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Alumbrado público térmico y solar: una guía útil

El rendimiento de las celdas de la batería se ve afectado en parte por su temperatura interna de funcionamiento. Cada celda de la batería ha sido puesta a prueba en condiciones severas y rigurosas. Aún así, se requiere una actuación adecuada para controlar los deterioros, especialmente aquellos que puedan dar lugar a incidencias. Puede tener un impacto significativo en el aspecto de seguridad si no se mantiene. La fuga térmica es un tipo de degradación que puede ocurrir debido a una temperatura anormal y puede ser dañina en casos extremos.

Una farola exterior alimentada por energía solar bajo el cielo azul

Descripción general: ¿Qué es una fuga térmica? ¿Qué lo causa?

La fuga térmica comienza cuando la temperatura dentro de la batería alcanza un nivel crítico y puede iniciar reacciones químicas no deseadas. En operación abusiva o alta temperatura, podría surgir un cortocircuito interno entre los electrodos y sufrir una reacción química con el electrolito encendido dentro de la celda. Reacciones químicas puede funcionar en un patrón de cadena continua— elevando aún más la temperatura, descomponiendo los componentes de la batería, empeorando los cortocircuitos internos y produciendo más calor. Al final, la temperatura excesiva puede eventualmente dañar la batería debido al sobrecalentamiento o, en el peor de los casos, causar eventos catastróficos como incendios y explosiones.

Escapes térmicos puede desencadenarse por varios factoresque incluyen:

  • Cortocircuito interno, que puede ser causado por daños inducidos, mantenimiento inadecuado o componentes envejecidos
  • La sobrecarga más allá del límite del fabricante puede iniciar una reacción electroquímica que genera más calor.
  • Carga rápida que resulta en una condición de sobrecorriente y aumento de la temperatura
  • La temperatura ambiente fuera del rango permitido (por encima o por debajo del límite) provocaría la degradación de las celdas de la batería y una reacción química

¿Ocurre una fuga térmica en una farola solar?

En una farola solar, el aspecto de la potencia necesitaría una consideración cuidadosa porque debe cumplir con los requisitos y, por supuesto, con un buen rendimiento y costo. Cada batería tiene sus beneficios y riesgos. Por lo tanto, debemos revisar las especificaciones antes de adoptarlas a nuestro sistema de alumbrado público.

La mayoría de las farolas solares del mercado usar batería de litio o plomo-ácido. La batería de plomo-ácido utiliza electrolitos y dos placas de electrodos para generar electricidad. El inconveniente de este diseño es que la vida útil se reduciría considerablemente debido a las placas de plomo degradadas si se descargan demasiado y el ciclo aumenta. Además, el electrolito debe controlarse y agregarse a intervalos regulares a medida que se evapora durante el uso. Aunque este tipo tiene el precio más bajo, es relativamente más grande y más pesado que el otro tipo para la misma capacidad que ofrece. Con todos sus inconvenientes, este tipo de batería empieza a quedar obsoleta, especialmente en aplicaciones de iluminación.

La batería de litio es mucho más preferida ya que ofrece una mayor densidad de energía y una mejor tolerancia a temperatura fluctuante que la batería de plomo-ácido, por lo que no es necesario un mantenimiento frecuente. Hay dos tipos de baterías de litio que se utilizan normalmente en los sistemas de alumbrado público solar: iones de litio (Li-Ion) y fosfato de hierro y litio (LiFePO4).

Como resultado negativo, la aplicación de una batería de iones de litio requeriría un circuito de protección adicional para regular el voltaje dentro de las celdas para evitar riesgos eléctricos. Tambien es más susceptible a las altas temperaturas, lo que también podría hacer que se deteriore más rápidamente. En el cortocircuito, una solución altamente inflamable en el interior puede arder cuando se expone al calor. Según esta composición química, es más probable que la batería de iones de litio experimente un desbordamiento térmico debido a su inestabilidad en los aspectos térmico y electroquímico.

Descarga de una batería de iones de litio
Descarga de una batería de iones de litio

Mientras tanto, el LiFePO4 La batería ha mejorado el voltaje y la estabilidad de la química térmica, lo que la hace menos propensa a experimentar fugas térmicas. Este tipo tiene más beneficios que las otras baterías de litio, incluida una mayor vida útil (de 9 a 12 años) y un rango de temperatura que se adapta mejor al uso al aire libre. En general, tiene una excelente eficiencia en la entrega de energía.

Para minimizar el riesgo de fuga térmica, ¿qué buscar al comprar una farola solar?

Se deben abordar varios factores para prolongar la vida útil de las farolas solares y minimizar el riesgo que puede surgir de la fuga térmica:

Temperatura ambiente y condiciones climáticas.

La batería es muy sensible a la temperatura y cada tipo tiene un rango de temperatura de funcionamiento que se debe mantener para evitar daños en el rendimiento de la batería. Además, las condiciones climáticas afectan directamente la cantidad de energía que se puede absorber durante el día, por lo que el panel solar requerido y la capacidad de la batería se pueden calcular con precisión en función de este hecho.

Calidad y especificaciones de la batería

Debemos asegurarnos de que la batería tenga un diseño robusto, una construcción de buena calidad, suficientes especificaciones técnicas y una excelente integración con otras partes centrales, como paneles solares y controladores. Por lo tanto, la batería tiene un papel importante en la determinación de la fiabilidad total. Es preferible obtener la batería de proveedores confiables con las certificaciones de la industria adecuadas para cumplir con el cumplimiento de la calidad.

Calidad del material y características avanzadas.

El material utilizado en el diseño debe poder soportar la mayoría de las condiciones climáticas. Los componentes externos e internos, como el accesorio, también deben utilizar materiales duraderos y de alta calidad. En caso de calor excesivo debido a la discrepancia entre la bombilla y la batería, las partes que se derriten generarían más calor y podrían provocar un incendio. Es por eso que un excelente sistema de ventilación en el alumbrado público solar es fundamental disipar el calor producido por la batería. Además, un circuito bien diseñado también es una ventaja, ya que garantiza una operación más segura y eficiente.

Como medida preventiva, la mayoría de las baterías de iones de litio suelen incluir un sistema complementario incorporado que se puede utilizar para mantener la regulación de voltaje adecuada. Un controlador o un sistema de administración de batería (BMS) monitorea las condiciones y la temperatura de la batería mientras también funciona como un mecanismo a prueba de fallas. Protege la batería de la sobrecarga y el estado de carga insuficiente mientras asegura que otros parámetros operativos estén dentro de los límites aceptables. Mientras tanto, el LiFePO4 la batería tiene una menor caída de tensión y depende menos de estos sistemas reguladores.

Mantenimiento de la batería

Las baterías de iones de litio requerirían un mantenimiento de rutina debido a las mayores tasas de degradación con el tiempo. La capacidad debe verificarse periódicamente, y si el tiempo de ejecución dentro de un ciclo cae por debajo del 80%, es posible que sea necesario reemplazar la batería. Se puede usar un controlador/BMS fuera de la red para monitorear parámetros críticos de forma remota. El LiFePO4 La batería, por otro lado, no requiere mucho mantenimiento. Sin embargo, se debe considerar el lugar de instalación, particularmente en términos de temperatura, lo que afecta significativamente su desempeño.

Hoy en día, el LiFePO4 La batería es una de las más avanzadas, proporcionando muchos beneficios con respecto a su seguridad, confiabilidad y eficiencia. También ofrece un rango de temperatura que se adapta mejor a las demandas modernas de las farolas solares para exteriores.

Últimas palabras

  • Una fuga térmica es una reacción en cadena dentro de una celda de batería que se acelera por un aumento de la temperatura, lo que lleva a un mayor aumento de la temperatura. Se activa por varios factores, como la temperatura ambiente, los cortocircuitos internos, la sobrecarga y la carga rápida.
  • Para una farola solar, debemos elegir una batería que tenga un menor riesgo de fuga térmica y cumpla con los requisitos de energía y las condiciones ambientales mientras tenga menos necesidades de mantenimiento. El LiFePO4 La batería podría ser una gran solución que ofrece importantes mejoras optimizadas para la mejor seguridad y rendimiento posibles.
  • Para maximizar la utilización de la batería, es esencial estar al tanto de cualquier anomalía o daño que pueda haber ocurrido, ya que afecta en gran medida el rendimiento. Por lo tanto, el deterioro puede abordarse rápidamente para evitar causar daños a otros elementos del sistema, así como a los humanos cercanos.

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