Solarbatterie für Straßenbeleuchtung

Solarbatterie für Straßenbeleuchtung

In China und im Ausland sind Solarstraßenlaternen mittlerweile die bevorzugte Beleuchtungsart . Sie lassen sich überall in Städten und Dörfern installieren. Batterien gehören bekanntlich zu den wichtigsten Komponenten von Solarstraßenlaternen. Tatsächlich machen sie einen Großteil der auf dem Markt erhältlichen Solarstraßenlaternen aus . Es gibt vier Arten von Batterien: Blei-Säure-Batterien, Gel-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Doch welche Batterie ist die beste?

Schauen wir uns zunächst die Eigenschaften dieser Batterien an:

1. Blei-Säure-Batterien: Die Platten von Blei-Säure-Batterien bestehen aus Blei und Bleioxiden, der Elektrolyt ist eine wässrige Schwefelsäurelösung. Ihre Hauptvorteile sind die stabile Spannung und der niedrige Preis; der Nachteil ist die geringe spezifische Energie (d. h. die in jedem Kilogramm Batterie gespeicherte elektrische Energie), wodurch das Volumen relativ groß ist, die Lebensdauer mit etwa 300–500 Ladezyklen kurz ist und häufige Wartung erforderlich ist. Derzeit werden sie noch häufig in der Solarstraßenbeleuchtung eingesetzt.

2. Gelbatterie: Sie ist eine verbesserte, wartungsfreie Version der Blei-Säure-Batterie. Anstelle von Schwefelsäure-Elektrolyt verwendet sie einen kolloidalen Elektrolyten, der herkömmlichen Batterien hinsichtlich Sicherheit, Speicherkapazität, Entladeverhalten und Lebensdauer überlegen ist. Trotz dieser Verbesserungen ist sie sogar teurer als die ternäre Lithium-Batterie. Sie kann im Temperaturbereich von -40 °C bis -65 °C eingesetzt werden, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, und eignet sich daher für den Einsatz in nordischen Alpenregionen. Dank ihrer guten Erdbebensicherheit kann sie auch unter extremen Bedingungen sicher verwendet werden. Ihre Lebensdauer ist etwa doppelt so hoch wie die von herkömmlichen Blei-Säure-Batterien.

3. Ternäre Lithiumbatterie: hohe spezifische Energie, geringe Größe, schnelles Aufladen und hoher Preis. Die Anzahl der Ladezyklen liegt bei etwa 500–800, die Lebensdauer ist etwa doppelt so lang wie die einer Blei-Säure-Batterie, und der Temperaturbereich beträgt -15 °C bis 45 °C. Ein Nachteil ist jedoch die mangelnde Stabilität. Ternäre Lithiumbatterien nicht qualifizierter Hersteller können bei Überladung oder zu hoher Temperatur explodieren oder Feuer fangen.

4. Lithium-Eisenphosphat-Akku: hohe spezifische Energie, geringe Größe, schnelles Aufladen, lange Lebensdauer, gute Stabilität und natürlich der höchste Preis. Die Anzahl der Tiefentladezyklen liegt bei etwa 1500–2000, die Lebensdauer beträgt in der Regel 8–10 Jahre, die Stabilität ist hoch, der Betriebstemperaturbereich ist breit und der Akku kann von -40 °C bis 70 °C eingesetzt werden.

Die Bedeutung der Spezialbatterie für Solarstraßenlaternen ist unbestritten, und die Zweckmäßigkeit der Batteriekapazitätskonfiguration bestimmt direkt die Nutzungseffizienz der Solarstraßenlaternen.   

Lithiumbatterien sind mittlerweile die erste Wahl unserer Solarenergiehersteller; sie bieten viele Vorteile, die sich in Folgendem widerspiegeln:

1. Umweltschutz: Lithiumbatterien sind (nicht absolut) nicht umweltschädlich, während Blei-Säure-Batterien durch das Schwermetall Blei belastet sind.

2. Sicherheit: Leistungsstarke Lithiumbatterien (Lithiummanganat, Lithiumeisenphosphat) verwenden unterschiedliche Sicherheitsmaterialien. Die Bleiakkumulationstechnologie ist ausgereift und bietet ein höheres Sicherheitsniveau als Lithiumbatterien.

3. Die spezifische Energie, das Massenverhältnis und das Volumenverhältnis von Lithiumbatterien sind etwa 40 % höher als die von Blei-Säure-Batterien.

4. Preislich gesehen ist der Preis von Lithiumbatterien mit gleicher Kapazität mehr als doppelt so hoch wie der von Blei-Säure-Batterien.

5. Lebensdauer: Ein gängiger Lithium-Eisenphosphat-Akku kann 1500 Mal ohne Memory-Effekt geladen werden. Nach 1500 Ladezyklen beträgt die Speicherkapazität noch etwa 85 %, während Bleiakkus nur etwa 500 Ladezyklen erreichen und einen deutlichen Memory-Effekt aufweisen.

6. Selbstentladungsrate: Die monatliche Selbstentladung von Lithiumbatterien beträgt weniger als 3 %, während sie bei Blei-Säure-Batterien 15 bis 30 % beträgt – der Unterschied ist signifikant.

7. Entladecharakteristik: Vereinfacht gesagt, liefert eine Lithiumbatterie bei gleicher Kapazität und hoher Stromentladung etwa 30 % mehr Strom als eine Blei-Säure-Batterie.

8. Spannungskanäle, Lithiumbatterie-Spannungskanäle sind > 3V, Bleiakkumulatoren sind 12V.

Doch es gibt zwei Seiten der Medaille. Blei-Säure-Batterien sind relativ sicher und stabil, während die Sicherheit von Lithium-Batterien aufgrund der hohen Reaktivität des Lithiummetalls selbst nach wie vor ein Problem darstellt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Lithiumbatterien zwar relativ aktiv sind, aber in puncto Leistung und verschiedener anderer Aspekte Vorteile bieten. Aus Sicht der Wirtschaftlichkeit, Leistung und Lebensdauer werden sich daher fast alle Anwender und Systemintegratoren für Lithiumbatterien entscheiden.