I lampioni solari sono diventati una parte essenziale delle moderne infrastrutture urbane, offrendo una soluzione di illuminazione ecologica ed economica. Queste luci utilizzano diversi tipi di batterie per immagazzinare l'energia catturata dai pannelli solari durante il giorno.
1. I lampioni solari utilizzano comunemente batterie al litio ferro fosfato:
Cos'è una batteria al litio-ferro-fosfato?
Una batteria al litio-ferro-fosfato è un tipo di batteria agli ioni di litio che utilizza il litio-ferro-fosfato (LiFePO4) come materiale catodico e il carbonio come materiale anodico. La tensione nominale di una singola cella è di 3,2 V e la tensione di interruzione della carica è compresa tra 3,6 V e 3,65 V. Durante la carica, gli ioni di litio si staccano dal litio-ferro-fosfato e viaggiano attraverso l'elettrolita fino all'anodo, incorporandosi nel materiale di carbonio. Contemporaneamente, gli elettroni vengono rilasciati dal catodo e viaggiano attraverso il circuito esterno fino all'anodo per mantenere l'equilibrio della reazione chimica. Durante la scarica, gli ioni di litio si spostano dall'anodo al catodo attraverso l'elettrolita, mentre gli elettroni si spostano dall'anodo al catodo attraverso il circuito esterno, fornendo energia all'ambiente esterno.
La batteria al litio-ferro-fosfato combina numerosi vantaggi: elevata densità energetica, dimensioni compatte, ricarica rapida, durata e buona stabilità. Tuttavia, è anche la più costosa tra tutte le batterie. Solitamente supporta 1500-2000 cicli di carica profonda e può durare 8-10 anni in condizioni di utilizzo normale. Funziona in un ampio intervallo di temperatura, da -40 °C a 70 °C.
2. Batterie colloidali comunemente utilizzate nei lampioni solari:
Cos'è una batteria colloidale?
Una batteria colloidale è un tipo di batteria al piombo-acido in cui un agente gelificante viene aggiunto all'acido solforico, convertendo l'elettrolita in uno stato gelatinoso. Queste batterie, con il loro elettrolita gelificato, sono chiamate batterie colloidali. A differenza delle batterie al piombo-acido convenzionali, le batterie colloidali migliorano le proprietà elettrochimiche della struttura di base dell'elettrolita.
Le batterie colloidali non richiedono manutenzione, superando i frequenti problemi di manutenzione associati alle batterie al piombo. La loro struttura interna sostituisce l'elettrolita liquido di acido solforico con una versione gelificata, migliorando significativamente l'accumulo di energia, la capacità di scarica, le prestazioni di sicurezza e la durata, talvolta persino superando le prestazioni delle batterie ternarie agli ioni di litio in termini di prezzo. Le batterie colloidali possono funzionare in un intervallo di temperatura compreso tra -40 °C e 65 °C, il che le rende adatte all'uso nelle regioni più fredde. Sono inoltre resistenti agli urti e possono essere utilizzate in sicurezza in diverse condizioni difficili. La loro durata è doppia o superiore rispetto alle normali batterie al piombo.
3. Batterie agli ioni di litio NMC comunemente utilizzate nei lampioni solari:
Le batterie agli ioni di litio NMC offrono numerosi vantaggi: elevata energia specifica, dimensioni compatte e ricarica rapida. Solitamente supportano 500-800 cicli di carica profonda, con una durata simile alle batterie colloidali. Il loro intervallo di temperatura operativa è compreso tra -15 °C e 45 °C. Tuttavia, le batterie agli ioni di litio NMC presentano anche degli svantaggi, tra cui una minore stabilità interna. Se prodotte da produttori non qualificati, sussiste il rischio di esplosione in caso di sovraccarico o in ambienti con temperature elevate.
4. Batterie al piombo comunemente utilizzate nei lampioni solari:
Le batterie al piombo-acido hanno elettrodi composti da piombo e ossido di piombo, con un elettrolita costituito da una soluzione di acido solforico. I principali vantaggi delle batterie al piombo-acido sono la tensione relativamente stabile e il basso costo. Tuttavia, hanno un'energia specifica inferiore, con conseguente volume maggiore rispetto ad altre batterie. La loro durata è relativamente breve, supportando generalmente 300-500 cicli di carica profonda, e richiedono una manutenzione frequente. Nonostante questi svantaggi, le batterie al piombo-acido rimangono ampiamente utilizzate nel settore dell'illuminazione stradale solare grazie al loro vantaggio economico.
La scelta della batteria per i lampioni solari dipende da fattori quali efficienza energetica, durata, esigenze di manutenzione e costi. Ogni tipo di batteria presenta vantaggi unici, adattandosi a requisiti e condizioni diverse, garantendo che i lampioni solari rimangano una soluzione di illuminazione affidabile e sostenibile.
Data di pubblicazione: 05-07-2024
