L'éclairage public solaire est devenu un élément essentiel des infrastructures urbaines modernes, offrant une solution d'éclairage écologique et économique. Ces lampes fonctionnent grâce à différents types de batteries qui stockent l'énergie captée par les panneaux solaires durant la journée.
1. Les lampadaires solaires utilisent généralement des batteries au lithium fer phosphate :
Qu'est-ce qu'une batterie lithium-fer-phosphate ?
Une batterie lithium-fer-phosphate est un type de batterie lithium-ion utilisant le phosphate de fer lithié (LiFePO4) comme matériau de cathode et du carbone comme matériau d'anode. La tension nominale d'un élément est de 3,2 V et la tension de coupure de charge se situe entre 3,6 V et 3,65 V. Lors de la charge, les ions lithium se détachent du phosphate de fer lithié et migrent à travers l'électrolyte vers l'anode, où ils s'incorporent au matériau de carbone. Simultanément, des électrons sont libérés de la cathode et circulent dans le circuit externe vers l'anode afin de maintenir l'équilibre de la réaction chimique. Lors de la décharge, les ions lithium se déplacent de l'anode vers la cathode à travers l'électrolyte, tandis que les électrons circulent de l'anode vers la cathode dans le circuit externe, fournissant ainsi de l'énergie au système électrique.
La batterie lithium-fer-phosphate présente de nombreux avantages : haute densité énergétique, format compact, charge rapide, durabilité et grande stabilité. Cependant, c’est aussi la plus chère de toutes les batteries. Elle supporte généralement 1 500 à 2 000 cycles de charge/décharge profonde et sa durée de vie est de 8 à 10 ans en utilisation normale. Elle fonctionne dans une large plage de températures, de -40 °C à 70 °C.
2. Batteries colloïdales couramment utilisées dans les lampadaires solaires :
Qu'est-ce qu'une batterie colloïdale ?
Une batterie colloïdale est un type de batterie au plomb-acide dans laquelle un agent gélifiant est ajouté à l'acide sulfurique, transformant ainsi l'électrolyte en un gel. Ces batteries, avec leur électrolyte gélifié, sont appelées batteries colloïdales. Contrairement aux batteries au plomb-acide classiques, les batteries colloïdales présentent des propriétés électrochimiques améliorées grâce à une structure de base de l'électrolyte plus performante.
Les batteries colloïdales ne nécessitent aucun entretien, contrairement aux batteries au plomb qui requièrent fréquemment cette maintenance. Leur structure interne remplace l'électrolyte liquide d'acide sulfurique par un gel, ce qui améliore considérablement le stockage d'énergie, la capacité de décharge, la sécurité et la durée de vie, surpassant parfois même les batteries lithium-ion ternaires en termes de prix. Fonctionnant dans une plage de températures allant de -40 °C à 65 °C, elles sont parfaitement adaptées aux régions froides. Résistantes aux chocs, elles peuvent être utilisées en toute sécurité dans des conditions difficiles. Leur durée de vie est au moins deux fois supérieure à celle des batteries au plomb classiques.
3. Batteries lithium-ion NMC couramment utilisées dans les lampadaires solaires :
Les batteries lithium-ion NMC offrent de nombreux avantages : une énergie spécifique élevée, une taille compacte et une charge rapide. Elles supportent généralement 500 à 800 cycles de charge/décharge profonde, avec une durée de vie comparable à celle des batteries colloïdales. Leur plage de températures de fonctionnement s'étend de -15 °C à 45 °C. Cependant, les batteries lithium-ion NMC présentent également des inconvénients, notamment une stabilité interne moindre. Fabriquées par des entreprises non qualifiées, elles peuvent exploser en cas de surcharge ou dans des environnements à haute température.
4. Batteries au plomb couramment utilisées dans les lampadaires solaires :
Les batteries au plomb-acide possèdent des électrodes composées de plomb et d'oxyde de plomb, avec un électrolyte constitué d'une solution d'acide sulfurique. Leurs principaux avantages résident dans leur tension relativement stable et leur faible coût. Cependant, leur capacité énergétique est inférieure, ce qui se traduit par un volume plus important que celui des autres types de batteries. Leur durée de vie est relativement courte, généralement de 300 à 500 cycles de charge/décharge profonds, et elles nécessitent un entretien fréquent. Malgré ces inconvénients, les batteries au plomb-acide restent largement utilisées dans le secteur de l'éclairage public solaire en raison de leur avantage économique.
Le choix de la batterie pour l'éclairage public solaire dépend de facteurs tels que l'efficacité énergétique, la durée de vie, les besoins de maintenance et le coût. Chaque type de batterie présente des avantages spécifiques, répondant à des exigences et des conditions différentes, et garantissant ainsi que l'éclairage public solaire demeure une solution d'éclairage fiable et durable.
Date de publication : 5 juillet 2024
