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Batería LiFePO4: la batería de corriente principal para iluminación solar

Hora: 2021-11-03 Golpes : 25

Batería LiFePO4: la batería de corriente principal para iluminación solar

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Con cada vez más economías importantes en el mundo avanzando ambiciosamente hacia los objetivos globales de neutralidad de carbono a mediados de siglo, estamos viendo tendencias al alza en las demandas de luces solares para calles y reflectores como una solución asequible para iluminar propiedades privadas, calles y espacios públicos con luces LED eficientes. 


Las baterías recargables son uno de los componentes más importantes para la confiabilidad de la iluminación solar. Todos sabemos que el posicionamiento del panel solar para obtener una exposición total al sol es importante para la eficiencia del sistema solar. Esto es importante, pero su eficiencia también depende de la calidad de las baterías del sistema solar. El tipo y el estado de las baterías determinan cuánto tiempo necesitan los paneles solares del mismo tamaño la exposición al sol. Algunas baterías pueden necesitar solo cuatro horas de sol y se ofrecerán para iluminar toda la noche. Otros pueden necesitar un día completo de luz solar. 


En este artículo veremos los tipos de baterías recargables para iluminación solar. Cuáles son y los pros y los contras de estas baterías para ayudarlo a comprender las ventajas y desventajas de estas baterías. 


Ni-Cd, Ni-MH e iones de litio son los tres tipos principales de baterías recargables que se utilizan actualmente. 


Ni-Cd, níquel-cadmio. Consta de níquel y cadmio, separador y alcalino. Esta fue la batería recargable más popular para dispositivos portátiles en la década de 1990, pero se está eliminando porque contiene cadmio de metal pesado que causa daños al medio ambiente. No lo vamos a desarrollar en este artículo. 


La batería Ni-MH es muy similar a la batería de níquel cadmio, pero consta de hidróxido de níquel como electrodos positivos, aleaciones (enlaces) absorbentes de hidrógeno como electrodos negativos y electrolito alcalino de hidróxido de potasio. El voltaje de la celda de la batería Ni-MH es de 1.2 V y el voltaje de carga es de aproximadamente 1.6 V por celda. Con este bajo voltaje por celda, los fabricantes tienen que combinar múltiples celdas para construir paquetes de baterías para aumentar su voltaje, lo que hace que no sean lo suficientemente compactos en tamaño y no sean rentables. La desventaja de la batería Ni-MH es su alta tasa de autodescarga. Si deja una batería Ni-MH completamente cargada durante unos meses, perderá la mayor parte de su carga. Una batería de Ni-MH típica puede perder entre un 4 y un 20% de su carga solo el primer día y, posteriormente, la tasa de autodescarga desciende a aproximadamente un 1% por día, dependiendo de la temperatura ambiente.

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La batería de litio para alumbrado público solar se está convirtiendo cada vez más en una solución de flujo principal. Todos sabemos que las baterías de litio siguen siendo muy caras considerando otros tipos, pero es justo decir que se volvieron mucho más asequibles para la integración de farolas solares. En los últimos 6 años, el costo de la batería de litio se redujo en casi un 80%. Hay diferentes tipos de baterías de litio que se pueden utilizar para sistemas de alumbrado público solar. Nuestra experiencia demostró que definitivamente la mejor solución para la iluminación solar es la batería LiFePO4.


El ion de litio (li-ion) es actualmente el tipo de batería recargable más común para muchos productos portátiles y de base solar. El estilo antiguo de las baterías de litio usaba metal de litio, pero debido a la inestabilidad y los problemas de seguridad, hoy en día se usaban iones de litio en su lugar. Las baterías de iones de litio tienen mayores ventajas de alta densidad de energía y bajo mantenimiento en comparación con Ni-Cd y Ni-MH, lo que las convierte en la mejor solución para productos de iluminación solar y otros dispositivos electrónicos o vehículos.


Los tipos más comunes de baterías de iones de litio son Li-cobalto, Li-manganeso, Li-fosfato y NMC (óxido de litio, níquel, manganeso y cobalto). Cada una de estas baterías de iones de litio utiliza diferentes materiales de cátodo, por lo que cada una tiene diferentes pros y contras. Las baterías de li-cobalto se utilizan popularmente en la electrónica de consumo, mientras que las baterías de li-fosfato se utilizan en vehículos eléctricos, iluminación portátil e iluminación solar.


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                Estructura de la batería de iones de litio. Fuente - http://electronicdesign.com


Baterías de fosfato de hierro y litio

Las baterías de fosfato de hierro y litio son más seguras que las baterías de Li-cobalto y Li-manganeso, tienen una vida útil más larga y pueden impulsar corrientes más altas. Sin embargo, la desventaja de las baterías LiFePO4 es que tienen una de las capacidades más bajas de todos los tipos de baterías de iones de litio. Aunque es más bajo en comparación con otros tipos de baterías de iones de litio, es ideal para farolas solares o luces de inundación que no requieren una gran cantidad de electricidad para alimentar el sistema.


Ventajas de la batería de iones de litio

  • Las baterías de iones de litio tienen una alta densidad de energía, más alta que Ni-MH, dos veces más alta que Ni-Cd y más de tres veces más alta que las baterías de plomo ácido.

  • Las baterías de iones de litio tienen una baja tasa de autodescarga

  • Las baterías de iones de litio no desarrollan un efecto memoria;

  • Las baterías de iones de litio prácticamente no requieren mantenimiento, lo que resulta especialmente útil para la iluminación solar;

  • Las baterías de iones de litio son seguras para el medio ambiente sin contener sustancias tóxicas;

  • Debido a la alta densidad de energía, las baterías de iones de litio son livianas y de tamaño pequeño.

  • Las baterías de iones de litio permiten una carga rápida a plena capacidad;

  • Seguridad: las baterías de li-fosfato tienen muy buena estabilidad térmica y química.

Desventajas de la batería de iones de litio

  • Las baterías de iones de litio tienen altos costos de fabricación que resultan en altos precios de venta.

  • Las baterías de iones de litio requieren circuitos de protección para limitar el voltaje y las corrientes y garantizar una mayor seguridad;

  • Algunas baterías de iones de litio, como el li-fosfato, proporcionan velocidades de descarga bajas;


Cuadro comparativo de energía específica de la batería recargable

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Tabla de voltaje nominal de la batería recargable

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Tabla de capacidades promedio de la batería recargable para luces solares

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Cuadro comparativo de la tasa de autodescarga promedio de la batería recargable por mes

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Cuadro comparativo del ciclo de vida aproximado de la batería recargable

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Esperanza de vida teórica de la batería recargable en el gráfico de iluminación solar

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Cuadro comparativo del rango de temperatura de la batería recargable

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Precio medio de las luces solares que utilizan cierto tipo de batería

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