarnavimo laiką 2–3 metais

Miesto parko programa Mičigane pakeitė baterijas 1 200 plūtinio audinio saulės žibintų vietoj naujų vienetų įsigijimo. Trečiais metais 92 % liko veikiantys ir jų veikimo trukmė kas vakarą atitiko pradines technines charakteristikas. Ši 18 500 JAV dolerių investicija į baterijas sutaupė 69 200 JAV dolerių palyginti su visišku keitimu – tai įrodo, kad keičiamos sistemos sumažina išlaidas ir atitinka apskritiminės ekonomikos principus.

Keičiamų baterijų sistemų sąnaudų taupymas ir ekonominė nauda

Baterijų keitimas palyginus su naujų saulės žibintų įsigijimu: išlaidų palyginimas

Pagal 2024 metų Atsinaujinančios energijos instituto tyrimą, baterijų keitimas saulės žibintuose kainuoja 60–80 % mažiau nei visiškai naujų vienetų įsigijimas. Standartinis saulės žibintas su avietiniu korpusu kainuoja 45–65 JAV dolerius, o keičiamos NiMH baterijos vidutiniškai kainuoja 8–12 JAV dolerių. Per 5 metų laikotarpį:

Šis 63 % išlaidų sumažėjimas daro baterijas keičiamus modelius ekonomiškai patrauklius namų ūkiams ir verslams, prižiūrintiems kelis lauko saulės apšvietimo įrenginius.

Ilgalaikė vartotojų ir savivaldybių sutaupymai

Savivaldybės, naudojančios saulės žibintus viešajam apšvietimui, pasirenkant keičiamų baterijų sistemas sutaupo 18–25 JAV dolerius vienam vienetui kasmet. 2023 metų Kenijos kaimo vietovių atvejo tyrimas parodė, kad bendruomenės per 3 metus dėl standartizuotų baterijų keitimo vietoj visiškų žibintų keitimo sumažino apšvietimo išlaidas 72 %.

Auganti tendencija taisyti saulės apšvietimą atsijungusiose ir kaimo bendruomenėse

Pasaulinė atsijungusios apšvietos asociacija praneša apie 140 % paklausos šuolį modulinėms saulės žvakutėms nuo 2021 m., ką skatina:

• 90 % žemesni priežiūros kaštai lyginant su hermetiškai uždarytomis sistemomis
• Ilgiau nei 7 metų produkto tarnavimo laikas esant tinkamai priežiūrai
• Vietiniai remonto verslai, kurie sukuria mikroverslus baterijų keitimui

Šis poslinkis atitinka JT Tvaraus vystymosi tikslą Nr. 7, nes dabar 58 % atsijungusių namų ūkių teikia pirmenybę taisomiems saulės prietaisams, o ne vienkartiniams sprendimams.

Aplinkosauga: mažinamas elektroninis šiukšlių kiekis naudojant keičiamas baterijas

Baterijų keitimas vietoj visiško saulės žibintų išmetimo: poveikis aplinkai

Išmetus visą saulės žibintą, jis sukuria gana daug elektroninės šiukšlės – apie 0,8 kg vertės, tuo tarpu pakeitus tik bateriją, tai sumažėja iki maždaug 0,05 kg. Pagal naujausius Globalinio elektroninių atliekų sekimo (2023) duomenis, dauguma saulės lempučių, patekiančių į besivystančių šalių sąvartynus, iš tiesų vis dar veikia tinkamai, išskyrus jų baterijas. Tai reiškia, kad beveik trys ketvirtadaliai šių prietaisų turi tinkamas saulės baterijas ir LED'us, kas logiška, nes paprastai pirma sugenda baterija. Kai žmonės perjungia į žibintus su keičiamomis baterijomis, jie neleidžia visoms šioms vertingoms medžiagoms patekti į sąvartynus. Kalbame apie aliuminio rėmus, kietintus stiklo dangčius ir varinius laidus – medžiagas, kurių išgavimui ir perdirbimui reikia nuo trijų iki penkių kartų daugiau energijos, lyginant su energija, reikalinga įprastoms baterijoms gaminti.

Kaip modulinis dizainas mažina elektronines atliekas ir remia apytakos ekonomikos modelius

Moduliniai iškarčio saulės žibintai padidina medžiagų atkūrimo rodiklius iki 92%prieš 35%hermetiškoms vienetams, atsižvelgiant į apytakos ekonomikos gaires, pateiktas Eleno MacArthur fondo. Ši dizaino filosofija leidžia:

Gamintojai, kurie taiko šį požiūrį, praneša apie 40 % mažesnį anglies pėdsaką, atnaujindami korpusus ir perprogramuodami veikiančius komponentus per grąžinimo programas.

Diskusijos: ar hermetiški saulės žibintai prisideda prie nereikalingų elektroninių atliekų?

Daug žmonių pastebi, kad apie dvi trečdalis visų 2024 m. parduotuvėse pasirodančių saulės lempučių turi hermetiškai užsandarintas baterijas tik tam, kad atitiktų IP67 sandarumo standartus, nors jau egzistuoja naujesnės technologijos, leidžiančios vartotojams keisti elementus patiems. Pasak Pasaulio sveikatos organizacijos (WHO) projektų švietimo iniciatyvos tyrimų, nuošaliuose regionuose žmonės išmeta visas lempučių po 18–24 mėnesių, kai baterijos išsikrauna, kas subsaharinėje Afrikoje sukuria apie 11 tūkstančių tonų nereikalingo elektroninio šiuko kasmet. Įmonės, gyniančios savo konstrukcijas, kalba apie reikalavimą turėti ilgaamžius produktus, tačiau nepriklausomi testai iš tiesų parodė, kad saulės lemputės su keičiamomis baterijomis taip pat gerai atlaiko lietų ir dulkes, išlaikydamos apsaugą po daugiau nei tūkstančio įkrovimo ciklų.

Patogios naudoti ir tvarios iš ūlio pagamintos saulės lempučių kūrimas su keičiamomis baterijomis

Estetinio dizaino ir funkcinės aptarnaujamosios savybės derinimas ūlio lempučių kūrime

Šiandieninės iš plušos pagamintos saulės lempelės sugeba derinti patrauklų dizainą su patikima konstrukcija dėka sumanių sprendimų, slepiančių baterijas viduje ir leidžiančių jas atidaryti be įrankių. Paslaptis? Lanksti plušos ar bambuko pynė, kuri paslepia baterijų skyrius, bet vis tiek apsaugo nuo lietaus. Pagal praėjusiais metais atliktą apklausą, apie keturi iš penkių žmonių, naudojančių lauko apšvietimą, nori kažko, kas atrodo gražiai, bet kartu nekeltų vargo keičiant baterijas. Todėl daugelis modelių dabar turi magnetus, laikančius dangtelius uždarytus, bei naudoja standartines AA ar AAA baterijas, kurios visiems yra paprastai po ranka. Tokios protingos dizaino pasirinktys neleidžia visam daiktui atrodyti per dideliam ir stambiakrūtiniam, kaip kiti rinkoje esantys saulės apšvietimo prietaisai, kuriuose funkcionalumas akivaizdžiai dominuoja prieš estetiką.

Ištvermė ir priežiūros paprastumas lempelėse su vartotojo keičiamomis detalėmis

Aukštos kokybės iš pluošto padaryti žibintai, sukurti baterijų keitimui, naudojant korozijai atsparius kontaktus, silikonu hermetizuotus sąjungas ir nuo UV spindulių stabilizuotas korpuso medžiagas. Šios dalys atlaiko temperatūros svyravimus (-20 °C iki +50 °C) ir drėgmę iki 95 % santykinės drėgmės, nesumažindamos baterijos našumo. Priežiūra daugumai modelių supaprastinta iki trijų žingsnių:

1. Nuimkite drėgmei atsparią dangtelį (jokių įrankių nereikia)
2. Pakeiskite išnaudotas NiMH/Li-jonines baterijas
3. Iš naujo paleiskite įkrovimo valdiklį per integruotą mygtuką

Šis supaprastintas procesas pailgina produkto naudojimo trukmę – gamintojai praneša apie 92 % sumažėjimą išmetamų žibintų, kai baterijas gali keisti vartotojas.

Vartotojui orientuoti dizaino principai, kurie skatina ilgesnį produkto gyvavimo ciklą

Vedantys saulės energijos žibintų gamintojai dabar diegia standartizuotas baterijų talpyklas, suderinamas su trečiųjų šalių baterijomis, pašalindami specialiąsias baterijų kasetes, kurios verčia pernelyg ankstyvą produktų išmetimą. Dabar daugiau nei 60 % garantinių pretenzijų susiję su baterijų problemomis, o ne konstrukcinių gedimų, kas skatina perėjimą prie:

• Universalūs įkrovimo prievadai (USB-C/Micro-USB)
• Aiškūs baterijos būklės indikatoriai (LED įkrovos matuokliai)
• QR kodai, vedantys į pakeitimo instrukcijas

Šios funkcijos leidžia vartotojams naudoti žibintus 5–7 metų, o ne vidutiniškai 2–3 metus, kaip užsandarintiems modeliams, palaikant apskritiminės ekonomikos principus, nes medžiagos ilgiau lieka aktyvioje naudojimo cikle.

DUK

K: Kokie pagrindiniai atkraunamų baterijų tipai naudojami saulės žibintuose?

A: Pagrindiniai tipai yra nikelio-metalhidrido (NiMH) ir litio jonų (Li-ion), pastaruoju metu didėja susidomėjimas LiFePO4 dėl jų hibridinių pranašumų.

K: Kaip sužinoti, ar mano saulės žibinto baterija reikalauja keitimo?

A: Jei šviesa greitai blėsta, neįstengia degti visą naktį ar mirksi, greičiausiai jau laikas keisti bateriją.

K: Kokios yra išlaidų taupymo galimybės keičiant baterijas vietoj naujų žibintų pirkimo?

A: Keičiant baterijas, galima sutaupyti 60–80 % išlaidų, todėl saulės žibintų priežiūra tampa ekonomiškai naudingesnė.

K: Kaip keičiamos baterijos prisideda prie aplinkosaugos tvarumo?

A: Jos sumažina elektroninį šiukšlių kiekį ir atitinka apskritiminės ekonomikos principus, neleisdamos vertingoms medžiagoms patekti į sąvartynus.