Tinkamo akumuliatoriaus pasirinkimas saulės baterijoms skirtiems kelių smeigėms: Ni-MH ir ličio jonų
Kalbant apie saulės energija varomus kelių stulpelius, akumuliatorius yra sistemos širdis. Jis kaupia fotovoltinės plokštės dieną sukauptą energiją ir naktį maitina šviesos diodus, tiesiogiai nulemdamas, kiek laiko stulpelis gali apšviesti kelią, kaip patikimai jis veikia skirtingomis klimato sąlygomis ir kaip dažnai jį reikia keisti. Šiandien rinkoje dominuoja dviejų tipų akumuliatoriai: nikelio-metalo hidrido (Ni-MH) ir ličio (paprastai ličio jonų arba LiFePO₄). Norint pasirinkti tinkamą saulės energija varomą kelių stulpelį konkrečiam projektui, nesvarbu, ar tai greitkelis, pėsčiųjų perėja, ar oro uosto kilimo ir tūpimo takas, būtina suprasti jų skirtumus.
Ni-MH baterijos jau daugelį metų yra tradicinis saulės kelių iškišų darbinis arkliukas. Jos vertinamos dėl savo tvirtumo ir saugumo. Vienas didžiausių Ni-MH chemijos privalumų yra gebėjimas toleruoti ekstremalias temperatūras, ypač šaltą orą. Nors ličio baterijas sunku įkrauti žemiau nulio, Ni-MH elementai gali veikti ir patikimai įkrauti net -20 °C temperatūroje be specialių apsaugos grandinių. Dėl to Ni-MH yra patikimas pasirinkimas regionams, kuriuose žiemos atšiaurios. Be to, Ni-MH baterijos yra iš esmės stabilios ir praktiškai nekelia jokios šiluminio išsiveržimo ar gaisro rizikos, net jei kelio iškišą įskelia sunki transporto priemonė. Jos taip pat yra pigesnės iš pradžių, o tai gali būti lemiamas veiksnys įgyvendinant didelio masto viešosios infrastruktūros projektus, kurių biudžetas ribotas. Tačiau Ni-MH baterijos turi apribojimų. Jų energijos tankis yra mažesnis, todėl jos yra sunkesnės ir didesnės, esant tai pačiai talpai. Tai riboja saulės kelių iškišo plonumą ir kompaktiškumą. Dar svarbiau, kad Ni-MH baterijos pasižymi gana dideliu savaiminio išsikrovimo greičiu: neveikdamos jos gali prarasti nuo penkiolikos iki dvidešimties procentų sukauptos įkrovos per mėnesį. Po kelių iš eilės debesuotų dienų Ni-MH baterijos gali neišsilaikyti visą naktį. Jų įkrovimo ciklas paprastai yra apie penkis šimtus–aštuonis šimtus kartų, o tai yra pakankamai, bet ne išskirtinai.
Ličio baterijos, ypač ličio geležies fosfato (LiFePO₄) atmainos, tapo šiuolaikiniu aukščiausios kokybės saulės kelių iškiliųjų elementų standartu. Jų pagrindinis privalumas yra energijos tankis. Ličio baterija gali kaupti tą patį energijos kiekį korpuse, kuris yra keturiasdešimt–penkiasdešimt procentų lengvesnis ir žymiai plonesnis nei Ni-MH atitikmuo. Tai leidžia gamintojams gaminti žemo profilio, aerodinaminius kelių iškiliuosius elementus, kuriuos mažesnė tikimybė išjudinti sniego valytuvų ar intensyvaus eismo metu. Ličio baterijos taip pat pasižymi savaiminio išsikrovimo savybėmis – per mėnesį praranda tik du–tris procentus savo įkrovos. Dėl to saulės kelių iškilioji baterija, aprūpinta ličio baterija, gali išlikti funkcionali po visos apsiniaukusios savaitės, užtikrindama nuolatinį apšvietimą, kai to labiausiai reikia. Be to, ličio baterijos pasižymi daug ilgesniu ciklų tarnavimo laiku, dažnai siekiančiu nuo penkiolikos iki dvidešimt penkių šimtų įkrovimo-iškrovimo ciklų. Tai reiškia, kad jos gali tarnauti tris–keturis kartus ilgiau nei Ni-MH baterijos, kol jas reikia keisti, todėl sumažėja ilgalaikės priežiūros išlaidos. Dar vienas privalumas – stabili įtampa: ličio elementai tiekia beveik pastovią įtampą, kol beveik visiškai išsikrauna, todėl šviesos diodai visą naktį šviečia visu ryškumu, o ne palaipsniui pritemsta.
Vis dėlto ličio baterijos nėra be iššūkių. Didžiausias jų trūkumas yra jautrumas žemai temperatūrai įkrovimo metu. Žemesnėje nei 0 °C temperatūroje standartinės ličio baterijos įkrovimas gali padaryti jai negrįžtamą žalą. Nors LiFePO₄ elementai pagerina veikimą žemoje temperatūroje, jiems vis tiek reikalingos įmontuotos akumuliatoriaus valdymo sistemos, kurios arba sustabdo įkrovimą esant užšalimo sąlygoms, arba pirmiausia naudoja nedidelį kiekį sukauptos energijos, kad pašildytų elementus. Tai padidina sudėtingumą ir kainą. Be to, ličio baterijų pradinė kaina yra didesnė, paprastai trisdešimt–penkiasdešimt procentų didesnė nei Ni-MH baterijų. Žemos kokybės ličio elementai taip pat gali kelti pavojų saugai, jei sugenda apsauginė grandinė, nors gerbiami gamintojai tai sumažina naudodami tvirtas konstrukcijas.
Taigi, kokią bateriją turėtumėte pasirinkti savo saulės energija varomiems kelių stulpeliams? Atsakymas visiškai priklauso nuo jūsų vietos klimato, našumo reikalavimų ir biudžeto. Regionams, kuriuose žiemos ilgai išlieka minusinės, Ni-MH išlieka saugesnis ir ekonomiškesnis pasirinkimas, nes jį galima įkrauti be specialios apsaugos. Vidutinio ir šilto klimato sąlygomis arba tose srityse, kur prioritetas teikiamas plonam profiliui ir ilgam veikimo laikui, ličio, ypač LiFePO₄, akumuliatoriai yra geresnis pasirinkimas. Mažas savaiminis išsikrovimas, ilgas ciklo tarnavimo laikas ir pastovus ryškumas užtikrina geresnę vertę per visą produkto gyvavimo laiką. Galiausiai, abiejų tipų akumuliatoriai įrodė savo patikimumą milijonuose saulės energija varomų kelių stulpelių visame pasaulyje. Suprasdami jų unikalias savybes, galite priimti pagrįstą sprendimą, kuris užtikrins jūsų kelių saugumą ilgiau.