充電式の非常灯は、毎日サイクルされる小さなエネルギーシステムです。昼には太陽光パネルがシンプルな充電マネージャーを通じてバッテリーを充電し；夕暮れには同じバッテリーが、複数の輝度モードにわたって定電流LEDドライバーに給電し、時にはUSBポートで携帯電話を補充します。何年もフロート状態の固定型非常灯とは異なり、携帯型ソーラーランタンは毎晩深くサイクルされるため、バッテリーの問題は待機寿命からサイクル寿命、充電受入性、安全な化学種の1グラムあたりの使えるエネルギーへと組み替えられます。
オフグリッドのピコソーラー照明の参照枠組みはIEC 62257シリーズで、特に携帯型PVランタンとソーラーホームキットの選定・比較試験のためのIEC TS 62257-9-5、品質要求のためのIEC TS 62257-9-8です。Lighting GlobalやVeraSolといった独立プログラム（およびUNHCRのような人道支援購入者）はこれらの方法で試験し、販売上の主張ではなく、検証済みのルーメン出力、稼働時間、バッテリー性能を公表します。
調達仕様は、その電気的契約をよく示しています。代表的なUNHCRの多目的ソーラーランタン仕様は、少なくとも500ルーメン時間、最高設定で少なくとも5時間、最低設定で少なくとも12時間の光に足る充電式バッテリー、90%以上のバッテリー充電効率、そしてエンドユーザーが交換できるバッテリーを求めます。これらの数字は、バッテリーのエネルギーとサイクル要件に直接訳されます。
最初のアニメーション図は24時間の電流プロファイルをなぞります。昼間の充電窓の間、パネルは太陽に依存する充電電流 — 正午ごろに強く、曇りでは弱い — を供給し、充電マネージャーは過充電なくこれを受け入れなければなりません。夕暮れに負荷が現れます：活動最初の時間帯は高輝度モード、長い低輝度または常夜灯の末尾、USB携帯充電のための時折の短い大電流パルス、そして朝の再充電。待機バックアップ製品とは異なり、ランタンのバッテリーは毎晩かなりの放電深度を、毎日完全または部分的な再充電を経験し、年間300〜500サイクルです。
このため、控えめなパネル電流での充電受入性、繰り返しの部分充電への耐性、時折の深い放電からの回復が、2年後にもランタンが高モード5時間の約束を満たすかどうかを決める特性になります。
LEDの効率は、明るさの需要をきれいな連鎖で電気エネルギーに変換します：必要なルーメン時間を壁コンセントのワットあたりルーメンで割るとLEDの電気的ワット時間になり、それをドライバー効率とパックの公称電圧で割るとアンペア時間になります。実効100 lm/Wで500ルーメン時間を届けるランタンは、約5 Whの光を必要とし、ドライバーとバッテリーの損失後、パックはそれより明らかに多く蓄えなければなりません。
第二の図は、ひとつの固定NiMHパックが蓄えたエネルギーを輝度モードにどう分けるかを示します：全輝度で5時間を届ける同じセルが、低い常夜灯モードをさらに何時間も維持できます。曇りの充電日の後でも、保証された高モードの稼働時間が必ず残るようにモード段を設計することが、エネルギー予算の核心的な規律です。
ソーラー充電は天候に制限されます。晴れた1晩のために設計されたランタンは、現場の実際の状態 — 2日または3日続く弱充電日 — では失敗します。堅牢な製品は、自律予備と、安全な充電状態を優先する充電マネージャーを組み込み、一方バッテリーは、古いニッケル化学種が見せたメモリー様の挙動や急な容量喪失なく、部分充電で放置されてから再充電されることに耐えなければなりません。
現代の低自己放電・充電済みNiMHはここによく適合します：小さなパネルからの機会的な充電を受け入れ、浅い部分サイクルに耐え、そして — 可燃性の有機電解液を持たない水系化学種であるため — キッチンのテーブル、テントの中、眠る子どものそばに置かれる機器において、リチウムの熱暴走リスクを負いません。
多くの非常灯・ソーラーランタンはモバイルバッテリーを兼ね、数十分間に1アンペア以上を引き込みうるUSB 5V出力を追加します。そのパルスはLED負荷に比べて大きく、パックの仕様を変えます：セルには確かな高率性能が、パックには低い直列抵抗が、そして昇圧コンバーターには、USBパルス下で低電圧に崩れるのではなく電圧を保つバッテリーが必要です。
パックに溶接されたNiMHのD、Sub-C、Aサイズのセルは、何千サイクルにわたってそのパルスを繰り返し届け、その平坦な1.2Vプラトーが放電の大部分を通じて昇圧入力を安定に保ちます — 複雑なバッテリー管理システムのない、低コストで堅牢な設計にとっての利点です。
したがってランタン用バッテリーの技術要件は、待機用バッテリーとは大きく異なります：毎日のサイクル寿命と充電受入性を最適化し、弱充電日の後に高モードの稼働時間を保証し、USBパルスを支え、民生用筐体で安全を保ち、ユーザーによる交換を可能にする。次の論文はこのプロファイルを化学種の選択と段階的なパック容量設計に変え、第三は結果をIEC 62257の試験・認証ルートに対応づけます。
Weijiang Power は、長年の毎日の充放電使用に耐えなければならない家庭用非常灯、ピコソーラー照明、備えの製品向けに、密閉型ニッケル・メタルハイドライドセルとカスタム充電式パックを製造しています。ルーメン時間の目標、輝度モード、ソーラー充電窓、携帯充電の要件、温度範囲をお知らせください。当社エンジニアが、溶接タブと組立に必要なコネクターを備えた、サイクルに強く水系で安全なNiMHパックを容量設計します。製品ページでセルの選択肢とパック形状をご確認ください。
