Qual è l'intervallo di temperatura di esercizio certificato per le luci solari da parete esterne e la loro batteria

Luci solari da parete per esterni sono prodotti di illuminazione che si basano sulle condizioni ambientali per il funzionamento e le loro prestazioni sono strettamente legate alla temperatura. L'intervallo di temperatura di esercizio è un indicatore tecnico chiave per misurarne l'affidabilità e l'idoneità. Definisce le temperature ambiente minime e massime che l'apparecchio di illuminazione e il suo componente principale —la batteria— possono sopportare senza comprometterne il normale funzionamento e la durata. Questa gamma di certificazione ha un impatto diretto sull'idoneità del prodotto in diversi climi in tutto il mondo.

Prestazioni del pannello solare a diverse temperature
Il nucleo di una lampada solare da parete è il modulo fotovoltaico, o pannello solare. Il principio dell'effetto fotovoltaico impone che l'efficienza delle celle solari sia influenzata dalla temperatura. All'aumentare della temperatura, la tensione a circuito aperto della cella solare diminuisce, determinando una diminuzione della potenza in uscita, un fenomeno noto come "abbassamento termico" Anche nel caldo estivo, con abbondante luce solare, l'efficienza di un pannello solare può essere inferiore rispetto a una primavera mite. La progettazione professionale tiene conto della dissipazione del calore, garantendo un funzionamento stabile del pannello solare ad alte temperature attraverso la selezione dei materiali e la progettazione strutturale.

Componente principale: intervallo di temperatura di funzionamento della batteria
La batteria è il centro di accumulo di energia di una lampada solare da parete e le sue prestazioni sono molto più sensibili alla temperatura rispetto a quelle del pannello solare. Attualmente, i tipi di batterie comunemente utilizzati nelle luci solari da parete sono le batterie agli ioni di litio (Li-ion) e le batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4). Gli intervalli di temperatura di esercizio certificati per questi due tipi di batterie differiscono notevolmente.

Batterie agli ioni di litio (Li-ion)

Intervallo di temperatura di carica: quando si carica a temperature inferiori a 0°C, gli ioni di litio possono formare litio metallico sulla superficie dell'elettrodo negativo, causando una deposizione irreversibile di litio. Ciò non solo riduce gravemente la capacità della batteria, ma può anche causare cortocircuiti interni, aumentando i rischi per la sicurezza.

Intervallo di temperatura di scarica: a basse temperature, la viscosità dell'elettrolita all'interno della batteria aumenta, rallentando la migrazione degli ioni. Ciò aumenta la resistenza interna della batteria, riduce la tensione di uscita e riduce significativamente la capacità disponibile.

Batterie al litio ferro fosfato (LiFePO4)

Intervallo di temperatura di ricarica: analogamente alle batterie agli ioni di litio, anche la ricarica a basse temperature può influire sulle loro prestazioni. Tuttavia, rispetto alle batterie agli ioni di litio, le batterie al litio ferro fosfato sono più stabili alle alte temperature e meno soggette a fuga termica.

Intervallo di temperatura di scarica: le batterie al litio ferro fosfato subiscono un degrado delle prestazioni relativamente minimo quando scaricate a basse temperature, con conseguente maggiore durata e maggiore sicurezza, rendendole una scelta più adatta per le regioni fredde.

Impatti delle temperature estreme e contromisure

Il superamento dell'intervallo di temperatura di esercizio certificato può avere diversi effetti negativi sulle lampade solari da parete.

Impatti delle alte temperature:

Invecchiamento accelerato della batteria: le alte temperature accelerano le reazioni chimiche all'interno della batteria, causando un rapido degrado della capacità e riducendone la durata utile.

Aumento dei rischi per la sicurezza: temperature eccessivamente elevate possono innescare una fuga termica, portando anche alla combustione o all’esplosione.

Degradazione luminosa aggravata dei LED: le alte temperature accelerano l'invecchiamento dei chip LED, causando una rapida diminuzione del flusso luminoso e compromettendo le prestazioni di illuminazione.

Impatti delle basse temperature:

Calo improvviso della capacità della batteria: le basse temperature aumentano la resistenza interna della batteria, riducendone significativamente la capacità disponibile e rendendo impossibile fornire un'illuminazione sufficiente di notte.

Impossibile caricare: al di sotto della temperatura di carica, l'elettricità generata dal pannello solare non può essere immagazzinata in modo sicuro nella batteria, con il risultato che la luce non riesce a immagazzinare efficacemente energia durante il giorno.

Fragilizzazione della plastica: le temperature estreme possono indebolire i componenti in plastica dell'alloggiamento della lampada, rendendoli soggetti a crepe.