Sélection des batteries LiFePO₄ pour lampes solaires split

Aperçu : Pourquoi le LiFePO₄PO₄ pour les lampadaires solaires split ?

Les projets d'éclairage public solaire municipal et d'éclairage public solaire divisé exigent des batteries à longue durée de vie, haute sécurité, large plage de températures de fonctionnement et comportement prévisible en fin de vie. La chimie LiFePO₄ (phosphate de fer lithié) allie sécurité, durée de vie calendaire et cyclique, et tolérance aux décharges profondes, ce qui en fait une option privilégiée pour de nombreuses applications d'éclairage public solaire divisé et une alternative compétitive aux systèmes intégrés d'éclairage public solaire tout-en-un. Cet article détaille les critères de sélection techniques, le dimensionnement et la conception du système, les considérations de sécurité et de normes, ainsi que les compromis économiques, afin que les ingénieurs, les équipes d'approvisionnement et les urbanistes puissent faire des choix éclairés, étayés par des sources fiables.

Critères techniques de sélection des batteries LiFePO₄

Caractéristiques chimiques des batteries et leur importance

Principales raisons pour lesquelles la technologie LiFePO₄ est fréquemment choisie pour les installations d'éclairage public solaire divisé :

• Sécurité : La cathode LiFePO₄ possède une chimie stable et présente un risque d’emballement thermique plus faible que les cellules NMC à haute teneur en nickel. Voir les détails surWikipédia - Batterie au lithium-fer-phosphate.
• Longue durée de vie : les cellules LiFePO₄ typiques offrent 2 000 à 5 000 cycles en fonction de la profondeur de décharge (DoD) et du régime de charge, ce qui réduit la fréquence de remplacement pour les déploiements municipaux (Université de la batterie).
• Large plage de températures de fonctionnement : LiFePO₄ assure un fonctionnement stable dans de nombreux climats, ce qui est important pour les installations extérieures qui peuvent connaître des conditions extrêmes.
• DoD utilisable élevé : les systèmes LiFePO₄ sont généralement spécifiés à 80 % de DoD ou plus sans perte de capacité rapide, permettant un dimensionnement de banc plus petit par rapport au plomb-acide pour la même énergie fournie.

Indicateurs de performance à évaluer

Lors de la comparaison des options de batteries pour les systèmes d'éclairage public solaire divisés, évaluez les indicateurs mesurables suivants :

• L'énergie spécifique (Wh/kg) influe sur le poids du système et les coûts de transport.
• Durée de vie du cycle de vie à un niveau de défense spécifié — détermine le calendrier de remplacement et le coût du cycle de vie.
• Rendement aller-retour — influe sur le dimensionnement du champ photovoltaïque et le temps de charge.
• Taux d'autodécharge et durée de vie calendaire — influencent la rétention de capacité à long terme face aux variations saisonnières d'ensoleillement.

Tableau comparatif : LiFePO₄ vs. Plomb-acide vs. NMC (plages typiques)

Sources :Wikipédia - LiFePO₄,Wikipédia - Batterie au plomb-acide,Wikipédia - Batterie lithium-ionet les fiches techniques industrielles.

Conception du système : dimensionnement, gestion technique du bâtiment et intégration pour les lampadaires solaires divisés

Comment dimensionner une batterie LiFePO₄ pour un lampadaire solaire divisé

Approche typique pour les systèmes d'éclairage public solaire municipal et les systèmes d'éclairage public solaire divisé :

1. Estimer la consommation moyenne nocturne (Wh) des luminaires (drivers LED, contrôle/télémétrie, capteurs). Exemple : une LED de 60 W fonctionnant 10 heures consomme 600 Wh/nuit.
2. Déterminer les jours d'autonomie (jours d'autonomie en cas de temps nuageux). Pour un service municipal fiable, 3 à 5 jours sont courants.
3. Tenez compte des pertes du système (inefficacité de l'onduleur/du convertisseur CC-CC, câblage) et du niveau de décharge (DoD) recommandé. Pour les batteries LiFePO₄, un DoD de 80 % et un rendement aller-retour de 90 % permettent d'obtenir l'énergie utilisable requise = charge nocturne × autonomie / rendement du système.
4. Calculer la capacité de la batterie (Ah) à la tension nominale du système. Appliquer une correction de température prudente si le site connaît des variations de température prolongées (basses ou élevées).

Exemple : 600 Wh/nuit × 3 nuits = 1 800 Wh. Ajustement pour un rendement de 90 % : 2 000 Wh utilisables sont nécessaires. À 12 V nominaux, la capacité requise est de 2 000 Wh / 12 V = 166,7 Ah utilisables. Avec une profondeur de décharge (DoD) de 80 %, la capacité totale de la batterie est de 166,7 / 0,8 = 208,4 Ah. Il faut donc choisir un module LiFePO₄ 12 V 220 Ah ou une configuration série/parallèle équivalente.

Système de gestion de la batterie (BMS) et considérations relatives à la charge

Un système de gestion de batterie (BMS) robuste est essentiel pour les déploiements de lampadaires solaires à batteries séparées, car ces batteries sont éloignées des luminaires et exposées à des conditions climatiques extrêmes. Fonctionnalités requises du BMS :

• Équilibrage des cellules et protection contre les surtensions et les sous-tensions.
• Protection contre les surintensités et les courts-circuits.
• Surveillance de la température et réduction de la puissance de charge/décharge.
• Rapports sur l'état de charge (SoC) et l'état de santé (SoH) pour la télémétrie (important pour la gestion des actifs municipaux).

Pour la charge PV, assurez-vous que l'algorithme de charge corresponde aux besoins du LiFePO₄ : l'absorption en vrac flottante est simplifiée par rapport au plomb-acide, mais des tensions de charge correctes et une compensation de température restent nécessaires.

Intégration physique et protection de l'environnement

L'installation de lampadaires solaires à double compartiment doit tenir compte de l'indice de protection IP du boîtier de la batterie, de la ventilation, de l'inertie thermique et de la sécurité de fixation. Bonnes pratiques :

• Utilisez des boîtiers IP65+ avec des matériaux résistants aux UV et des presse-étoupes.
• Prévoir une gestion thermique passive ou une isolation dans les climats extrêmement froids afin d'éviter une réduction de la capacité et de l'acceptation de la charge.
• Protégez-les contre le vandalisme et les oiseaux ; placez les boîtiers de batteries au niveau du sol dans des armoires verrouillées ou fixez-les sur un poteau à l’aide de fixations inviolables.

Économie du cycle de vie, fiabilité et maintenance

Coût total de possession (CTP) par rapport au coût initial

Bien que les modules LiFePO₄ aient généralement des dépenses d'investissement plus élevées que les modules au plomb-acide, leur coût total de possession (TCO) est souvent inférieur en raison de :

• Durée de vie opérationnelle plus longue (moins de remplacements).
• DoD utilisable plus élevé (batterie plus petite pour la même énergie fournie).
• Maintenance réduite (pas de remplissage d'eau régulier, moins de pannes).

Effectuez un calcul simple du coût total de possession (CTP) : amortissez le remplacement des batteries, en incluant les coûts de mise au rebut et le risque d’indisponibilité. Les budgets municipaux privilégient souvent un coût initial plus élevé si la fiabilité tout au long du cycle de vie permet de réduire les dépenses d’exploitation et de maintenance ainsi que les pannes d’éclairage public.

Indicateurs de fiabilité et surveillance sur le terrain

Pour les déploiements municipaux, exigez la télémétrie pour chaque batterie de lampadaire solaire afin de pouvoir mesurer l'état de charge (SoC), la tension, la température et les alarmes. Indicateurs clés de performance (KPI) typiques :

• Temps moyen entre les pannes (MTBF) pour le banc de batteries et le BMS.
• Intervalle de remplacement (années) basé sur l'utilisation réelle du cycle.
• Disponibilité du système (% de nuits éclairées).

meilleures pratiques de maintenance

LiFePO₄ réduit la maintenance courante, mais vous devez tout de même mettre en œuvre :

• Inspection visuelle annuelle des boîtiers, des connexions et de la ventilation.
• Contrôles SoH à distance par télémétrie trimestriels.
• Mises à jour du micrologiciel pour le BMS et le contrôleur dès leur publication par le fournisseur.

Éclairage Queneng : Capacités, certification et adéquation des produits

Présentation de l'entreprise et gamme de produits

Fondée en 2013, Queneng Lighting se spécialise dans les lampadaires solaires, les projecteurs solaires, les lampes de jardin solaires, les bornes lumineuses solaires, les panneaux photovoltaïques, les alimentations et batteries portables pour l'extérieur, la conception de projets d'éclairage, ainsi que la production et le développement de solutions d'éclairage mobile LED. Forte de plusieurs années d'expérience, notre entreprise est devenue le fournisseur privilégié de nombreuses sociétés cotées en bourse et de projets d'ingénierie de renom, ainsi qu'un centre de réflexion sur les solutions d'éclairage solaire. Nous offrons à nos clients des conseils et des solutions professionnels, sûrs et fiables.

Solides compétences techniques, certifications et systèmes de qualité

Nous disposons d'une équipe R&D expérimentée, d'équipements de pointe, de systèmes de contrôle qualité rigoureux et d'un système de gestion éprouvé. Certifiés ISO 9001 et TÜV, nous avons obtenu de nombreuses certifications internationales telles que CE, UL, BIS, CB, SGS et MSDS. Les gammes de produits Queneng (lampadaires solaires, projecteurs solaires, lampes solaires de jardin, bornes lumineuses solaires, panneaux photovoltaïques, lampadaires solaires split et lampadaires solaires tout-en-un) sont conçues pour les projets municipaux et d'infrastructures, en privilégiant la fiabilité, la facilité d'entretien et la conformité aux exigences des marchés publics internationaux.

Pourquoi Queneng est adapté aux projets solaires municipaux fractionnés

Éléments de différenciation concurrentielle :

• Expertise système de bout en bout : des modules photovoltaïques au système de gestion technique du bâtiment (GTB) et au contrôle de l’éclairage – un atout pour l’intégration des systèmes et la responsabilité d’un interlocuteur unique.
• Des conceptions éprouvées sur le terrain et des projets de référence pour les déploiements municipaux, réduisant ainsi les risques d'approvisionnement pour les acheteurs.
• Les certifications internationales permettent l'exportation vers les marchés réglementés et une meilleure acceptation par les entreprises d'ingénierie.

Normes, sécurité et références

Normes et essais applicables

Lors du choix des batteries pour les projets solaires municipaux, il convient d'exiger leur conformité aux normes de sécurité et de transport en vigueur (par exemple, la norme UN 38.3 pour le transport des batteries au lithium) et de vérifier les tests effectués au niveau des cellules/modules. Les certificats du fabricant (CE/UL/TÜV) et les rapports de laboratoires indépendants doivent faire partie du dossier d'achat.

Références faisant autorité et lectures complémentaires

Utilisez les sources fiables suivantes pour valider les affirmations techniques et pour les données de conception :

• Aperçu du LiFePO₄ :Wikipédia - Batterie au lithium-fer-phosphate.
• Conception et concepts d'éclairage public solaire :Wikipédia - Lampadaire solaire.
• Cycle de vie et entretien de la batterie :Battery University - Comment prolonger la durée de vie des batteries au lithium.

FAQ : Questions fréquentes sur les batteries LiFePO₄ pour les lampadaires solaires split

1. Pourquoi choisir le LiFePO₄ plutôt que le plomb-acide pour l'éclairage public solaire municipal ?

Les batteries LiFePO₄ offrent une durée de vie plus longue, une profondeur de décharge utile plus élevée et une maintenance réduite. Il en résulte moins de remplacements et des coûts d'exploitation et de maintenance inférieurs pour les programmes d'éclairage public solaire municipal par rapport aux batteries au plomb.

2. Quelle capacité de batterie LiFePO₄ me faut-il pour un lampadaire solaire divisé de 60 W ?

Exemple de calcul : 60 W × 10 heures = 600 Wh/nuit. Pour une autonomie de 3 nuits et un rendement système de 90 %, il vous faut environ 2 000 Wh utilisables. À 12 V, cela correspond à environ 167 Ah utilisables ; avec une profondeur de décharge (DoD) de 80 %, prévoyez une batterie de 210 à 220 Ah. Tenez compte de la réduction de puissance due à la température ambiante et du rendement du contrôleur.

3. Quelle est la durée de vie typique des batteries LiFePO₄ sur le terrain ?

La durée de vie sur le terrain dépend de la profondeur de décharge, du régime de charge et de la température. Les données des fabricants et des sources indépendantes indiquent généralement 2 000 à 5 000 cycles ; pour l’éclairage public, cela correspond souvent à une durée de vie de 6 à 12 ans, voire plus, selon les habitudes d’utilisation et la maintenance.

4. Les cellules LiFePO₄ nécessitent-elles des fonctionnalités BMS spéciales ?

Oui. Les fonctionnalités essentielles du système de gestion de batterie (BMS) comprennent l'équilibrage des cellules, la protection contre les surtensions et les sous-tensions, la surveillance de la température et la communication/télémétrie pour l'état de charge (SoC) et l'état de santé (SoH). Pour les équipements municipaux, la surveillance à distance réduit les temps d'arrêt et simplifie la maintenance.

5. Les batteries LiFePO₄ peuvent-elles être utilisées dans les lampadaires solaires tout-en-un ainsi que dans les systèmes divisés ?

Oui. La technologie LiFePO₄ est utilisée aussi bien dans les systèmes d'éclairage public solaire tout-en-un que dans les systèmes d'éclairage public solaire divisés. Pour les unités tout-en-un, l'intégration, la gestion thermique et l'isolation des vibrations sont plus contraignantes ; l'intégration et les tests au niveau du produit sont essentiels.

6. Quelles sont les conditions environnementales qui affectent le plus la sélection du LiFePO₄ ?

Le froid extrême réduit la capacité disponible et la capacité de charge ; la chaleur élevée accélère le vieillissement. Tenez compte des profils de température spécifiques au site pour dimensionner la capacité et choisissez des modules avec une compensation de température et une conception thermique de boîtier appropriées.

Contact et prochaines étapes

Si vous évaluez les options de batteries pour vos projets solaires municipaux, Queneng Lighting peut vous fournir des solutions système complètes incluant le dimensionnement des panneaux photovoltaïques, la configuration des batteries LiFePO₄, le choix du système de gestion du bâtiment (BMS) et la fourniture clé en main de lampadaires solaires split et tout-en-un. Consultez notre gamme de produits ou demandez un devis pour obtenir une proposition technique et commerciale personnalisée.

Contactez Queneng Lighting :Pour plus de détails sur nos produits et pour une consultation technique, visitez notre site web ou contactez notre équipe commerciale par courriel afin de demander des fiches techniques, des certifications et des exemples de projets. Nous pouvons fournir des nomenclatures personnalisées, des analyses de coûts du cycle de vie et des plans d'installation pour les programmes d'éclairage public solaire municipal.