- تسجيل الدخول أو إنشاء حساب جديد لإضافة تعليق
أضواء الشوارع الشمسية الخارجية هي أنظمة إضاءة قائمة بذاتها ومستقلة تستغل طاقة الشمس لتوفير الإضاءة للشوارع، والممرات، ومواقف السيارات، والحدائق، والأماكن العامة الأخرى. تمثل هذه التقنية حجر زاوية في التنمية الحضرية والريفية المستدامة، حيث تقدم بديلاً نظيفًا وفعالاً من حيث التكلفة للإضاءة التقليدية المتصلة بشبكة الكهرباء.
كيف تعمل: المبدأ الأساسي
تتبع العملية الأساسية للضوء الشمسي دورة يومية بسيطة:
الشحن (أثناء النهار): خلال النهار، تقوم الألواح الشمسية (الكهروضونية) بتحويل ضوء الشمس إلى تيار كهربائي مستمر.
التنظيم والتخزين: يتم إدارة هذه الكهرباء بواسطة منظم الشحن الشمسي، الذي ينظم الجهد والتيار لشحن البطارية المدمجة بأمان. يمنع المنظم الشحن الزائد والتفريغ الزائد، الأمران بالغا الأهمية لطول عمر البطارية.
التفريغ (أثناء الليل): عند الغسق، يكتشف مستشعر الضوء (الخلية الضوئية) تلقائيًا انعدام الضوء ويحفز النظام على تشغيل مصباح ليد.
الإضاءة: تمد الطاقة المخزنة في البطارية مصابيح ليد عالية الكفاءة بالطاقة طوال الليل، مما يوفر إضاءة متسقة.
الإيقاف التلقائي: عند الفجر، تكتشف الخلية الضوئية ضوء النهار وتقوم تلقائيًا بإطفاء الضوء، وتبدأ الدورة من جديد.
المكونات الرئيسية ووظائفها
اللوح الشمسي (الوحدة الكهروضونية):
الوظيفة: جامع الطاقة الأساسي. تحدد كفاءته وحجمه بشكل مباشر كمية الطاقة المتاحة للشحن.
الأنواع:
أحادي البلورة: الأعلى كفاءة (٢٤٪-١٥٪)، وأداء أفضل في ظروف الإضاءة المنخفضة، وعمر افتراضي أطول. أكثر تكلفة.
متعدد البلورات: كفاءة أقل قليلاً (١٦٪-١٣٪)، يُتعرف عليه من مظهره الأزرق المرقط. فعال من حيث التكلفة.
غشاء رقيق: أقل شيوعًا، مرن، لكن كفاءته أقل وعمره الافتراضي أقصر.
البطارية القابلة لإعادة الشحن:
الوظيفة: خزان الطاقة الذي يخزن الكهرباء لاستخدامها ليلاً. هذا هو المكون الأكثر أهمية لأداء النظام وعمره الافتراضي.
الأنواع:
الرصاص الحمضية الجيل AGM تقليدية، أقل تكلفة مبدئية، لكنها أثقل وزنًا، وأضخم، وعمر دوراتها أقصر (٥-٣ سنوات).
ليثيوم أيون (خاصة LiFePO4 - فوسفات الحديد الليثيوم): المعيار الحديث. أخف وزنًا، وأكثر إحكاما، وعمق تفريغ أعلى، وعمر افتراضي أطول (١٠-٥ سنوات)، وأداء أفضل عبر نطاق واسع من درجات الحرارة. أكثر تكلفة مبدئيًا ولكن أكثر فعالية من حيث التكلفة على المدى الطويل.
مصباح ليد:
الوظيفة: مصدر الضوء. يتم اختيار مصابيح ليد لفعالتها الضوئية العالية (لومن لكل واط)، وعمرها الطويل (٥٠٠٠٠+ ساعة)، ومتانتها، وتقديمها الممتاز للألوان.
التصميم: غالبًا ما يتم تصميمها ببصريات (عدسات أو عواكس) لتوجيه الضوء على الطريق أو الممر، مما يقلل من التلوث الضوئي (على سبيل المثال، تركيبات "قطع" أو "نصف قطع"
منظم الشحن الشمسي:
الوظيفة: عقل النظام. يدير تدفق الطاقة بين اللوح الشمسي، والبطارية، ومصباح ليد.
الأنواع:
PWM تعديل عرض النبضة: أساسي، اقتصادي. يقوم ببساطة بتبديل الاتصال بين اللوح والبطارية تشغيلاً وإيقافًا لتنظيم الشحن.
MPPT تتبع نقطة الطاقة القصوى: متقدم وعالي الكفاءة. يجد باستمرار الجهد الأمثل الذي يمكن أن ينتج عنده اللوح الشمسي أقصى طاقة، مما يزيد من كفاءة الشحن بنسبة تصل إلى ٣٠٪ مقارنة بـ PWM، خاصة في الطقس البارد.
العمود والتركيبات:
الوظيفة: يوفر الدعم الهيكلي. يضم العمود البطارية والمنظم في حجرة مغلقة (عادة في القاعدة أو خلف اللوح) ومصمم لتحمل أحمال الرياح والظروف البيئية.
مستشعر الضوء (الخلية الضوئية) والتحكم الذكي:
الخلية الضوئية: يوفر وظيفة التشغيل/الإيقاف التلقائي الأساسية.
أجهزة التحكم الذكية: قد تتضمن الأنظمة المتقدمة مستشعرات حركة (PIR) لتخفت الضوء عندما لا يتم اكتشاف حركة وتضيئته عند استشعار النشاط، مما يوفر طاقة كبيرة. يمكن إدارة بعضها عن بُعد عبر GSM/RF للمراقبة والتحكم.
المزايا والفوائد
توفير الطاقة والتكلفة: يلغي فواتير الكهرباء كليا. لا توجد تكاليف لحفر الخنادق أو الكابلات، مما يؤدي إلى انخفاض مصاريف التثبيت.
صديقة للبيئة: انعدام انبعاثات الكربون من التشغيل. تستخدم مصدر طاقة متجددًا ونظيفًا.
استقلال الطاقة ومرونة الشبكة: تعمل كليا منفصلة عن الشبكة. محصنة ضد انقطاع التيار الكهربائي، مما يجعلها موثوقة للغاية للمناطق النائية والحرجة.
التثبيت السهل والسريع: يتطلب فقط أساسًا خرسانيًا للعمود. هذا يجعم النشر سريعًا ويقلل من الاضطراب.
صيانة تشغيلية منخفضة: مع عدم وجود أسلاك خارجية ومكونات طويلة العمر خاصة مصابيح ليد و بطاريات LiFePO4، تكون متطلبات الصيانة في حدها الادنى.
سلامة محسنة: يحسن الرؤية والأمان في الأماكن العامة بدون المخاطر المرتبطة بأسلاك الشبكة عالية الجهد.
القيود والاعتبارات
استثمار مبدئي أعلى: التكلفة المبدئية لضوء شمسي ذي جودة أعلى من التكلفة الخاصة بتركيبة تقليدية متصلة بالشبكة.
الاعتماد على الطقس: يمكن أن يتأثر الأداء بفترات طويلة من الطقس الغائم أو الممطر، مما يتطلب نظامًا مصممًا بعدد "أيام استقلالية" كافية عدد الأيام التي يمكن أن يعمل فيها بدون شمس.
عمر البطارية واستبدالها: البطارية هي أول مكون رئيسي يفشل وسيحتاج إلى استبدال خلال عمرها الافتراضي (١٠-٥ سنوات)، مما يضيف إلى التكلفة طويلة المدى.
السرقة والتخريب: كأصول قائمة بذاتها وغالبًا ما تكون نائية، يمكن أن تكون أهدافًا للسرقة، خاصة الألواح الشمسية والبطاريات. التثبيت الآمن والحجرات للبطاريات أساسي.
التصميم الخاص بالموقع: يجب تصميم النظام بعناية بناءً على الموقع الجغرافي (مستويات الإشعاع الشمسي)، ومستويات الإضاءة المطلوبة (لوكس)، وعدد سعات التشغيل المطلوبة كل ليلة.
أنواع أضواء الشوارع الشمسية
أضواء الشوارع الشمسية المدمجة/الكاملة: يتم دمج اللوح الشمسي، والبطارية، ومصباح ليد، والمنظم في وحدة واحدة مدمجة. سهلة التثبيت وجميلة المظهر، ولكن قد تحتوي على بطاريات وألواح أصغر، مما يحد من طاقتها.
أضواء الشوارع الشمسية المنفصلة: يكون اللوح الشمسي منفصلاً ويمكن تركيبه بالزاوية المثلى على العمود، بينما يتم وضع البطارية في صندوق في القاعدة. هذا يسمح بمكونات أكبر وأقوى وأداء أفضل.
تُعد أضواء الشوارع الشمسية الخارجية حلاً للإضاءة ناضجًا وموثوقًا وذكيًا يتماشى تماما مع أهداف الاستدامة العالمية. من خلال دمج الألواح الشمسية المتقدمة، وتخزين البطاريات الفعال، والإضاءة بمصابيح ليد الصلبة، فإنها توفر إجابة قوية لتحديات كهربة الريف، والتحديث الحضري، وتغير المناخ. بينما تُعد التكلفة الأولية واستبدال البطارية عاملين مهمين، فإن الفوائد طويلة المدى ذات التكلفة التشغيلية المنعدمة، والصيانة القليلة، والحرص البيئي تجعلها خيارًا مقنعًا بشكل متزايد للمجتمعات والمطورين في جميع أنحاء العالم.
 |  |  |
 |  |  |