Автономное освещение

Приветствуем вас на нашем сайте. В этой статье мы решили поделиться своими идеями по организации автономного освещения на заданной площади или территории. Для реализации этой задачи, в современном мире электротехники, последовательно произошли несколько удачных изобретений. А именно: появление светодиодных ламп, надёжных и относительно недорогих солнечных батарей и разнообразие типов аккумуляторов. Вы скажете, что всем этим названиям уже не один десяток лет. И это правда. Особенность настоящего момента в том, что КПД и стоимость эти приборов существенно отличаются от того, что было не так давно. Именно по этой причине мы стали чаще наблюдать на опорах освещения присутствие солнечные батареи.

И так, давайте посмотрим на компоненты осветительной системы. В ней есть: источник энергии, накопитель и осветительный прибор. Каждый из этих элементов заслуживает внимания и подбора под конкретную задачу. Сейчас мы остановимся на накопителе энергии, или аккумуляторе. Он является частью любой гелиосистемы, работающей на генерацию электричества. Главное его предназначение – согласовать источник энергии, который целиком зависит от инсоляции, и нагрузку, а ей управляете вы. Например, Солнце светит днём, а электричество нам требуется ночью.

За простым названием «аккумулятор» стоит ряд определённых требований. В первую очередь это емкость. Она должна быть достаточной, для обеспечения потребителя энергией на весь период отсутствия инсоляции. А далее нужно применять критерии к каждому типу аккумуляторов:

• скорость заряда. Этот фактор определяет способность собрать всю энергию от фотоэлемента, особенно при максимальной инсоляции. И при этом не разрушаться от максимальных токов заряда.
• количество циклов заряд/разряд. Для задачи освещения такой цикл равен одним суткам. Поэтому, аккумулятор, который прослужит год, исходя из этого критерия, не является хорошим выбором. Согласитесь, менять прибор каждый год, дорого и хлопотно.
• ток саморазряда. Он показывает, как надёжно аккумулятор может хранить энергию без нагрузки. Когда ток саморазряда соизмерим с током нагрузки, то КПД источника (солнечной батареи) резко снижается.
• способность сохранять работоспособность в условиях полного разряда. Этот критерий так же связан с устойчивостью аккумулятора в предельных режимах, и направлен на увеличения срока службы прибора.
• условия эксплуатации. Температура, влажность, механические воздействия, частота обслуживания. Выполнение заявленных условий эксплуатации от производителя пропорционально влияют на стоимость полученного кВт/ч электроэнергии.

Как вы заметили, подбор аккумулятора для системы освещения, перестал быть простой задачей. Поэтому здесь нужно либо разбираться самому, либо приглашать специалиста. И для тех, кто предпочитает вникать в суть и принимать решение, требуется всесторонне осознанное задачи. И с этой целью мы продолжим разговор о литий-феррум-фосфатных аккумуляторах.

Литий-ферум-фосфатные аккумуляторы (LiFePO4) собираются из элементов, рабочее напряжение которых находится в пределах 3,0В-3,2В. Необходимое напряжение и ток потребления достигается последовательным, параллельным, или комбинированным соединением этих элементов. Указанное напряжение на элементе и на аккумуляторной сборке стабильно, и не требует дополнительной регулировки.

Скорость заряда аккумулятора LiFePO4 высокая. Это связано с разрешённым током заряда. Когда ток заряда составляет коэффициент 2 от ёмкости аккумулятора, тогда 100% заряда произойдёт за 30мин. При этом, 80% заряда аккумулятор набирает за 15мин. И такой режим тут является неразрушающим.

Срок службы аккумулятора LiFePO4 от 2000 до 4000 циклов заряд/разряда в зависимости от глубины разряда. При глубоком разряде возможно до 2000 циклов заряд/разряд, а в буферном и малоразрядном режиме может быть до 7000 циклов. Т.о., срок эксплуатации литий-феррум-фосфатных аккумуляторов может составлять до 20 лет.

Литий-феррум-фосфатные аккумуляторы можно хранить в разряженном состоянии гораздо дольше, по сравнению с аккумуляторами GEL и AGM. При глубоких разрядах (до 100%) емкость LiFePO4 падает незначительно, около 20% за 2000-4000 циклов. Тогда как у свинцово-кислотных аккумуляторов емкость при глубоком разряде может упасть до 40% за 200-300 циклов – меньше чем за год.

Аккумуляторы LiFePO4 являются полностью необслуживаемыми и считаются самыми безопасными среди всех известных видов аккумуляторов.

Мы перечислили характеристики элемента LiFePO4. Как было сказано выше, для получения заданных напряжения и тока, их соединяют в сборку. Управление работой каждого элемента в сборке, в аккумуляторе выполняет контроллер. Именно контроллер следит за током заряда каждого элемента и балансирует каждую его ячейку. Он так же отслеживает глубину разряда каждого элемента, и отключает, при необходимости, аккумулятор от нагрузки. Тем самым защищает аккумулятор от перезаряда. Благодаря работе контроллера достигаются такие высокие показатели по сроку службы прибора.

Остаётся обсудить стоимость аккумулятора LiFePO4. Она значительно выше свинцово-кислотных аккумуляторов (примерно в 2 раза). При этом не самая высокая в мире аккумуляторов. На наш взгляд, именно благодаря появлению LiFePO4 аккумуляторов автономное освещение стало доступным. И сейчас возникает всё больше ситуаций, когда автономное освещение становится выгодней, чем традиционное, проводное.

Мы предлагаем вам поразмышлять на затронутую тему и при желании обсудить возникшие вопросы по аккумуляторам, солнечным батареям, диодным осветительным приборам.