ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ในอุณหภูมิและสภาพอากาศหนาวเย็น

เหตุใดสภาพอากาศหนาวเย็นจึงมีความสำคัญต่อแบตเตอรี่ของไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทศบาล

อุณหภูมิมีผลต่อความจุ การชาร์จ และความน่าเชื่อถืออย่างไร

อุณหภูมิส่งผลโดยตรงต่อจลนศาสตร์ทางเคมีไฟฟ้า: ที่อุณหภูมิต่ำ การเคลื่อนที่ของไอออนจะช้าลง ความต้านทานภายในจะสูงขึ้น และทั้งความจุในการคายประจุและการรับประจุจะลดลง สำหรับไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทศบาลที่ต้องให้แสงสว่างในเวลากลางคืนอย่างสม่ำเสมอตามตารางเวลาที่กำหนด ผลกระทบเหล่านี้ส่งผลให้ระยะเวลาการใช้งานสั้นกว่าที่คาดไว้ เวลาในการชาร์จใหม่นานขึ้นในช่วงเวลาที่มีแสงแดดสั้นๆ ในฤดูหนาว และความเสี่ยงต่อแบตเตอรี่เสียก่อนกำหนดเพิ่มขึ้น

ผลกระทบด้านการดำเนินงานสำหรับเทศบาล

ผลกระทบในทางปฏิบัติ ได้แก่ การไฟฟ้าดับบ่อยขึ้นในช่วงอากาศหนาวจัดเป็นเวลานาน ความจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้น (ต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้น) เพื่อให้บรรลุเป้าหมายระยะเวลาการใช้งานในฤดูหนาว ระบบการบำรุงรักษาและการตรวจสอบที่เข้มงวดมากขึ้น และความเสี่ยงต่อข้อพิพาทเรื่องการรับประกันเมื่อชาร์จหรือจัดเก็บแบตเตอรี่นอกเหนือขีดจำกัดที่ผู้ผลิตกำหนด ดังนั้น การจัดซื้อจัดจ้างและการออกแบบระบบของเทศบาลจึงต้องคำนึงถึงการลดกำลังการผลิตในสภาพอากาศหนาวเย็นอย่างสมจริง แทนที่จะใช้ข้อกำหนดมาตรฐานที่อุณหภูมิห้อง

เคมีของแบตเตอรี่และพฤติกรรมในสภาพอากาศหนาวเย็น

ภาพรวมของส่วนประกอบทางเคมีทั่วไปที่ใช้ในไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์

โครงการไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทศบาลโดยทั่วไปใช้แบตเตอรี่ตะกั่วกรด (แบบปิดผนึก GEL/AGM หรือแบบจุ่ม) และแบตเตอรี่ลิเธียม (ลิเธียม นิกเกิล แมงกานีส โคบอลต์ — NMC — และลิเธียม เหล็ก ฟอสเฟต — LiFePO4) แบตเตอรี่แต่ละชนิดมีความเปราะบางต่อสภาพอากาศหนาวเย็นและข้อกำหนดในการจัดการที่แตกต่างกัน

ประสิทธิภาพในการทนต่อความเย็นเปรียบเทียบ (ตารางสรุป)

ตารางต่อไปนี้สรุปพฤติกรรมทั่วไปในสภาพอากาศหนาวเย็น ตัวเลขเป็นค่าประมาณที่เป็นตัวแทนจากเอกสารเผยแพร่และแหล่งข้อมูลทางเทคนิค การตัดสินใจด้านการออกแบบควรใช้ข้อมูลจากผู้ผลิตสำหรับเซลล์/โมดูลที่เลือกใช้โดยเฉพาะ

แหล่งข้อมูล: Battery University และเอกสารข้อมูลของผู้ผลิตสำหรับกราฟการลดกำลังการทำงานทั่วไป โปรดดูข้อมูลอ้างอิงในตอนท้ายสำหรับลิงก์และวันที่

ประเด็นสำคัญทางด้านเคมี

แบตเตอรี่ตะกั่วกรด: อุณหภูมิต่ำจะลดความจุลงอย่างมากและเร่งการเกิดซัลเฟตถาวรหากมีการคายประจุและชาร์จซ้ำๆ ในที่เย็น แบตเตอรี่ลิเธียม (NMC): มีความหนาแน่นพลังงานดีกว่า แต่ไวต่อการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C มากกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4): นิยมใช้ในสภาพอากาศหนาวจัดเนื่องจากมีเสถียรภาพทางความร้อนและอายุการใช้งานยาวนาน แต่ยังคงต้องมีการควบคุมการชาร์จและบางครั้งอาจต้องให้ความร้อนแก่เซลล์เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในอุณหภูมิต่ำ

กลยุทธ์การออกแบบ การติดตั้ง และการดำเนินงานสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น

การจัดการความร้อนและตู้ครอบ

การออกแบบระบายความร้อนที่ดีเป็นหนึ่งในวิธีที่คุ้มค่าที่สุดในการปรับปรุงประสิทธิภาพในสภาพอากาศหนาวเย็น:

• กล่องแบตเตอรี่หุ้มฉนวน: ช่วยลดการสูญเสียความร้อนจากการแผ่รังสีในเวลากลางคืนและชะลอการลดลงของอุณหภูมิ รักษาความจุและประสิทธิภาพการรับประจุ
• มวลความร้อนแบบพาสซีฟ: การเพิ่มมวลหรือวัสดุเปลี่ยนสถานะ (PCM) สามารถช่วยลดผลกระทบจากเหตุการณ์อากาศเย็นจัดในระยะสั้นได้
• การทำความร้อนแบบแอคทีฟ: ตัวทำความร้อนแบบต้านทานหรือแบบควบคุมสามารถรักษาอุณหภูมิของแบตเตอรี่ให้อยู่เหนือเกณฑ์วิกฤตได้ ซึ่งมีประโยชน์ในสภาพอากาศหนาวจัด แต่จะเพิ่มภาระการใช้พลังงาน ควรใช้ตัวทำความร้อนร่วมกับเซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิเพื่อให้ทำงานเฉพาะเมื่อจำเป็นเท่านั้น

ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และกลยุทธ์การชาร์จ

ระบบ BMS อัจฉริยะมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในระดับเทศบาล:

• ข้อจำกัดในการชาร์จที่อุณหภูมิต่ำ: แบตเตอรี่ลิเธียมหลายชนิดไม่ควรรับการชาร์จเต็มที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) สามารถยับยั้งหรือปรับเปลี่ยนรูปแบบการชาร์จจนกว่าอุณหภูมิของเซลล์จะสูงขึ้นหรือระบบทำความร้อนทำงาน
• การประมาณค่าสถานะการชาร์จ (SoC) แบบปรับได้: อัลกอริทึมที่คำนึงถึงความจุที่ลดลงในอุณหภูมิต่ำจะช่วยป้องกันการคายประจุมากเกินไป
• ระบบวัดอุณหภูมิแบบไร้สายและการแจ้งเตือนระยะไกล: ช่วยให้ทีมบำรุงรักษาของเทศบาลสามารถดำเนินการเชิงป้องกันได้ (เช่น กำหนดเวลาบำรุงรักษาในเวลากลางวัน สั่งการให้เครื่องทำความร้อนทำงาน)

คำแนะนำด้านการจัดซื้อ การทดสอบ และข้อกำหนดสำหรับเทศบาล

ระบุประสิทธิภาพในฤดูหนาว ไม่ใช่แค่ค่าที่ระบุไว้เฉยๆ

ในการจัดทำข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการประกวดราคาไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทศบาล ต้องระบุสิ่งต่อไปนี้:

• กราฟแสดงการลดลงของความจุเทียบกับอุณหภูมิที่ผู้ผลิตเผยแพร่สำหรับแบตเตอรี่รุ่นนั้นๆ โดยเฉพาะ
• รับประกันชั่วโมงการทำงานขั้นต่ำที่อุณหภูมิการออกแบบที่เลวร้ายที่สุดของเทศบาล และปริมาณแสงแดดที่คาดการณ์ไว้ในฤดูหนาว
• คำอธิบายเกี่ยวกับการจัดการความร้อนของชุดแบตเตอรี่ และการใช้งานจริงที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในสภาพอากาศที่คล้ายคลึงกัน

การทดสอบและการยอมรับ

ควรระบุขั้นตอนการทดสอบไว้ในสัญญา:

• การทดสอบการยอมรับจากโรงงาน (FAT) ซึ่งรวมถึงรอบการชาร์จ/คายประจุที่อุณหภูมิต่ำ หากสามารถทำได้
• การทดสอบการใช้งาน ณ สถานที่จริง เพื่อบันทึกสถานะการชาร์จ (SoC), แรงดันไฟฟ้า และระยะเวลาการทำงาน ภายใต้สภาวะอุณหภูมิต่ำที่คาดการณ์ไว้
• การรับประกันที่ยาวนานขึ้น หรือการจัดหาหน่วยทดแทนสำหรับความเสียหายในช่วงต้นฤดูหนาวที่เกิดจากการลดกำลังการทำงานโดยไม่คาดคิดเนื่องจากความเย็นจัด

บริษัท กวางตง เกวนเติ้ง เทคโนโลยี จำกัด — โซลูชันสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น

ข้อมูลบริษัทและความเกี่ยวข้องกับโครงการของเทศบาล

บริษัท GuangDong Queneng Lighting Technology จำกัด ก่อตั้งขึ้นในปี 2556 โดยมุ่งเน้นที่ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ สปอตไลท์พลังงานแสงอาทิตย์ ไฟสวนพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟสนามหญ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟเสาพลังงานแสงอาทิตย์ แผงโซลาร์เซลล์ แหล่งจ่ายไฟกลางแจ้งแบบพกพาและแบตเตอรี่ การออกแบบโครงการแสงสว่าง และการผลิตและพัฒนาไฟ LED เคลื่อนที่สำหรับอุตสาหกรรม หลังจากพัฒนามาหลายปี เราได้กลายเป็นผู้จัดจำหน่ายที่ได้รับมอบหมายจากบริษัทจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์และโครงการวิศวกรรมที่มีชื่อเสียงมากมาย และเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านวิศวกรรมแสงสว่างพลังงานแสงอาทิตย์ โดยให้คำแนะนำและโซลูชันระดับมืออาชีพที่ปลอดภัยและน่าเชื่อถือแก่ลูกค้า

ความสามารถทางเทคนิค ใบรับรอง และข้อได้เปรียบ

บริษัท Queneng มีทีมวิจัยและพัฒนาที่มีประสบการณ์ อุปกรณ์ที่ทันสมัย ​​ระบบควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด และระบบการจัดการที่ครบวงจร บริษัทได้รับการรับรองมาตรฐานคุณภาพระดับสากล ISO 9001 และผ่านการตรวจสอบรับรองจาก TÜV ระดับสากล นอกจากนี้ Queneng ยังได้รับใบรับรองระดับสากลมากมาย เช่น CE, UL, BIS, CB, SGS, MSDS เป็นต้น ซึ่งใบรับรองเหล่านี้สนับสนุนข้อกำหนดการจัดซื้อจัดจ้างของเทศบาลในด้านการตรวจสอบย้อนกลับ ความปลอดภัย และคุณภาพที่สม่ำเสมอ

ผลิตภัณฑ์ที่เหมาะสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น

ผลิตภัณฑ์ของ Queneng ที่เกี่ยวข้องกับโครงการเทศบาลในสภาพอากาศหนาวเย็น ได้แก่:

• ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ พร้อมตัวเลือกแบตเตอรี่ LiFePO4 ในตัว และระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ออกแบบมาสำหรับการทำงานในอุณหภูมิต่ำ
• แผงโซลาร์เซลล์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานในสภาพแสงแดดน้อยและสภาพอากาศหนาวเย็น
• ไฟสปอตไลท์พลังงานแสงอาทิตย์, ไฟสวนพลังงานแสงอาทิตย์, ไฟสนามหญ้าพลังงานแสงอาทิตย์ และไฟเสาพลังงานแสงอาทิตย์ พร้อมตัวเรือนหุ้มฉนวน และโมดูลทำความร้อนเสริม (เลือกได้)

เหตุใดจึงควรเลือก Queneng สำหรับโครงการไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ของเทศบาล? จุดเด่นที่สำคัญ ได้แก่ ประสบการณ์โครงการกับบริษัทจดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์ ความสามารถในการให้คำปรึกษาด้านวิศวกรรม (การกำหนดขนาดระบบที่คำนึงถึงการลดกำลังการผลิตในสภาพอากาศเย็น) และโครงสร้างพื้นฐานด้านคุณภาพ/การรับรองที่แข็งแกร่ง ซึ่งช่วยให้การจัดซื้อจัดจ้างและการทดสอบการยอมรับของเทศบาลเป็นไปอย่างราบรื่น

รายการตรวจสอบเชิงปฏิบัติสำหรับผู้เขียนข้อกำหนดและวิศวกรของเทศบาล

รายการตรวจสอบการออกแบบ

• ตรวจสอบอุณหภูมิการออกแบบในกรณีที่เลวร้ายที่สุดและข้อมูลปริมาณแสงแดดในฤดูหนาวในพื้นที่นั้นๆ
• ระบุชนิดและผู้ผลิตแบตเตอรี่ และขอให้แสดงกราฟการลดกำลังการทำงานที่อุณหภูมิ -20°C, -10°C และ 0°C
• ต้องมีฟังก์ชัน BMS: การชาร์จที่ควบคุมด้วยอุณหภูมิ, การส่งข้อมูลทางไกล, การแก้ไข SoC ตามอุณหภูมิ
• ประเมินประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนแบบพาสซีฟเทียบกับระบบทำความร้อนแบบแอคทีฟ ในด้านต้นทุนและผลประโยชน์ในสภาพภูมิอากาศที่คาดการณ์ไว้

รายการตรวจสอบการปฏิบัติงาน

• รวมแผนการบำรุงรักษาตามฤดูกาล (การตรวจสอบกล่องแบตเตอรี่ การตรวจสอบฮีตเตอร์ การอัปเดตเฟิร์มแวร์)
• ตรวจสอบข้อมูลทางไกลและตั้งค่าการแจ้งเตือนเมื่ออัตราการรับประจุต่ำหรือแรงดันไฟฟ้าผิดปกติในช่วงฤดูหนาว
• วางแผนจัดเตรียมสินค้าสำรองและขั้นตอนการตอบสนองอย่างรวดเร็วสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญในช่วงที่มีอากาศหนาวจัดเป็นเวลานาน

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

1. โดยทั่วไปแล้วความจุของแบตเตอรี่จะลดลงมากน้อยแค่ไหนในสภาพอากาศหนาวเย็น?

การลดลงของความจุขึ้นอยู่กับชนิดของแบตเตอรี่ โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่ตะกั่วกรดอาจสูญเสียความจุ 30–60% ในช่วงอุณหภูมิ 0°C ถึง -20°C ในขณะที่แบตเตอรี่ลิเธียมมักสูญเสียความจุ 10–50% ในช่วงอุณหภูมิเดียวกัน ควรใช้กราฟแสดงการลดลงของความจุจากผู้ผลิตเพื่อดูตัวเลขที่แม่นยำ (ดูเอกสารอ้างอิง)

2. ฉันสามารถใช้แบตเตอรี่สำรองขนาดใหญ่กว่าแทนระบบจัดการความร้อนได้หรือไม่?

ใช่ การเพิ่มกำลังการผลิตจะช่วยชดเชยการลดกำลังการผลิต แต่จะเพิ่มต้นทุน น้ำหนัก และพื้นที่ติดตั้ง การผสมผสานการเพิ่มขนาดอย่างเหมาะสมเข้ากับฉนวนกันความร้อนและระบบจัดการแบตเตอรี่อัจฉริยะมักจะมีประสิทธิภาพมากกว่าการเพิ่มขนาดแบตเตอรี่เพียงอย่างเดียว

3. แบตเตอรี่ LiFePO4 เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสภาพอากาศหนาวเย็นเสมอไปหรือไม่?

แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) มักให้ความสมดุลที่ดีที่สุดระหว่างความเสถียรในอุณหภูมิต่ำ อายุการใช้งาน และความปลอดภัย แต่ยังคงต้องการการควบคุมจากระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวจัด อาจต้องใช้ความร้อนระหว่างการชาร์จ พิจารณาต้นทุนรวมของระบบ ความสามารถในการบำรุงรักษา และประวัติของผู้จำหน่ายด้วย

4. ในช่วงฤดูหนาวจะมีข้อจำกัดด้านการชาร์จไฟอะไรบ้าง?

แบตเตอรี่ลิเธียมหลายชนิดไม่ควรชาร์จเร็วที่อุณหภูมิต่ำกว่า 0°C โดยไม่ทำการให้ความร้อนแก่เซลล์ก่อน เพราะการเกิดคราบลิเธียมอาจทำให้เซลล์เสียหายอย่างถาวร ส่วนแบตเตอรี่ตะกั่วกรดก็รับประจุได้ไม่ดีที่อุณหภูมิต่ำ และอาจเสียหายได้จากแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จที่ไม่ถูกต้อง จึงจำเป็นต้องมีการชดเชยอุณหภูมิที่เหมาะสม

5. ฉันจะตรวจสอบประสิทธิภาพในช่วงฤดูหนาวระหว่างการทดสอบระบบได้อย่างไร?

รวมถึงการทดสอบการทำงาน ณ สถานที่จริงภายใต้อุณหภูมิกลางคืนที่เป็นตัวแทน ตรวจสอบบันทึกอุณหภูมิของระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) และทดสอบการยอมรับการชาร์จในระหว่างการจำลองแสงแดดในตอนเช้า ขอเอกสารจากผู้จำหน่ายที่ยืนยันการใช้งานภาคสนามในเขตภูมิอากาศที่คล้ายคลึงกัน

ติดต่อสอบถามและขอคำปรึกษาเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์

หากคุณกำลังกำหนดหรือบริหารจัดการโครงการไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับเทศบาล และต้องการความช่วยเหลือในการเลือกแบตเตอรี่สำหรับสภาพอากาศหนาวเย็น การออกแบบระบบ หรือข้อกำหนดในการจัดซื้อจัดจ้าง บริษัท GuangDong Queneng Lighting Technology Co., Ltd. ให้คำปรึกษาด้านวิศวกรรม ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว (ไฟถนนพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟสปอตไลท์พลังงานแสงอาทิตย์ ไฟสนามหญ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ไฟเสาพลังงานแสงอาทิตย์ แผงโซลาร์เซลล์ ไฟสวนพลังงานแสงอาทิตย์) และโซลูชันที่ผ่านการทดสอบภาคสนามแล้ว ติดต่อ Queneng เพื่อขอรับการสนับสนุนด้านการออกแบบ เอกสารข้อมูล และเงื่อนไขการรับประกันที่ตรงกับความต้องการของเทศบาลของคุณ

เอกสารอ้างอิงและการอ่านเพิ่มเติม

• Battery University — บทความต่างๆ เกี่ยวกับประสิทธิภาพและการชาร์จแบตเตอรี่ เช่น BU‑808: การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและการอภิปรายเรื่องการลดกำลังการชาร์จ https://batteryuniversity.com/ (เข้าถึงเมื่อ 2026‑01‑02)
• ห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL) — แหล่งข้อมูลการวิจัยด้านการจัดเก็บพลังงานและพลังงานแสงอาทิตย์ https://www.nrel.gov/research/energy-storage (เข้าถึงเมื่อ 2 มกราคม 2026)
• IEEE Spectrum — บทความเกี่ยวกับพฤติกรรมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในอุณหภูมิต่ำ https://spectrum.ieee.org/why-lithiumion-batteries-struggle-in-the-cold (เข้าถึงเมื่อ 2 มกราคม 2026)
• วิกิพีเดีย — หน้าข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับเคมีของแบตเตอรี่: แบตเตอรี่ตะกั่วกรด, แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน, แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต https://en.wikipedia.org/wiki/Lead%E2%80%93acid_battery ; https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery ; https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_iron_phosphate_battery (เข้าถึงเมื่อ 2026-01-02)
• เอกสารข้อมูลจำเพาะของผู้ผลิตและหน้าข้อมูลจำเพาะของระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) — โปรดตรวจสอบกับผู้จำหน่ายแบตเตอรี่แต่ละรายสำหรับกราฟการลดกำลังไฟที่อุณหภูมิต่ำที่ได้รับการตรวจสอบแล้วและขีดจำกัดการชาร์จ (ซึ่งจำเป็นสำหรับข้อกำหนดในสัญญา)