El alumbrado público solar se ha convertido en un elemento esencial de la infraestructura urbana moderna, ofreciendo una solución de iluminación ecológica y rentable. Estas luces utilizan diversos tipos de baterías para almacenar la energía captada por los paneles solares durante el día.
1. Las farolas solares suelen utilizar baterías de fosfato de hierro y litio:
¿Qué es una batería de fosfato de hierro y litio?
Una batería de fosfato de hierro y litio es un tipo de batería de iones de litio que utiliza fosfato de hierro y litio (LiFePO₄) como material catódico y carbono como material anódico. El voltaje nominal de una celda es de 3,2 V y el voltaje de corte de carga está entre 3,6 V y 3,65 V. Durante la carga, los iones de litio se desprenden del fosfato de hierro y litio y viajan a través del electrolito hasta el ánodo, donde se incrustan en el carbono. Simultáneamente, se liberan electrones del cátodo y viajan a través del circuito externo hasta el ánodo para mantener el equilibrio de la reacción química. Durante la descarga, los iones de litio se mueven del ánodo al cátodo a través del electrolito, mientras que los electrones se mueven del ánodo al cátodo a través del circuito externo, suministrando energía al exterior.
La batería de fosfato de hierro y litio combina numerosas ventajas: alta densidad energética, tamaño compacto, carga rápida, durabilidad y buena estabilidad. Sin embargo, también es la más cara de todas. Normalmente admite entre 1500 y 2000 cargas de ciclo profundo y puede durar entre 8 y 10 años con un uso normal. Funciona en un amplio rango de temperaturas, de -40 °C a 70 °C.
2. Baterías coloidales comúnmente utilizadas en farolas solares:
¿Qué es una batería coloidal?
Una batería coloidal es un tipo de batería de plomo-ácido en la que se añade un agente gelificante al ácido sulfúrico, convirtiendo el electrolito en un estado gelatinoso. Estas baterías, con su electrolito gelificado, se denominan baterías coloidales. A diferencia de las baterías de plomo-ácido convencionales, las baterías coloidales mejoran las propiedades electroquímicas de la estructura base del electrolito.
Las baterías coloidales no requieren mantenimiento, lo que elimina los frecuentes problemas de mantenimiento asociados con las baterías de plomo-ácido. Su estructura interna reemplaza el electrolito de ácido sulfúrico líquido por una versión gelificada, lo que mejora significativamente el almacenamiento de energía, la capacidad de descarga, la seguridad y la vida útil, superando en algunos casos el precio de las baterías ternarias de iones de litio. Las baterías coloidales pueden funcionar en un rango de temperatura de -40 °C a 65 °C, lo que las hace aptas para su uso en regiones más frías. Además, son resistentes a los impactos y se pueden utilizar con seguridad en diversas condiciones adversas. Su vida útil es el doble o incluso más larga que la de las baterías de plomo-ácido convencionales.
3. Baterías de iones de litio NMC comúnmente utilizadas en farolas solares:
Las baterías de iones de litio NMC ofrecen numerosas ventajas: alta energía específica, tamaño compacto y carga rápida. Suelen soportar entre 500 y 800 cargas de ciclo profundo, con una vida útil similar a la de las baterías coloidales. Su rango de temperatura de funcionamiento es de -15 °C a 45 °C. Sin embargo, las baterías de iones de litio NMC también presentan desventajas, como una menor estabilidad interna. Si son fabricadas por fabricantes no cualificados, existe riesgo de explosión durante la sobrecarga o en entornos con temperaturas más altas.
4. Baterías de plomo-ácido comúnmente utilizadas en farolas solares:
Las baterías de plomo-ácido tienen electrodos compuestos de plomo y óxido de plomo, con un electrolito de solución de ácido sulfúrico. Sus principales ventajas son su voltaje relativamente estable y su bajo costo. Sin embargo, su energía específica es menor, lo que resulta en un mayor volumen en comparación con otras baterías. Su vida útil es relativamente corta, generalmente soportando entre 300 y 500 cargas de ciclo profundo, y requieren un mantenimiento frecuente. A pesar de estas desventajas, las baterías de plomo-ácido siguen utilizándose ampliamente en la industria del alumbrado público solar debido a su bajo costo.
La elección de la batería para farolas solares depende de factores como la eficiencia energética, la vida útil, las necesidades de mantenimiento y el coste. Cada tipo de batería tiene sus propias ventajas, adaptándose a diferentes requisitos y condiciones, lo que garantiza que las farolas solares sigan siendo una solución de iluminación fiable y sostenible.
Hora de publicación: 05-jul-2024
