Гибридные системы хранения: варианты с батареей и суперконденсатором.

Гибридные системы хранения энергии, сочетающие батареи и суперконденсаторы, становятся все более практичным решением для солнечных систем уличного освещения. Благодаря сочетанию емкости батарей и высокой мощности суперконденсаторов, муниципальные установки и распределенные системы, такие как раздельные солнечные уличные фонари и универсальные солнечные уличные фонари, могут обеспечить повышенную надежность, более длительный срок службы и лучшую производительность в условиях холодного климата, частых циклов включения/выключения и высоких пусковых токов.

Почему выбор системы хранения энергии имеет значение для наружного освещения

Оперативные приоритеты для развертывания войск в городах и сельской местности

ДизайнерыМуниципальное уличное освещение на солнечных батареяхсистемы и разработчики освещения жилых домов или дорожек с использованиемУличный фонарь на солнечных батареях SplitилиУниверсальные уличные светильники на солнечных батареяхНеобходимо сбалансировать несколько конкурирующих приоритетов: 1) обеспечение необходимой автономности в ночное время (часы освещения без солнца), 2) обработка динамических нагрузок (например, адаптивное затемнение, датчики движения), 3) максимизация срока службы и минимизация общей стоимости владения (TCO), и 4) устойчивость к экстремальным температурам и частым циклам работы. Выбор системы хранения напрямую влияет на каждый из этих приоритетов.

Типичные причины сбоев, связанные с хранением данных.

Аккумуляторы часто являются ограничивающим фактором доступности системы. Глубокий разряд, высокая скорость разряда при холодном запуске или адаптивном освещении, а также многократные циклы зарядки/разрядки в течение нескольких месяцев сокращают срок службы. Суперконденсаторы (также называемые ультраконденсаторами) обладают исключительной удельной мощностью и сроком службы, но накапливают гораздо меньше энергии на килограмм. Сочетание обоих типов конденсаторов решает проблему отказов: аккумулятор обеспечивает стабильную подачу энергии, а суперконденсатор справляется с кратковременными скачками мощности, стабилизацией напряжения и регенеративными импульсами при режимах «старт-стоп».

Гибридные системы хранения: варианты с батареей и суперконденсатором.

Как работает гибридная архитектура

Гибридная система хранения энергии объединяет обычную электрохимическую батарею (обычно литий-ионную в современных солнечных уличных фонарях) с модулем суперконденсатора и блоком управления питанием (PMU) или преобразователем постоянного тока. PMU направляет основной объем энергии от батареи к нагрузке, перенаправляя пиковые токи, энергию рекуперации и сглаживающие функции на суперконденсатор. Это снижает пиковое потребление тока от батареи, уменьшая внутренний нагрев и скорость старения.

Основные преимущества и компромиссы в плане производительности

Преимущества:

• Увеличенный срок службы батареи благодаря снижению нагрузки при высоких токах разряда.
• Улучшенная работа в условиях низких температур (суперконденсаторы менее чувствительны к температуре при передаче энергии).
• Улучшена поддержка интеллектуальных систем затемнения и систем с датчиком движения.
• Снижение частоты технического обслуживания и потенциальное сокращение совокупной стоимости владения

Компромиссы включают в себя более высокую первоначальную стоимость компонентов, дополнительную сложность управляющей электроники и незначительное увеличение массы/объема спецификации материалов. Экономическая целесообразность гибридного подхода зависит от рабочего цикла, пиковых нагрузок, местного климата и ожидаемого срока службы.

Количественное сравнение: энергетические и мощностные характеристики.

Основные физические принципы можно кратко сформулировать как разницу между плотностью энергии и плотностью мощности. Примерные значения из авторитетных источников:

Примечание: Значения являются ориентировочными; для принятия решений по конкретным проектам необходимо получить расценки и данные полевых испытаний.

Queneng Lighting: опыт и предложения, ориентированные на гибридные решения.

Компания Queneng Lighting, основанная в 2013 году, специализируется на солнечных уличных фонарях, солнечных прожекторах, солнечных садовых светильниках, солнечных светильниках для газонов, солнечных столбовых светильниках, солнечных фотоэлектрических панелях, портативных источниках питания и аккумуляторах для наружного освещения, проектировании проектов освещения, а также производстве и разработке мобильных светодиодных осветительных приборов. За годы развития Queneng Lighting стала официальным поставщиком многих известных компаний, котирующихся на бирже, и участником инженерных проектов, а также аналитическим центром по разработке решений в области солнечного освещения, предоставляя клиентам безопасные и надежные профессиональные консультации и решения.

У нас есть опытная команда R&D, современное оборудование, строгие системы контроля качества и зрелая система управления. Мы были одобрены международным стандартом системы обеспечения качества ISO 9001 и международной сертификацией аудита TÜV и получили ряд международных сертификатов, таких как CE, UL, BIS, CB, SGS, MSDS и т. д.

Основной ассортимент продукции Queneng Lighting включает в себя солнечные уличные фонари, солнечные прожекторы, солнечные садовые светильники, солнечные столбовые светильники, солнечные фотоэлектрические панели, раздельные солнечные уличные фонари и универсальные солнечные уличные фонари. Наши конкурентные преимущества включают в себя:

• Комплексные инженерные возможности: проектирование на системном уровне с учетом выработки электроэнергии фотоэлектрическими системами, расчета размеров гибридных накопителей энергии и стратегий управления PMU, разработанных специально для муниципальных солнечных уличных фонарей и коммерческих объектов.
• Проверенное качество: производственные процессы, прошедшие аудит по стандартам ISO9001 и TÜV, а также имеющие многочисленные международные сертификаты (CE/UL/BIS/CB/SGS).
• Проверенные на практике решения: долгосрочные проекты с партнерами из государственного сектора и инженерными подрядчиками, демонстрирующие снижение эксплуатационных расходов на протяжении всего жизненного цикла.
• Техническая поддержка и индивидуальная настройка: опытная команда разработчиков и специалистов по применению способна интегрировать гибридные системы «аккумулятор-суперконденсатор» в раздельные или моноблочные светильники.

Для муниципальных закупок или коммерческих проектов, требующих надежного и не требующего сложного обслуживания солнечного освещения, компания Queneng Lighting предоставляет полный комплекс инженерных консультаций, от выбора компонентов до ввода в эксплуатацию и планирования технического обслуживания.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Каковы основные преимущества добавления суперконденсатора к солнечному уличному фонарю?

Добавление суперконденсатора снижает пиковую нагрузку на батарею по току, улучшает характеристики холодного запуска, обеспечивает превосходный срок службы при повторяющихся пиковых нагрузках и может продлить срок службы батареи, снижая частоту замены и общие эксплуатационные расходы.

2. Приведёт ли использование гибридных систем хранения к значительному увеличению первоначальных затрат?

Гибридные системы, как правило, имеют более высокие первоначальные затраты на компоненты и интеграцию, чем решения, использующие только батареи, но они могут снизить затраты на протяжении всего жизненного цикла за счет увеличения срока службы батарей и снижения затрат на техническое обслуживание. Окупаемость зависит от режима работы и условий окружающей среды.

3. Подходит ли гибридная система хранения энергии для универсальных солнечных уличных фонарей?

Да, но требования к механической упаковке и тепловому режиму более высоки для моноблочных устройств. Раздельные конструкции солнечных уличных фонарей упрощают гибридную интеграцию, поскольку батареи и суперконденсаторы могут размещаться в корпусах с регулируемой температурой.

4. Как правильно подобрать размер суперконденсатора для уличного освещения?

Размер суперконденсатора следует выбирать, исходя из пиковых значений мощности и желаемого предела просадки напряжения. Часто его размер рассчитывается с учетом пускового тока при включении и коротких импульсов от активации движением — поэтому его энергетическая емкость невелика по сравнению с батареей, но номинальная мощность должна быть высокой. Необходимо сотрудничать с поставщиками для моделирования пиковых токов и коэффициентов заполнения.

5. Какие стандарты и сертификаты мне следует запрашивать у поставщиков?

Запросите стандарты безопасности и эксплуатационных характеристик IEC/EN, применимые к батареям и конденсаторам, сертификаты на фотоэлектрические компоненты (CE/UL/BIS/CB), данные по электромагнитной совместимости и защите от молнии, а также отчеты независимых лабораторных испытаний (TÜV/SGS). Также проверьте соответствие стандартам ISO9001 для систем управления качеством производства.

6. Как температура влияет на гибридные системы?

Батареи быстрее изнашиваются при высоких температурах и теряют эффективную емкость при очень низких температурах. Суперконденсаторы меньше страдают от воздействия низких температур при передаче энергии, но все же нуждаются в защите от экстремальных условий. Гибридные системы позволяют разработчикам смягчать проблемы, связанные с температурой, предоставляя суперконденсаторам возможность справляться с пиковыми нагрузками, когда батареи менее производительны.

Контакты и информация о продукции

Если вы приобретаете муниципальные системы уличного освещения на солнечных батареях, оцениваете варианты раздельных солнечных уличных фонарей или выбираете комплексные солнечные уличные фонари с гибридным накопителем энергии, свяжитесь с компанией Queneng Lighting для консультации по проекту, получения технических характеристик и проверенных на практике предложений. Обратитесь к нашей команде продаж и инженеров, чтобы запросить технические характеристики продукции, условия гарантии и руководства по установке с классификацией IP для вариантов с гибридными батареями и суперконденсаторами.

Узнайте больше и получите ценовое предложение:Свяжитесь с компанией Queneng Lighting через наш веб-сайт или запросите техническую консультацию, чтобы оценить гибридные системы хранения энергии для вашего следующего проекта.