Aurinkoenergialla toimivista katuvaloista on tullut olennainen osa modernia kaupunki-infrastruktuuria, ja ne tarjoavat ympäristöystävällisen ja kustannustehokkaan valaistusratkaisun. Nämä valot ovat riippuvaisia erityyppisistä akuista, jotka varastoivat aurinkopaneelien päivän aikana keräämän energian.
1. Aurinkokäyttöisissä katuvaloissa käytetään yleisesti litiumrautafosfaattiparistoja:
Mikä on litiumrautafosfaattiakku?
Litiumrautafosfaattiakku on litiumioniakkutyyppi, jossa katodimateriaalina käytetään litiumrautafosfaattia (LiFePO4) ja anodimateriaalina hiiltä. Yhden kennon nimellisjännite on 3,2 V ja latauksen katkaisujännite on 3,6 V - 3,65 V. Latauksen aikana litiumionit irtoavat litiumrautafosfaatista ja kulkeutuvat elektrolyytin läpi anodille, uppoutuen hiilimateriaaliin. Samanaikaisesti katodista vapautuu elektroneja, jotka kulkevat ulkoisen piirin kautta anodille ylläpitääkseen kemiallisen reaktion tasapainoa. Purkauksen aikana litiumionit siirtyvät anodilta katodille elektrolyytin läpi, kun taas elektronit siirtyvät anodilta katodille ulkoisen piirin kautta, tuottaen energiaa ulkomaailmaan.
Litiumrautafosfaattiakussa yhdistyvät monet edut: korkea energiatiheys, kompakti koko, nopea lataus, kestävyys ja hyvä vakaus. Se on kuitenkin myös kallein kaikista akuista. Se tukee tyypillisesti 1500–2000 syvälatausta ja voi kestää normaalikäytössä 8–10 vuotta. Se toimii laajalla lämpötila-alueella -40 °C - 70 °C.
2. Aurinkoenergialla toimivissa katuvaloissa yleisesti käytetyt kolloidiparistot:
Mikä on kolloidinen akku?
Kolloidiakku on lyijyakkutyyppi, jossa rikkihappoon lisätään hyytelöimisainetta, joka muuttaa elektrolyytin geelimäiseen tilaan. Näitä akkuja, joissa on hyytelöity elektrolyytti, kutsutaan kolloidiakuiksi. Toisin kuin perinteiset lyijyakut, kolloidiakut parantavat elektrolyyttipohjan sähkökemiallisia ominaisuuksia.
Kolloidiakut ovat huoltovapaita, mikä ratkaisee lyijyakkuihin liittyvät usein esiintyvät huolto-ongelmat. Niiden sisäinen rakenne korvaa nestemäisen rikkihappoelektrolyytin geelimäisellä versiolla, mikä parantaa merkittävästi energian varastointia, purkauskapasiteettia, turvallisuutta ja käyttöikää, ja joskus ne jopa päihittävät kolmikomponenttiset litiumioniakut hinnaltaan. Kolloidiakut voivat toimia -40 °C - 65 °C:n lämpötilassa, joten ne soveltuvat käytettäväksi kylmemmällä alueella. Ne ovat myös iskunkestäviä ja niitä voidaan käyttää turvallisesti erilaisissa ankarissa olosuhteissa. Niiden käyttöikä on kaksinkertainen tai pidempi kuin tavallisilla lyijyakuilla.
3. Aurinkokäyttöisissä katuvaloissa yleisesti käytetyt NMC-litiumioniakut:
NMC-litiumioniakuilla on lukuisia etuja: korkea ominaisenergia, kompakti koko ja nopea lataus. Ne kestävät tyypillisesti 500–800 syvälatausta, ja niiden käyttöikä on samanlainen kuin kolloidiakkujen. Niiden käyttölämpötila-alue on -15 °C - 45 °C. NMC-litiumioniakuilla on kuitenkin myös haittoja, kuten heikompi sisäinen stabiilius. Jos akut ovat epäpätevien valmistajien valmistamia, ne voivat räjähtää ylilatauksen aikana tai korkeammissa lämpötiloissa.
4. Aurinkokäyttöisissä katuvaloissa yleisesti käytetyt lyijyakut:
Lyijyakuissa on lyijystä ja lyijyoksidista koostuvat elektrodit ja rikkihappoliuoksesta valmistettu elektrolyytti. Lyijyakkujen tärkeimmät edut ovat niiden suhteellisen vakaa jännite ja alhaiset kustannukset. Niillä on kuitenkin alhaisempi ominaisenergia, mikä johtaa suurempaan tilavuuteen verrattuna muihin akkuihin. Niiden käyttöikä on suhteellisen lyhyt, yleensä 300–500 syvälatausta, ja ne vaativat usein huoltoa. Näistä haitoista huolimatta lyijyakkuja käytetään edelleen laajalti aurinkoenergialla toimivissa katuvalaisimissa niiden kustannusetujen ansiosta.
Aurinkokäyttöisten katuvalojen akun valinta riippuu tekijöistä, kuten energiatehokkuudesta, käyttöiästä, huoltotarpeista ja kustannuksista. Jokaisella akkutyypillä on omat ainutlaatuiset etunsa, jotka vastaavat erilaisiin vaatimuksiin ja olosuhteisiin varmistaen, että aurinkokäyttöiset katuvalojen käyttö on luotettava ja kestävä valaistusratkaisu.
Julkaisun aika: 05.07.2024
