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Bateria LiFePO4 - A bateria principal para iluminação solar

Hora: 2021-11-03 Exitos : 25

Bateria LiFePO4 - A bateria principal para iluminação solar

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Com cada vez mais grandes economias do mundo avançando ambiciosamente em direção às metas globais de neutralidade de carbono em meados do século, estamos vendo tendências ascendentes nas demandas de iluminação solar de rua e holofotes como uma solução acessível para iluminar propriedades privadas, ruas e espaços públicos com luzes LED eficientes. 


As baterias recarregáveis ​​são um dos componentes mais importantes para a confiabilidade da iluminação solar. Todos sabemos que o posicionamento do painel solar para obter exposição total ao sol é importante para a eficiência do sistema solar. Isso é importante, mas sua eficiência também depende da qualidade das baterias do sistema solar. O tipo e a condição das baterias determinam por quanto tempo os painéis solares do mesmo tamanho precisam de exposição ao sol. Algumas baterias podem precisar de apenas quatro horas de sol e oferecerão luz a noite inteira. Outros podem precisar de um dia inteiro de luz solar. 


Neste artigo, veremos os tipos de baterias recarregáveis ​​para iluminação solar. Quais são eles e os prós e contras dessas baterias para ajudá-lo a entender a vantagem e a desvantagem dessas baterias. 


Ni-Cd, Ni-MH e Lithium-ion são os três principais tipos de baterias recarregáveis ​​usadas atualmente. 


Ni-Cd, níquel-cádmio. É composto de níquel e cádmio, separador e alcalino. Esta foi a bateria recarregável mais popular para dispositivos portáteis na década de 1990, mas está sendo eliminada porque contém cádmio de metal pesado que causa danos ao meio ambiente. Não vamos desenvolvê-lo neste artigo. 


A bateria Ni-MH é muito semelhante à bateria de níquel cádmio, mas consiste em hidróxido de níquel como eletrodos positivos, ligas absorventes de hidrogênio (links) como eletrodos negativos e eletrólito alcalino de hidróxido de potássio. A tensão da célula da bateria Ni-MH é de 1.2 V e a tensão de carregamento é de cerca de 1.6 V por célula. Com essa baixa tensão por célula, os fabricantes precisam combinar várias células para construir baterias para aumentar sua tensão, tornando-as não compactas o suficiente em tamanho e não econômicas. A desvantagem da bateria Ni-MH é sua alta taxa de autodescarga. Se você deixar uma bateria de Ni-MH totalmente carregada por alguns meses, ela perderá a maior parte de sua carga. Uma bateria Ni-MH típica pode perder de 4 a 20% de sua carga apenas no primeiro dia e depois a taxa de autodescarga cai para cerca de 1% por dia, dependendo da temperatura ambiente.

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Bateria de lítio para luzes de rua solares estão se tornando cada vez mais a solução principal. Todos sabemos que as baterias de lítio ainda são muito caras considerando outros tipos, mas é justo dizer que elas se tornaram muito mais acessíveis para a integração da luz solar nas ruas. Nos últimos 6 anos o custo da bateria de lítio caiu quase 80%. Existem diferentes tipos de baterias de lítio que podem ser usadas para sistemas de iluminação pública solar. Nossa experiência mostrou que definitivamente a melhor solução para iluminação solar é a bateria LiFePO4.


Atualmente, o íon de lítio (íon de lítio) é o tipo de bateria recarregável mais comum para muitos produtos portáteis e baseados em energia solar. O antigo estilo de baterias de lítio usava metal de lítio, mas devido à instabilidade e problemas de segurança, hoje em dia os íons de lítio foram usados. As baterias de íons de lítio têm maiores vantagens de alta densidade de energia e baixa manutenção em comparação com Ni-Cd e Ni-MH, o que as torna a melhor solução para produtos de iluminação solar e outros dispositivos eletrônicos ou veículos.


Os tipos mais comuns de baterias de íon-lítio são Li-cobalto, Li-manganês, Li-fosfato e NMC (óxido de lítio-níquel-manganês-cobalto). Cada uma dessas baterias de íons de lítio usa materiais catódicos diferentes, então cada uma delas tem diferentes prós e contras. As baterias de li-cobalto são usadas popularmente em eletrônicos de consumo, enquanto as baterias de li-fosfato são usadas em veículos elétricos, iluminação portátil e iluminação solar.


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                Estrutura da bateria de iões de lítio. Fonte - http://electronicdesign.com


Baterias de fosfato de ferro e lítio

As baterias de fosfato de ferro e lítio são mais seguras do que as baterias de Li-cobalto e Li-manganês, e têm vida útil mais longa e podem conduzir correntes mais altas. No entanto, a desvantagem das baterias LiFePO4 é ter uma das capacidades mais baixas de todos os tipos de baterias de íon-lítio. Embora seja menor em comparação com outros tipos de baterias de íons de lítio, é uma ótima opção para luzes solares de rua ou holofotes que não exigem grande quantidade de eletricidade para alimentar o sistema.


Vantagens da bateria de íon de lítio

  • As baterias de íon-lítio têm alta densidade de energia, maior que Ni-MH, duas vezes mais alta que Ni-Cd e mais de três vezes maior que as baterias de chumbo-ácido.

  • As baterias de íon de lítio têm baixa taxa de autodescarga

  • As baterias de íon de lítio não desenvolvem um efeito de memória;

  • As baterias de iões de lítio são praticamente isentas de manutenção, o que é especialmente útil para iluminação solar;

  • As baterias de iões de lítio são seguras para o ambiente sem conter quaisquer substâncias tóxicas;

  • Devido à alta densidade de energia, as baterias de íons de lítio são leves e de tamanho pequeno.

  • As baterias de íon de lítio permitem um carregamento rápido até a capacidade total;

  • Segurança – as baterias de li-fosfato têm uma estabilidade térmica e química muito boa.

Desvantagens da bateria de íon de lítio

  • As baterias de íons de lítio têm altos custos de fabricação, resultando em altos preços de venda.

  • As baterias de íon-lítio requerem circuitos de proteção para limitar a tensão e as correntes e garantir maior segurança;

  • Algumas baterias de íons de lítio, como o li-fosfato, fornecem baixas taxas de descarga;


Tabela de comparação de energia específica da bateria recarregável

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Tabela de tensão nominal da bateria recarregável

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Capacidade média da bateria recarregável para gráfico de luzes solares

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Tabela de comparação de taxa média de autodescarga da bateria recarregável por mês

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Tabela de comparação de ciclo de vida aproximado da bateria recarregável

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Expectativa teórica de vida útil da bateria recarregável no gráfico de iluminação solar

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Tabela de comparação da faixa de temperatura da bateria recarregável

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Preço médio para luzes solares usando determinado tipo de bateria

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