Was ist der zertifizierte Betriebstemperaturbereich für die solaren Außenwandleuchten und deren Batterie

Solar-Außenwandleuchten sind Beleuchtungsprodukte, deren Betrieb von den Umgebungsbedingungen abhängt und deren Leistung eng mit der Temperatur verknüpft ist. Der Betriebstemperaturbereich ist ein wichtiger technischer Indikator zur Messung ihrer Zuverlässigkeit und Eignung. Es definiert die minimalen und maximalen Umgebungstemperaturen, denen die Leuchte und ihre Kernkomponente —die Batterie— standhalten können, ohne die normale Funktion und Lebensdauer zu beeinträchtigen. Diese Zertifizierungsreihe wirkt sich direkt auf die Eignung des Produkts in verschiedenen Klimazonen auf der ganzen Welt aus.

Leistung von Solarmodulen bei unterschiedlichen Temperaturen
Der Kern einer Solarwandleuchte ist das Photovoltaikmodul oder Solarpanel. Das Prinzip des Photovoltaikeffekts besagt, dass die Effizienz von Solarzellen von der Temperatur beeinflusst wird. Mit steigender Temperatur sinkt die Leerlaufspannung der Solarzelle, was zu einer Verringerung der Ausgangsleistung führt, ein Phänomen, das als „thermischer Abfall“ bekannt ist Selbst in der Sommerhitze und bei reichlich Sonnenlicht kann der Wirkungsgrad eines Solarpanels geringer sein als in einem milden Frühling. Professionelles Design berücksichtigt die Wärmeableitung und gewährleistet durch Materialauswahl und Strukturdesign einen stabilen Betrieb des Solarpanels bei hohen Temperaturen.

Kernkomponente: Betriebstemperaturbereich der Batterie
Die Batterie ist das Energiespeicherzentrum einer Solarwandleuchte und ihre Leistung ist viel temperaturempfindlicher als die des Solarpanels. Derzeit werden in Solarwandleuchten üblicherweise Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen) und Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4) verwendet. Die zertifizierten Betriebstemperaturbereiche für diese beiden Batterietypen unterscheiden sich erheblich.

Lithium-Ionen-Batterien (Li-Ionen)

Ladetemperaturbereich: Beim Laden bei Temperaturen unter 0°C können Lithiumionen metallisches Lithium auf der negativen Elektrodenoberfläche bilden, was zu einer irreversiblen Lithiumablagerung führt. Dies verringert nicht nur die Batteriekapazität erheblich, sondern kann auch zu internen Kurzschlüssen führen, was die Sicherheitsrisiken erhöht.

Entladetemperaturbereich: Bei niedrigen Temperaturen steigt die Elektrolytviskosität innerhalb der Batterie an, wodurch die Ionenmigration verlangsamt wird. Dies erhöht den Innenwiderstand der Batterie, reduziert die Ausgangsspannung und reduziert die verfügbare Kapazität erheblich.

Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4)

Ladetemperaturbereich: Ähnlich wie bei Lithium-Ionen-Batterien kann auch das Laden bei niedrigen Temperaturen deren Leistung beeinträchtigen. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien jedoch bei hohen Temperaturen stabiler und weniger anfällig für thermisches Durchgehen.

Entladetemperaturbereich: Lithium-Eisenphosphat-Batterien weisen beim Entladen bei niedrigen Temperaturen eine relativ minimale Leistungsverschlechterung auf, was zu einer längeren Lebensdauer und verbesserter Sicherheit führt und sie zu einer geeigneteren Wahl für kalte Regionen macht.

Auswirkungen extremer Temperaturen und Gegenmaßnahmen

Das Überschreiten des zertifizierten Betriebstemperaturbereichs kann vielfältige negative Auswirkungen auf Solarwandleuchten haben.

Auswirkungen hoher Temperaturen:

Beschleunigte Batteriealterung: Hohe Temperaturen beschleunigen chemische Reaktionen innerhalb der Batterie, was zu einer schnellen Kapazitätsverschlechterung führt und ihre Lebensdauer verkürzt.

Erhöhte Sicherheitsrisiken: Übermäßig hohe Temperaturen können ein thermisches Durchgehen auslösen, das sogar zu Verbrennung oder Explosion führen kann.

Verschärfte Verschlechterung des LED-Leuchtflusses: Hohe Temperaturen beschleunigen die Alterung von LED-Chips, was zu einer schnellen Abnahme des Lichtstroms und einer Beeinträchtigung der Beleuchtungsleistung führt.

Auswirkungen niedriger Temperaturen:

Plötzlicher Abfall der Batteriekapazität: Niedrige Temperaturen erhöhen den Innenwiderstand der Batterie, verringern ihre verfügbare Kapazität erheblich und machen es unmöglich, nachts ausreichend Beleuchtung bereitzustellen.

Nicht laden: Unterhalb der Ladetemperatur kann der vom Solarpanel erzeugte Strom nicht sicher in der Batterie gespeichert werden, was dazu führt, dass das Licht tagsüber keine effektive Energiespeicherung ermöglicht.

Versprödende Kunststoffe: Extreme Temperaturen können die Kunststoffkomponenten des Lichtgehäuses schwächen und sie anfällig für Risse machen.