Solarstraßenlaternen sind zu einem wesentlichen Bestandteil der modernen städtischen Infrastruktur geworden und bieten eine umweltfreundliche und kostengünstige Beleuchtungslösung.Diese Leuchten sind auf verschiedene Arten von Batterien angewiesen, um die tagsüber von Sonnenkollektoren aufgenommene Energie zu speichern.
1. Solarstraßenlaternen verwenden üblicherweise Lithium-Eisenphosphat-Batterien:
Was ist eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie?
Eine Lithium-Eisenphosphat-Batterie ist eine Art Lithium-Ionen-Batterie, die Lithiumeisenphosphat (LiFePO4) als Kathodenmaterial und Kohlenstoff als Anodenmaterial verwendet.Die Nennspannung einer einzelnen Zelle beträgt 3,2 V und die Ladeabschaltspannung liegt zwischen 3,6 V und 3,65 V.Beim Laden lösen sich Lithiumionen vom Lithiumeisenphosphat und wandern durch den Elektrolyten zur Anode, wo sie sich im Kohlenstoffmaterial einbetten.Gleichzeitig werden Elektronen von der Kathode freigesetzt und wandern durch den externen Stromkreis zur Anode, um das Gleichgewicht der chemischen Reaktion aufrechtzuerhalten.Während der Entladung bewegen sich Lithiumionen durch den Elektrolyten von der Anode zur Kathode, während sich Elektronen durch den externen Stromkreis von der Anode zur Kathode bewegen und so die Außenwelt mit Energie versorgen.
Der Lithium-Eisenphosphat-Akku vereint viele Vorteile: hohe Energiedichte, kompakte Größe, schnelles Laden, Langlebigkeit und gute Stabilität.Allerdings ist sie auch die teuerste aller Batterien.Es unterstützt typischerweise 1500–2000 Deep-Cycle-Ladungen und kann bei normaler Nutzung 8–10 Jahre halten.Es arbeitet in einem weiten Temperaturbereich von -40 °C bis 70 °C.
2. Kolloidale Batterien, die häufig in Solarstraßenlaternen verwendet werden:
Was ist eine kolloidale Batterie?
Eine Kolloidbatterie ist eine Art Blei-Säure-Batterie, bei der der Schwefelsäure ein Geliermittel zugesetzt wird, das den Elektrolyten in einen gelartigen Zustand überführt.Diese Batterien mit ihrem gelierten Elektrolyten werden Kolloidbatterien genannt.Im Gegensatz zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien verbessern Kolloidbatterien die elektrochemischen Eigenschaften der Elektrolyt-Grundstruktur.
Kolloidale Batterien sind wartungsfrei und überwinden die häufigen Wartungsprobleme, die bei Blei-Säure-Batterien auftreten.Ihre innere Struktur ersetzt den flüssigen Schwefelsäure-Elektrolyten durch eine gelierte Version, was die Stromspeicherung, Entladekapazität, Sicherheitsleistung und Lebensdauer erheblich verbessert und teilweise sogar preislich ternäre Lithium-Ionen-Batterien übertrifft.Kolloidalbatterien können in einem Temperaturbereich von -40 °C bis 65 °C betrieben werden und eignen sich daher für den Einsatz in kälteren Regionen.Sie sind außerdem stoßfest und können unter verschiedenen rauen Bedingungen sicher eingesetzt werden.Ihre Lebensdauer ist im Vergleich zu herkömmlichen Blei-Säure-Batterien doppelt so hoch oder länger.
3. NMC-Lithium-Ionen-Batterien, die häufig in Solarstraßenlaternen verwendet werden:
NMC-Lithium-Ionen-Batterien bieten zahlreiche Vorteile: hohe spezifische Energie, kompakte Größe und schnelles Laden.Sie unterstützen typischerweise 500–800 Deep-Cycle-Ladungen und haben eine ähnliche Lebensdauer wie kolloidale Batterien.Ihr Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -15 °C und 45 °C.NMC-Lithium-Ionen-Batterien haben jedoch auch Nachteile, darunter eine geringere interne Stabilität.Bei Herstellung durch unqualifizierte Hersteller besteht bei Überladung oder in Umgebungen mit höheren Temperaturen Explosionsgefahr.
4. Blei-Säure-Batterien, die üblicherweise in Solar-Straßenlaternen verwendet werden:
Blei-Säure-Batterien haben Elektroden aus Blei und Bleioxid und einen Elektrolyten aus Schwefelsäurelösung.Die Hauptvorteile von Blei-Säure-Batterien sind ihre relativ stabile Spannung und ihre geringen Kosten.Sie haben jedoch eine geringere spezifische Energie, was im Vergleich zu anderen Batterien zu einem größeren Volumen führt.Ihre Lebensdauer ist relativ kurz, sie reicht im Allgemeinen für 300–500 Tiefentladungen aus und erfordert häufige Wartung.Trotz dieser Nachteile werden Blei-Säure-Batterien aufgrund ihres Kostenvorteils weiterhin häufig in der Solarstraßenlaternenindustrie eingesetzt.
Die Wahl der Batterie für Solarstraßenlaternen hängt von Faktoren wie Energieeffizienz, Lebensdauer, Wartungsbedarf und Kosten ab.Jeder Batterietyp hat seine einzigartigen Vorteile, die auf unterschiedliche Anforderungen und Bedingungen zugeschnitten sind und dafür sorgen, dass Solarstraßenlaternen eine zuverlässige und nachhaltige Beleuchtungslösung bleiben.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 05.07.2024
