كيفية إطالة عمر بطاريات الليثيوم المستخدمة في مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية؟

إذا كانت مصابيح الشوارع الشمسية تستخدم بطاريات الليثيوم، فكيف يمكن إطالة عمرها؟ تيانشيانغ، خبيرمنتج صيني لأضواء الشوارع الشمسيةيشرح الحلول.

1. منع الشحن الزائد لبطاريات الليثيوم المستخدمة في مصابيح الشوارع الشمسية

يرتبط عمر بطاريات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية وأداؤها ارتباطًا وثيقًا بتراكم الحرارة داخلها. المصدر الرئيسي للحرارة هو فقد الطاقة الناتج عن التفاعلات الكهروكيميائية الداخلية، والذي يمكن اعتباره ببساطة حاصل ضرب جهد الشحن وتيار الشحن. يزداد إنتاج الحرارة في تفاعل إعادة تركيب الأكسجين مع ارتفاع تيار الشحن العائم. ترتفع درجة الحرارة مع ارتفاع تيار الشحن العائم أثناء الشحن بجهد ثابت. نظرًا لطريقة تصنيع البطاريات المغلقة المنظمة بصمام، يُعدّ الهروب الحراري ظاهرة خاصة. غالبًا ما يتسبب الهروب الحراري في أضرار جسيمة، بما في ذلك تسرب الماء من البطارية وانتفاخ غلافها، وفي الحالات القصوى، يجعلها غير قابلة للاستخدام. يجب الالتزام بدقة بقيم جهد الشحن المحددة في تعليمات الشركة المصنعة لإنارة الشوارع بالطاقة الشمسية لتجنب الشحن الزائد. يمكن تهيئة مصادر الطاقة المدمجة الحديثة وإدارتها بذكاء. من المهم ضمان التهيئة الصحيحة ومنع أي شخص غير مصرح له من تعديل الإعدادات بشكل عشوائي.

2. منع عدم كفاية شحن بطاريات الليثيوم الخاصة بأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية

يحدث الشحن غير الكافي، عكس الشحن الزائد، بشكل رئيسي بسبب ضبط جهد الشحن على مستوى منخفض جدًا أو منخفض جدًا. وقد يكون السبب أيضًا مشكلة في نظام الرف.

3. منع التفريغ الزائد لبطاريات الليثيوم الخاصة بأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية

يرتبط عمق التفريغ ارتباطًا وثيقًا بعدد دورات الشحن والتفريغ المصممة للبطارية (عمرها الافتراضي). على سبيل المثال، يتوافق عمق تفريغ بنسبة 5% مع 10000 دورة، بينما ينتج عن عمق تفريغ بنسبة 50% 800 دورة فقط. قد يؤدي التفريغ المفرط إلى منع إعادة تنشيط البطارية إلى حالتها المثلى، أو حتى جعلها غير قابلة للاستخدام. تؤدي معدلات التفريغ المختلفة إلى أوقات تفريغ وفولتيات إنهاء مختلفة، بالإضافة إلى سعات فعالة مختلفة، كما تتأثر بدرجة الحرارة المحيطة. لم يتم إدراج أو رسم المنحنيات ذات الصلة هنا؛ بل هي متوفرة في كتيبات البطاريات الخاصة بمختلف الشركات المصنعة. يجب على فنيي الصيانة الانتباه إلى هذه المنحنيات والالتزام بدقة بإعدادات البيانات ذات الصلة في وحدة المراقبة، مع تجنب أي تغييرات عشوائية. تصمم الشركات المصنعة الحديثة لوحدات تزويد الطاقة للرفوف وظائف إيقاف تشغيل البطارية، حيث تقوم بفصل دائرة تفريغ البطارية تلقائيًا عبر أوامر المراقبة عندما تصل بطارية مصباح الشارع الشمسي إلى فولتية الإنهاء المحددة. بل إن بعض الشركات المصنعة قد أضافت دائرة فصل إجباري لمنع وحدة المراقبة من رصد جهد إنهاء البطارية أو إصدار أوامر نتيجة لظروف غير متوقعة (بحسب مصدر الطاقة). ونتيجة لذلك، ينبغي على فريق الصيانة، أثناء عمليات الفحص الدورية والصيانة اللازمة، التركيز أيضاً على موثوقية دوائر الأجهزة.

4. إدارة المناخ الخارجي

يؤدي ارتفاع درجة حرارة البطارية إلى زيادة تيار الشحن العائم، وانخفاض المقاومة الداخلية، وزيادة نشاط الإلكتروليت، مما يُسرّع تآكل المكونات الموصلة ويُقلّل من عمرها الافتراضي. كما تضعف قدرة البطارية على تفريغ الشحنة إلى الحمل عند انخفاض نشاط الإلكتروليت نتيجةً لانخفاض المقاومة الداخلية. لذا، يُعدّ رصد درجة حرارة بطارية إنارة الشوارع الشمسية، بالإضافة إلى ضبط درجة حرارة الهواء المحيط والحفاظ عليها، أمرًا بالغ الأهمية. كما يُعدّ تعويض جهد الشحن وفقًا لدرجة الحرارة ضروريًا لتجنب الشحن الزائد في درجات الحرارة المرتفعة والشحن الناقص في درجات الحرارة المنخفضة. في معظم الأماكن التي تُستخدم فيها حزم البطاريات، تُضبط درجة الحرارة المحيطة عند حوالي 25 درجة مئوية. تُظهر اختبارات تسريع العمر الافتراضي أن زيادة درجة الحرارة المحيطة بمقدار 10 درجات مئوية دون تعديل جهد الشحن ستؤدي إلى تقليل عمر بطارية الليثيوم الخاصة بإنارة الشوارع الشمسية إلى النصف.

5. تتطلب مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية استبدال البطاريات المعيبة في الوقت المناسب.

نظراً لاختلافات عملية تصنيع كل خلية على حدة، قد يؤدي الشحن المستمر لفترات طويلة إلى تأخرها تدريجياً. ولإعادة تنشيط الخلايا المتأخرة ومنعها من التأخر مجدداً، تحتوي وحدة المراقبة على وظيفة إدارة تقوم بشحن حزمة البطارية دورياً باستخدام معادلة الشحن. مع ذلك، قد ينتج عن التأخر المستمر عطل في البطارية. يمكن اختبار سعة البطارية بشكل فردي أو مقاومتها الداخلية أثناء التشغيل، من بين تقنيات أخرى، لتحديد ما إذا كانت البطارية غير قابلة للإصلاح. يكمن الحل في استبدال البطاريات المعيبة فوراً، فهذا أمر بالغ الأهمية لضمان توافرها وحتى إطالة عمرها الافتراضي.بطاريات الليثيوم المستخدمة في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسيةعلية.