بحلول عام 2026 ، من المرجح أن يتم تركيب 359 مليون مصباح شوارع في جميع أنحاء العالم. فقط ضع في اعتبارك مقدار الكهرباء الذي سيتم استخدامه سنويًا بواسطة هذا العدد الكبير من مصابيح الشوارع. هناك حاجة إلى المزيد لتلبية الطلب المتزايد على استهلاك الكهرباء بسبب الاتجاه المتزايد لاستنفاد الوقود الأحفوري. لحسن الحظ ، كان الناس على دراية بهذه المشكلة منذ فترة طويلة وبدأوا في استخدام مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح منذ سنوات. ونتيجة لذلك ، تم إحراز تقدم هائل.
بالمقارنة مع طاقة الرياح ، فإن الطاقة الشمسية يمكن الوصول إليها بسهولة وصديقة للبيئة وغير قابلة للنضوب كنوع من الطاقة المتجددة. ومن الأمثلة الشائعة استخدام الكهرباء الشمسية لإنارة الشوارع ؛ كل ضوء هو نظام شمسي مستقل خارج الشبكة.
كيف تعمل مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية؟
تقوم وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية بتوجيه الألواح الشمسية لتجميع ضوء الشمس طوال اليوم وتحويله إلى طاقة. سيتم استخدام الألواح الشمسية لإعادة شحن بطارية التخزين. يتم استخدام بطارية التخزين في الليل لتشغيل مصدر ضوء LED. يمكن لوحدة التحكم في التيار المباشر إيقاف الشحن الزائد أو الشحن المنخفض من الإضرار ببطارية التخزين.
تعمل الألواح الشمسية ، وهي وحدة كهروضوئية (PV) تم إنشاؤها باستخدام مبدأ التأثيرات الكهروضوئية ، كخلية ضوئية على مدار اليوم لالتقاط الطاقة الشمسية وتحويلها إلى ناتج كهربائي يتم تخزينه بعد ذلك في البطارية بواسطة وحدة التحكم الذكية MPPT أو PWM . يتم شحن البطارية إلى مصباح الإضاءة LED عندما تنخفض الإضاءة الليلية بعد أن تكتشف وحدة التحكم الذكية قيمة جهد معينة. إضاءة الضوء خلال النهار ، يتم قلب هذا الإجراء.
مزايا وعيوب إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية
مثل أي شيء آخر ، فإن استخدام مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية له فوائد وعيوب ، ومن المهم أن تكون على دراية بكليهما.
مزايا
غالبًا ما يكون للأضواء الشمسية مجموعة متنوعة من المزايا ، مثل سهولة التركيب وعدم الحاجة إلى طاقة الشبكة. ومع ذلك ، يجب أن تفكر فيما إذا كانت هذه الفوائد مقنعة بما يكفي لاستبدال إضاءة الشوارع التقليدية بأخرى تعمل بالطاقة الشمسية.
1. صديقة للبيئة وموفرة للطاقة
مما لا شك فيه أن سبب الاحتباس الحراري هو البصمة الكربونية. أصبح استخدام الطاقة الخضراء أكثر اعترافًا كطريقة لتقليل تأثير الكربون. لحماية كوكبنا ، يعمل الناس في جميع أنحاء العالم بجد لتعزيز الطاقة الخضراء الصديقة للبيئة. نحن نعلم فقط أن مصادر الطاقة غير المتجددة مثل الفحم والغاز الطبيعي والنفط وغيرها قد تنفد في النهاية. مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية تعمل بالطاقة الشمسية بالكامل ولا تحتاج إلى أي بنزين. الطاقة الشمسية هي الخيار الأفضل للإضاءة الخضراء لأنها غير محدودة وغير قابلة للتجديد.
2. بأسعار معقولة
من حيث كل من الاستثمار الأولي ونفقات التشغيل والصيانة المستمرة ، تعد إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية خيارًا ممتازًا. نظرًا لأن المصابيح الشمسية تعمل بالطاقة المتجددة ، فلن تحتاج إلى الدفع مقابل الكهرباء كل شهر. نظرًا لأن المصابيح لاسلكية وغير مرتبطة بشبكة طاقة ، فلا توجد نفقات مستمرة مرتبطة بتركيبها ، بما في ذلك تكاليف الخندق والكابلات.
3. انخفاض تكلفة الصيانة
لن يتم محاسبتك على الكهرباء لأن الطاقة الشمسية تزود كل مصباح شارع بالطاقة الشمسية. يتحكم جهاز التحكم بالشحن الشمسي في شدة الضوء ، لذلك ليست هناك حاجة لاستبدال مصباح الشارع الشمسي الفردي. ينتج عن هذا القليل من الصيانة. أيضًا ، بمجرد اكتمال التثبيت ، لن تكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل اليدوي ، مما يوفر لك المال على نفقات الصيانة. علاوة على ذلك ، على الرغم من سوء الأحوال الجوية أو انقطاع التيار الكهربائي ، ستظل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية مضاءة طوال الليل.
4. تركيب فعال ، لا توجد مرافق طاقة
غالبًا ما تتطلب المشاريع التي تتضمن إضاءة الطاقة التجارية أعمال الكابلات ، والحفر ، ومد أنابيب الكابلات ، وخيوط الكابلات داخل الأنابيب ، وإزالة نفايات الخندق. تتطلب كل هذه الإجراءات الكثير من الجهد والأدوات. بالإضافة إلى ذلك ، فإن لوحة المفاتيح وخزانة التوزيع والمحولات كلها باهظة الثمن.
ومع ذلك ، نظرًا لاختلاف كل نظام إضاءة يعمل بالطاقة الشمسية ، فلا يلزم وجود توصيل كهربائي عند تركيب مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية. وبالتالي ، فإن مد الكابلات وحفر الخنادق والعمليات الأخرى ذات الصلة تكون مجانية. يتطلب العمل التمهيدي أساسًا قويًا وحفرة للبطارية فقط. إجراء التثبيت بشكل عام أساسي ومباشر.
5. عدم سرقة الكابلات أو ارتفاع أسعار الكابلات
في المناطق البعيدة ، تعتبر سرقة الكابلات مشكلة منتشرة ، وقد يكون بناء الكابلات ونقل الإمدادات الضرورية مكلفًا.
يتم التخلص من مشاكل الإضاءة التقليدية باستخدام نظام الإضاءة الشمسية. نظرًا لأن كل وحدة ستكون مستقلة وخالية من أي توصيلات كبلات ، فلن يكون هناك أي كبلات يمكن سرقتها. لن يتأثر أي مكون آخر من مكونات النظام بالسرقات المتعلقة بالنظام الشمسي.
6. موثوقة وآمنة
قد تكون مصابيح الشوارع التقليدية قد أخفت مخاطر السلامة بسبب المكونات المتدهورة ، والبناء السيئ ، ومشكلات إمدادات الطاقة ؛ لا تتطلب مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية طاقة التيار المتردد ونتيجة لذلك لا توجد هذه العيوب. ستكون مصابيح الشوارع LED التي تعمل بالطاقة الشمسية قادرة على توفير طاقة كافية للتشغيل لمدة 25 عامًا على الأقل.
سلبيات
شهد قطاع الطاقة الشمسية الكهروضوئية مؤخرًا نموًا ، وغالبًا ما يتم استخدام مصابيح الشوارع LED الشمسية في كل من تطبيقات الإضاءة السكنية والتجارية. ومع ذلك ، فإن استخدام إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية يعوقه عدد من العيوب.
1. ارتفاع نفقات المدخلات
العيب الأساسي هو أن تركيب مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية يتطلب تكلفة إدخال أولية عالية. بالمقارنة مع مصابيح الشوارع التقليدية ، تتطلب مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية استثمارًا أوليًا أكبر. تبلغ التكلفة الإجمالية لتركيب مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية ثلاثة أضعاف تكلفة تركيب مصابيح الشوارع التقليدية. هذا هو الرادع الرئيسي لنا لشراء إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية.
في الواقع ، يكون الاستثمار الفعلي في مصابيح الشوارع LED بالطاقة الشمسية أقل تكلفة عندما نأخذ في الاعتبار فاتورة الكهرباء والصيانة والنفقات التشغيلية التي سيتم تكبدها على المدى الطويل.
2. عمر البطارية القابلة لإعادة الشحن
غالبًا ما تستغرق بطارية الرصاص الحمضية النموذجية أكثر من عام أو حتى نصف عام لشحنها بالكامل. عندما تنخفض كفاءة الشحن بنسبة 50 في المائة ، فإنها ستؤثر بلا شك على حالة الإضاءة الليلية ، خاصة في الأيام التي يستمر فيها هطول الأمطار. لتركيب مصباح الشارع الشمسي الخاص بك ، يجب عليك اختيار بطارية LiFePO4 عالية الجودة مع دورة حياة طويلة.
3- خطر السرقة
بعد قولي هذا ، يتميز مصباح الشارع الشمسي ببطارية تخزين قيمة ولوحة شمسية تجذب اللصوص. أيضًا ، نظرًا لعدم توصيل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية بالشبكة ، فإن اللصوص ليسوا في خطر الموت. وبالتالي ، هناك خطر سرقة أكبر من أنظمة إنارة الشوارع التقليدية.
4. الطقس الثلجي أو الغبار الرمل يقلل من فعالية الألواح الشمسية.
قد يؤثر الطقس القاسي على أداء الألواح الشمسية ، خاصة عندما يغطي الغبار والثلج الألواح الشمسية الأفقية بالكامل ويقلل من كفاءتها. غالبًا ما يتم تثبيت الألواح الشمسية بشكل مائل للسماح لسقوط الأمطار بإزالة الغبار. ومع ذلك ، يُنصح بتنظيف الألواح الشمسية بشكل منتظم لزيادة فعاليتها وإطالة عمر نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية.
5. استبدال البطارية
بطاريات الرصاص الحمضية والجيلية والليثيوم هي الأنواع الثلاثة للبطاريات التي تستخدم غالبًا في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية. تتميز بطارية ليثيوم أيون المُحسَّنة بمتانة أعلى من النوعين السابقين. على الرغم من ذلك ، فإن أي بطاريات قابلة لإعادة الشحن سوف تستنفد في النهاية وتحتاج إلى استبدالها عدة مرات قبل الوصول إلى عمر إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية.
6. العوامل الجغرافية والأرصاد الجوية لها تأثير على الأداء
نظرًا لأن الطاقة الشمسية مشتقة من الشمس ، فإن الإشعاع الشمسي يختلف جغرافيًا ، وبالتالي قد تتأثر حالة إضاءة مصابيح الشوارع الشمسية بالطقس.
تعتبر مناطق الإشعاع الشمسي العالي مثالية لأضواء الشوارع الشمسية ، ولكن في المواقع الأخرى حيث غالبًا ما تكون قاتمة أو ثلجية طوال فصل الشتاء ، لن تعمل مصابيح الشوارع الشمسية على النحو المنشود ، بل إن سطوعها سينخفض عن المستوى المطلوب للقيادة الآمنة.
خاتمة
كنت قد اكتسبت فهمًا شاملاً لفوائد وعيوب إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية من هذا المقال. من الواضح أن المزايا قد تفوق العيوب. مع تقدم تكنولوجيا البطاريات ، من المتوقع أن تنخفض أسعار الاستثمار الأولية وتكاليف استبدال البطارية ويزيد عمر البطارية. في السنوات القادمة ، ستستمر الأعمال الكهروضوئية في النمو بسرعة. كجزء من الجهود المبذولة لتقليل تأثير الكربون ، سيتم تثبيت إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في كثير من الأحيان.
