Quelle est la plage de température de fonctionnement certifiée pour les appliques murales solaires extérieures et leur batterie

Appliques murales solaires extérieures sont des produits d’éclairage qui dépendent des conditions environnementales pour fonctionner et dont les performances sont étroitement liées à la température. La plage de température de fonctionnement est un indicateur technique clé pour mesurer leur fiabilité et leur adéquation. Il définit les températures ambiantes minimales et maximales que le luminaire et son composant principal —la batterie— peuvent supporter sans affecter le fonctionnement normal et la durée de vie. Cette gamme de certification a un impact direct sur l’adéquation du produit dans divers climats à travers le monde.

Performances des panneaux solaires à différentes températures
Le cœur d’une applique murale solaire est le module photovoltaïque, ou panneau solaire. Le principe de l’effet photovoltaïque stipule que l’efficacité des cellules solaires est affectée par la température. À mesure que la température augmente, la tension en circuit ouvert de la cellule solaire diminue, ce qui entraîne une diminution de la puissance de sortie, un phénomène connu sous le nom de « chute thermique » Même dans la chaleur de l’été, avec un ensoleillement abondant, l’efficacité d’un panneau solaire peut être inférieure à celle d’un printemps doux. La conception professionnelle prend en compte la dissipation de la chaleur, garantissant un fonctionnement stable du panneau solaire à haute température grâce à la sélection des matériaux et à la conception structurelle.

Composant principal : plage de température de fonctionnement de la batterie
La batterie est le centre de stockage d’énergie d’une applique murale solaire et ses performances sont beaucoup plus sensibles à la température que celles du panneau solaire. Actuellement, les types de batteries couramment utilisés dans les appliques solaires sont les batteries lithium-ion (Li-ion) et les batteries lithium fer phosphate (LiFePO4). Les plages de température de fonctionnement certifiées pour ces deux types de batteries diffèrent considérablement.

Batteries lithium-ion (Li-ion)

Plage de température de charge : lors d'une charge à des températures inférieures à 0°C, les ions lithium peuvent former du lithium métallique sur la surface de l'électrode négative, provoquant un dépôt irréversible de lithium. Cela réduit non seulement considérablement la capacité de la batterie, mais peut également provoquer des courts-circuits internes, augmentant ainsi les risques pour la sécurité.

Plage de température de décharge : à basse température, la viscosité de l'électrolyte dans la batterie augmente, ralentissant la migration des ions. Cela augmente la résistance interne de la batterie, réduit la tension de sortie et réduit considérablement la capacité disponible.

Batteries au lithium fer phosphate (LiFePO4)

Plage de température de charge : comme pour les batteries lithium-ion, la charge à basse température peut également affecter leurs performances. Cependant, par rapport aux batteries lithium-ion, les batteries lithium fer phosphate sont plus stables à haute température et moins sujettes à l’emballement thermique.

Plage de température de décharge : les batteries lithium fer phosphate subissent une dégradation relativement minime des performances lorsqu'elles sont déchargées à basse température, ce qui se traduit par une durée de vie plus longue et une sécurité améliorée, ce qui en fait un choix plus adapté aux régions froides.

Impacts des températures extrêmes et contre-mesures

Dépasser la plage de température de fonctionnement certifiée peut avoir divers effets négatifs sur les appliques solaires.

Impacts des hautes températures :

Vieillissement accéléré de la batterie : les températures élevées accélèrent les réactions chimiques au sein de la batterie, provoquant une dégradation rapide de la capacité et raccourcissant sa durée de vie.

Risques de sécurité accrus : des températures excessivement élevées peuvent déclencher un emballement thermique, pouvant même conduire à une combustion ou à une explosion.

Dégradation lumineuse exacerbée des LED : les températures élevées accélèrent le vieillissement des puces LED, provoquant une diminution rapide du flux lumineux et compromettant les performances d'éclairage.

Impacts des basses températures :

Chute soudaine de la capacité de la batterie : les basses températures augmentent la résistance interne de la batterie, réduisant considérablement sa capacité disponible et rendant impossible la fourniture d'un éclairage suffisant la nuit.

Impossible de charger : en dessous de la température de charge, l'électricité générée par le panneau solaire ne peut pas être stockée en toute sécurité dans la batterie, ce qui fait que la lumière ne parvient pas à stocker efficacement l'énergie pendant la journée.

Fragilisation des plastiques : les températures extrêmes peuvent affaiblir les composants en plastique du boîtier léger, les rendant ainsi susceptibles de se fissurer.