کدام چهار نوع باتری معمولاً در چراغ‌های خیابانی خورشیدی استفاده می‌شوند؟

چراغ‌های خیابانی خورشیدی به بخش اساسی زیرساخت‌های شهری مدرن تبدیل شده‌اند و یک راه‌حل روشنایی سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه ارائه می‌دهند. این چراغ‌ها برای ذخیره انرژی جذب شده توسط پنل‌های خورشیدی در طول روز به انواع مختلف باتری وابسته هستند.

۱. چراغ‌های خیابانی خورشیدی معمولاً از باتری‌های لیتیوم آهن فسفات استفاده می‌کنند:

باتری لیتیوم آهن فسفات چیست؟
باتری لیتیوم آهن فسفات نوعی باتری لیتیوم-یون است که از فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به عنوان ماده کاتد و کربن به عنوان ماده آند استفاده می‌کند. ولتاژ اسمی یک سلول واحد 3.2 ولت است و ولتاژ قطع شارژ بین 3.6 ولت و 3.65 ولت است. در حین شارژ، یون‌های لیتیوم از فسفات آهن لیتیوم جدا شده و از طریق الکترولیت به آند می‌روند و خود را در ماده کربنی جای می‌دهند. همزمان، الکترون‌ها از کاتد آزاد می‌شوند و از طریق مدار خارجی به آند می‌روند تا تعادل واکنش شیمیایی حفظ شود. در حین دشارژ، یون‌های لیتیوم از طریق الکترولیت از آند به کاتد حرکت می‌کنند، در حالی که الکترون‌ها از طریق مدار خارجی از آند به کاتد حرکت می‌کنند و انرژی را به دنیای خارج ارائه می‌دهند.
باتری لیتیوم آهن فسفات مزایای زیادی دارد: چگالی انرژی بالا، اندازه جمع و جور، شارژ سریع، دوام و پایداری خوب. با این حال، این باتری گران‌ترین باتری در بین تمام باتری‌ها نیز هست. این باتری معمولاً از ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ چرخه شارژ عمیق پشتیبانی می‌کند و می‌تواند ۸ تا ۱۰ سال در شرایط استفاده عادی دوام بیاورد. این باتری در محدوده دمایی وسیعی از ۴۰- درجه سانتیگراد تا ۷۰ درجه سانتیگراد کار می‌کند.

۲. باتری‌های کلوئیدی که معمولاً در چراغ‌های خیابانی خورشیدی استفاده می‌شوند:
باتری کلوئیدی چیست؟
باتری کلوئیدی نوعی باتری سرب-اسیدی است که در آن یک عامل ژل‌کننده به اسید سولفوریک اضافه می‌شود و الکترولیت را به حالت ژل مانند تبدیل می‌کند. این باتری‌ها، با الکترولیت ژله‌ای خود، باتری‌های کلوئیدی نامیده می‌شوند. برخلاف باتری‌های سرب-اسیدی معمولی، باتری‌های کلوئیدی خواص الکتروشیمیایی ساختار پایه الکترولیت را بهبود می‌بخشند.
باتری‌های کلوئیدی نیازی به تعمیر و نگهداری ندارند و بر مشکلات مکرر تعمیر و نگهداری مرتبط با باتری‌های سرب-اسیدی غلبه می‌کنند. ساختار داخلی آنها الکترولیت اسید سولفوریک مایع را با یک نوع ژل جایگزین می‌کند که به طور قابل توجهی ذخیره انرژی، ظرفیت تخلیه، عملکرد ایمنی و طول عمر را افزایش می‌دهد و گاهی اوقات حتی از نظر قیمت از باتری‌های لیتیوم-یون سه‌تایی نیز بهتر عمل می‌کند. باتری‌های کلوئیدی می‌توانند در محدوده دمایی -40 درجه سانتیگراد تا 65 درجه سانتیگراد کار کنند و آنها را برای استفاده در مناطق سردسیر مناسب می‌کند. آنها همچنین در برابر ضربه مقاوم هستند و می‌توانند با خیال راحت در شرایط سخت مختلف استفاده شوند. عمر مفید آنها در مقایسه با باتری‌های سرب-اسیدی معمولی دو برابر یا بیشتر است.

۳. باتری‌های لیتیوم-یونی NMC که معمولاً در چراغ‌های خیابانی خورشیدی استفاده می‌شوند:

باتری‌های لیتیوم-یون NMC مزایای بی‌شماری دارند: انرژی ویژه بالا، اندازه جمع‌وجور و شارژ سریع. آن‌ها معمولاً از ۵۰۰ تا ۸۰۰ چرخه شارژ عمیق پشتیبانی می‌کنند و طول عمری مشابه باتری‌های کلوئیدی دارند. محدوده دمای عملیاتی آن‌ها از ۱۵- درجه سانتیگراد تا ۴۵ درجه سانتیگراد است. با این حال، باتری‌های لیتیوم-یون NMC دارای معایبی نیز هستند، از جمله پایداری داخلی کمتر. اگر توسط تولیدکنندگان غیرمجاز تولید شوند، خطر انفجار در هنگام شارژ بیش از حد یا در محیط‌های با دمای بالاتر وجود دارد.

۴. باتری‌های سرب-اسیدی که معمولاً در چراغ‌های خیابانی خورشیدی استفاده می‌شوند:

باتری‌های سرب-اسید دارای الکترودهایی متشکل از سرب و اکسید سرب هستند و الکترولیت آنها از محلول اسید سولفوریک ساخته شده است. مزایای کلیدی باتری‌های سرب-اسید، ولتاژ نسبتاً پایدار و هزینه کم آنهاست. با این حال، آنها انرژی ویژه کمتری دارند که در نتیجه حجم بیشتری در مقایسه با سایر باتری‌ها دارند. طول عمر آنها نسبتاً کوتاه است و عموماً از 300 تا 500 بار شارژ عمیق پشتیبانی می‌کنند و نیاز به نگهداری مکرر دارند. با وجود این معایب، باتری‌های سرب-اسید به دلیل مزیت هزینه، همچنان به طور گسترده در صنعت چراغ‌های خیابانی خورشیدی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

انتخاب باتری برای چراغ‌های خیابانی خورشیدی به عواملی مانند راندمان انرژی، طول عمر، نیازهای نگهداری و هزینه بستگی دارد. هر نوع باتری مزایای منحصر به فرد خود را دارد که نیازها و شرایط مختلف را برآورده می‌کند و تضمین می‌کند که چراغ‌های خیابانی خورشیدی یک راه حل روشنایی قابل اعتماد و پایدار باقی بمانند.