Jan 26, 2026
عندما يتعلق الأمر بأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية، لا يوجد جهاز تحكم "أفضل" يناسب الجميع - يعتمد الاختيار بين MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى) و PWM (تعديل عرض النبضة) على تصنيف طاقة النظام الخاص بك، والميزانية، وظروف ضوء الشمس المحلية، وأهداف كفاءة الطاقة على المدى الطويل. تُعد وحدات التحكم MPPT الخيار الأمثل لمعظم الأجهزة الحديثة أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية (خاصة الأنظمة عالية الطاقة، أو المتكاملة، أو خارج الشبكة في ظروف الإضاءة المتغيرة)، مما يوفر كفاءة شحن أعلى بكثير وأداءً أفضل للبطارية. على النقيض من ذلك، تعتبر وحدات التحكم PWM خيارًا فعالًا من حيث التكلفة وموثوقًا به لإعدادات مصابيح الشوارع الشمسية البسيطة ذات الطاقة المنخفضة مع ضوء الشمس المستمر والميزانيات المحدودة. في جوهرها، تخدم كلتا وحدتي التحكم نفس الغرض الحاسم لمصابيح الشوارع الشمسية: تنظيم تدفق الطاقة من اللوحة الشمسية إلى البطارية (منع الشحن الزائد والتفريغ الزائد والدوائر القصيرة) وضمان تخزين الطاقة بشكل آمن وفعال للإضاءة الليلية. يكمن الاختلاف الرئيسي في تقنية الشحن والكفاءة والقدرة على التكيف - وهي عوامل تؤثر بشكل مباشر على وقت تشغيل مصباح الشارع الشمسي وعمر البطارية وأداء النظام بشكل عام (وهو تفصيل حاسم بالنسبة للإضاءة الخارجية التي تعتمد على التشغيل المستمر خارج الشبكة). فيما يلي شرح واضح لكيفية عمل كل وحدة تحكم، ومزاياها وعيوبها الرئيسية لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية، ومقارنة جنبًا إلى جنب، ودليل اختيار عملي مصمم خصيصًا لتطبيقات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية. مبدأ العمل الأساسي (مبسط لمصابيح الشوارع الشمسية) تم تصميم كلا جهازي التحكم لأنظمة الطاقة الشمسية ذات الجهد المنخفض DC (12 فولت / 24 فولت، وهو المعيار لمصابيح الشوارع الشمسية) ويتكاملان بسلاسة مع بطاريات الليثيوم / الرصاص الحمضية المدمجة - يتم تشغيلهما بشكل آلي بالكامل، لذلك لا حاجة للتدخل اليدوي لاستخدام مصابيح الشوارع. وحدات تحكم PWM تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) هي تقنية أساسية للشحن المباشر. تعمل هذه التقنية عن طريق مطابقة جهد خرج اللوحة الشمسية مع الجهد الاسمي للبطارية (مثلاً، لوحة 12 فولت مع بطارية 12 فولت). عندما تقترب البطارية من الشحن الكامل، يستخدم جهاز التحكم نبضات "تشغيل/إيقاف" سريعة لتقليل تيار الشحن والحفاظ على جهد ثابت، مما يمنع الشحن الزائد. إنه نظام شحن سلبي - لا يمكنه التكيف مع التغيرات في إنتاج الألواح الشمسية (الناتجة عن غطاء السحب أو الظل أو درجة الحرارة) ويسحب الطاقة ببساطة عند الجهد الثابت للبطارية، تاركًا الطاقة الشمسية غير المستخدمة على الطاولة. وحدات تحكم MPPT تقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) هي تقنية شحن متطورة وفعالة، تُعد الخيار الأمثل لأنظمة الطاقة الشمسية. فهي تقوم باستمرار بمسح وتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPP) للوحة الشمسية في الوقت الفعلي (مع مراعاة شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة والظل ومستوى شحن البطارية)، وتحول الجهد/التيار المتغير للوحة إلى الطاقة المثلى للبطارية عبر محول تيار مستمر إلى تيار مستمر. على سبيل المثال، قد ينتج لوح شمسي بجهد 12 فولت جهدًا يتراوح بين 18 و22 فولت في ضوء الشمس الكامل؛ يقوم جهاز التحكم MPPT بخفض هذا الجهد إلى جهد شحن البطارية (13.6-14.4 فولت لبطارية ليثيوم 12 فولت) مع الاحتفاظ بكل الطاقة المتاحة من اللوح - فهو يلتقط ويستخدم جميع الطاقة الشمسية التي ينتجها اللوح تقريبًا، على عكس PWM. أهم مزايا وعيوب أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية تتضخم نقاط القوة والضعف لكل وحدة تحكم في تطبيقات مصابيح الشوارع الشمسية، حيث يكون وقت التشغيل المتسق (حتى في ضوء المطر/الضوء الضعيف) وعمر البطارية الطويل أمرًا لا غنى عنه، ويجب أن تكون عمليات التركيب/الصيانة في حدها الأدنى (للمواقع الخارجية، وغالبًا ما تكون نائية). وحدات التحكم بتقنية تعديل عرض النبضة (PWM): المزايا والعيوب المزايا الأساسية تكلفة منخفضة للغاية: أرخص بكثير من وحدات التحكم MPPT (تكلفة أولية أقل بنسبة 30-50٪) - مثالية للمشاريع الصغيرة ذات الميزانية المحدودة.تصميم بسيط وصغير الحجم: مكونات إلكترونية أقل، لذا فهو خفيف الوزن وسهل الدمج في هياكل مصابيح الشوارع الشمسية الصغيرة؛ لا حاجة إلى معايرة معقدة.صيانة منخفضة وموثوقية عالية: تصميم قوي وبسيط مع نقاط فشل أقل - مثالي للأنظمة الأساسية حيث البساطة هي المفتاح.استهلاك منخفض للطاقة: لا يستخدم جهاز التحكم نفسه أي طاقة تقريبًا، لذلك لا يوجد "فقد طفيلي" للأنظمة الصغيرة. العيوب الرئيسية (لمصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية) كفاءة الشحن المنخفضة: كفاءة 70-80% فقط (مقابل 90-98% لتقنية MPPT) - يهدر 20-30% من إنتاج الألواح الشمسية، مما يؤدي مباشرة إلى تقصير وقت تشغيل مصباح الشارع في ظروف الإضاءة المنخفضة/الطقس الممطر.مطابقة الجهد الصارمة: يتطلب أن يتطابق جهد اللوحة الشمسية مع الجهد الاسمي للبطارية (لوحة 12 فولت → بطارية 12 فولت)؛ لا توجد مرونة لإعدادات الجهد المختلط.ضعف القدرة على التكيف مع الإضاءة المتغيرة: لا يمكن التكيف مع الظل أو الغطاء السحابي أو تغيرات درجة الحرارة - ينخفض أداء الشحن بشكل حاد في ضوء الشمس غير المثالي (وهي مشكلة رئيسية لمصابيح الشوارع الشمسية في المناطق ذات خطوط العرض العالية أو الغائمة أو المظللة بالأشجار).حماية البطارية الأساسية: توفر فقط الحماية القياسية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد (بدون تنظيم حراري أو تيار متقدم) - يمكن أن تقصر عمر البطارية في درجات الحرارة الخارجية القصوى (الساخنة/الباردة). وحدات التحكم بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT): المزايا والعيوب المزايا الأساسية (تغييرات جذرية في مجال مصابيح الشوارع الشمسية) كفاءة شحن استثنائية: كفاءة شحن تتراوح بين 90-98% تلتقط جميع الطاقة الشمسية المنتجة تقريبًا - وتضيف من 2 إلى 5 ساعات من وقت التشغيل لمصابيح الشوارع الشمسية في الإضاءة الخافتة، وتضمن تشغيلًا لمدة 3-7 أيام ممطرة أو أكثر (وهي نقطة بيع رئيسية لمصابيح الشوارع الشمسية عالية الجودة).قابلية التكيف مع نطاق واسع من الجهد: يعمل مع الألواح الشمسية ذات الجهد الأعلى من البطارية (على سبيل المثال، لوحة 24 فولت → بطارية 12 فولت، لوحة 48 فولت → بطارية 24 فولت) - مرن لأنظمة إنارة الشوارع الشمسية عالية الطاقة ويسمح باستخدام ألواح شمسية أكبر لزيادة جمع الطاقة.حماية فائقة للبطارية: يدمج التنظيم الحراري المتقدم، والحد من التيار، والشحن متعدد المراحل (الشحن السريع → الامتصاص → الشحن العائم) - مما يبطئ من شيخوخة البطارية، ويطيل عمرها بنسبة 30-50% (وهو أمر بالغ الأهمية لمصابيح الشوارع الشمسية، حيث يكون استبدال البطارية مكلفًا ويستغرق وقتًا طويلاً).قدرة ممتازة على التكيف مع البيئة: يضمن تتبع نقطة الطاقة القصوى في الوقت الفعلي شحنًا متسقًا حتى في الظل الجزئي أو الغطاء السحابي أو درجات الحرارة القصوى أو المناطق ذات خطوط العرض العالية - مما يقضي على مشكلة "انقطاع الضوء" في مصابيح الشوارع المجهزة بتقنية PWM في الأحوال الجوية السيئة.مقاومة للمستقبل: تعمل مع جميع أنواع البطاريات (فوسفات الحديد الليثيوم، وحمض الرصاص، وأيونات الليثيوم - وهي السائدة في مصابيح الشوارع الشمسية) ومصادر إضاءة LED عالية الطاقة (30 وات - 200 وات، وهو المعيار لمصابيح الشوارع الحديثة). عيوب طفيفة تكلفة أولية أعلى: أغلى من وحدات التحكم PWM (العيب الكبير الوحيد) - ولكن يتم تعويض التكلفة بسرعة من خلال توفير الطاقة، وعمر البطارية الأطول، وتقليل الصيانة على مدى 2-3 سنوات.تصميم أكثر تعقيدًا بعض الشيء: يتضمن محول DC-DC، ولكن بالنسبة لمصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة، فإن هذا غير ذي صلة - حيث يتم دمج وحدة التحكم MPPT مسبقًا في الهيكل دون الحاجة إلى أي تركيب أو معايرة إضافية.الحد الأدنى من الفقد الطفيلي: يستخدم جهاز التحكم كمية صغيرة من الطاقة لتتبع نقطة الطاقة القصوى (≤1% من طاقة النظام) - وهي كمية ضئيلة بالنسبة لأنظمة مصابيح الشوارع الشمسية عالية الطاقة. مقارنة جنبًا إلى جنب (مصممة خصيصًا لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية) ميزةوحدات تحكم PWMوحدات تحكم MPPTكفاءة الشحن70-80% (هدر الطاقة الشمسية)90-98% (تلتقط جميع الطاقة الشمسية تقريباً)التكلفة الأوليةمنخفض (مناسب للميزانية)مرتفع (ممتاز، ولكنه فعال من حيث التكلفة على المدى الطويل)توافق الجهدمطابقة دقيقة بنسبة 1:1 (لوحة 12 فولت → بطارية 12 فولت)مرن (جهد لوحة أعلى → بطارية)القدرة على التكيف مع الطاقةمثالية لمصابيح الشوارع ذات الطاقة المنخفضة ≤30 واطالأفضل لمصابيح الشوارع عالية الطاقة ≥30 واط (30 واط - 200 واط)تأثير عمر البطاريةحماية أساسية (عمر بطارية أقصر)حماية متقدمة (عمر بطارية أطول بنسبة 30-50%)القدرة على التكيف مع ظروف الإضاءةضعيف (يتراجع الأداء في الظل/المطر)ممتاز (شحن ثابت في جميع ظروف الإضاءة)أنواع البطاريات المناسبةبطاريات الرصاص الحمضية (الأساسية)، وحزم الليثيوم الصغيرةجميعها (LiFePO4، أيون الليثيوم، حمض الرصاص - الأكثر شيوعًا لأعمدة إنارة الشوارع)التركيب والصيانةسهل الاستخدام، لا يحتاج إلى صيانةمصابيح مدمجة مسبقًا (مصابيح الكل في واحد)، لا تحتاج إلى صيانةمدة تشغيل مصابيح الشوارعأقصر (1-3 أيام ممطرة)أطول (3-7 أيام ممطرة أو أكثر) دليل الاختيار العملي: أيها تختار لنظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية؟ استخدم هذا الدليل الخاص بالتطبيق لاتخاذ القرار الصحيح - فهو يعتمد على أكثر حالات استخدام مصابيح الشوارع الشمسية شيوعًا (الطرق السكنية، والقرى الريفية، والطرق الرئيسية، والحدائق، والمناطق الصناعية) وعوامل المشروع الرئيسية. اختر وحدات التحكم PWM إذا: نظامك ذو طاقة منخفضة (≤30 واط) (على سبيل المثال، مصابيح الشوارع الشمسية 10 واط / 20 واط للممرات الريفية الضيقة أو ممرات الحدائق أو الساحات الصغيرة).تتميز منطقتك بضوء الشمس القوي باستمرار (مناطق ذات خطوط عرض منخفضة، بدون ظل/غطاء سحابي، أيام ممطرة قليلة).مشروعك لديه ميزانية أولية محدودة، وأنت تعطي الأولوية للتكلفة على حساب الكفاءة/مدة التشغيل على المدى الطويل.أنت تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية الأساسية (وليس بطاريات الليثيوم عالية الأداء) لإعداد إضاءة بسيط ومؤقت. اختر وحدات تحكم MPPT إذا: نظامك عالي الطاقة (≥30 واط) (على سبيل المثال، مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة 30 واط - 200 واط للطرق الرئيسية والمجمعات السكنية والحدائق أو المناطق الصناعية) - وهو السيناريو الأكثر شيوعًا لمصابيح الشوارع الشمسية الحديثة.ضوء الشمس في منطقتك متغير (مناطق خطوط العرض العليا، غطاء سحابي/أمطار متكررة، ظل جزئي من الأشجار/المباني).أنت تعطي الأولوية للقيمة طويلة الأجل (انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية: توفير الطاقة، وعمر بطارية أطول، وصيانة أقل).أنت تستخدم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) (المعيار الصناعي لمصابيح الشوارع الشمسية) - تعمل الحماية المتقدمة لتقنية MPPT على زيادة عمرها الافتراضي إلى أكثر من 2000 دورة.أنت بحاجة إلى وقت تشغيل موثوق به في الأيام الممطرة (3-7+ أيام) - وهو شرط أساسي لمشاريع مصابيح الشوارع الشمسية التجارية/البلدية.أنت تريد نظامًا مستقبليًا (متوافقًا مع الألواح الشمسية الأكبر حجمًا أو مصابيح LED ذات الطاقة الأعلى للتحديثات). الحكم النهائي لـ مصباح شارع يعمل بالطاقة الشمسية الأنظمة تُعدّ وحدات التحكم بتقنية تتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT) الخيار الأمثل لـ 90% من تركيبات مصابيح الشوارع الشمسية الحديثة، بما في ذلك الأنظمة المتكاملة، والأنظمة عالية الطاقة، والأنظمة البلدية والتجارية. ورغم ارتفاع تكلفتها الأولية، إلا أن كفاءتها العالية في الشحن، وعمر بطاريتها الطويل، وأدائها الموثوق في جميع ظروف الإضاءة، تجعلها الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة على مدار عمر النظام الذي يتراوح بين 5 و15 عامًا (وهو العمر التشغيلي النموذجي لمصباح الشارع الشمسي). بالنسبة لمصنعي ومركبي مصابيح الشوارع الشمسية، أصبح MPPT الآن المعيار الصناعي الفعلي - إنها نقطة بيع رئيسية تميز مصابيح الشوارع الشمسية عالية الجودة والموثوقة عن النماذج الرخيصة ذات الأداء المنخفض. تُعدّ وحدات التحكم بتقنية تعديل عرض النبضة (PWM) خيارًا مناسبًا فقط لأنظمة إنارة الشوارع الشمسية ذات الطاقة المنخفضة أو ذات الميزانية المحدودة أو المؤقتة، في المناطق التي تتمتع بضوء شمسي مثالي ومستمر. ويُنصح بتجنب استخدامها في أنظمة إنارة الشوارع الشمسية عالية الطاقة أو تلك التي لا تعتمد على الشبكة الكهربائية، حيث يُعدّ توفير إضاءة ليلية موثوقة وتشغيلًا فعالًا حتى في الأيام الممطرة أمرًا بالغ الأهمية. ملاحظة هامة حول مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة تأتي جميع مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة عالية الجودة تقريبًا في السوق الآن مزودة بوحدة تحكم MPPT مدمجة (بدون تكلفة إضافية للتكامل). وهذا يلغي الحاجة إلى الاختيار بين PWM و MPPT للأنظمة المتكاملة المجمعة مسبقًا - ما عليك سوى اختيار علامة تجارية ذات سمعة طيبة مع وحدة تحكم MPPT مؤكدة للحصول على أفضل أداء. الميزات الرئيسية:1. وحدة تحكم حصرية لبطاريات الليثيوم، وهي مناسبة لبطاريات الليثيوم الثلاثية، وبطاريات الليثيوم والحديد، وبطاريات أكسيد الليثيوم والكوبالت، وما إلى ذلك.2. بطارية ليثيوم فريدة يتم تشغيلها تلقائيًا.3. وضع شحن مرن، تبديل تلقائي بين الشحن المتساوي أو الشحن بتقنية PWM.4. حماية شحن بطارية الليثيوم في درجات الحرارة المنخفضة، فعندما تكون درجة الحرارة المحيطة أقل من 0 درجة مئوية، سيتوقف جهاز التحكم تلقائيًا عن الشحن في درجات الحرارة المنخفضة لحماية البطارية.5. التحكم الرقمي عالي الدقة في التيار الثابت، ويمكن أن تصل الكفاءة القصوى إلى 96٪.6. يمكن ضبط تيار التشغيل من 0.15 أمبير إلى 3.3 أمبير، ودقة التنظيم هي 30 مللي أمبير. 7. تضمن الأداءات الديناميكية العالية للحمل استقرار خرج التيار حتى مع انخفاض جهد البطاريةوتحميل التغيير المفاجئ.8. تصميم وظيفة التعتيم الزمني بثلاثة مستويات، يمكن ضبط وقت التشغيل من 0 ساعة إلى 15 ساعة، ويمكن ضبط الطاقة من 0% إلى 100%.٩. وضع الطاقة الذكي: يمكن تعديل طاقة الحمل تلقائيًا وفقًا لطاقة البطارية، مما يُطيل مدة تشغيلها. ١٠. تسجيل حالة النظام: يمكن التسجيل لمدة تصل إلى ٧ أيام ومراقبة النظام بالكامل.11. التيار الثابت الحقيقي وليس التيار المحدود، مما يضمن استقرار خرج التيار وبالتالي تقليل فشل مصابيح LED وزيادة عمر خدمة LED. 12. علبة معدنية، درجة مقاومة للماء IP68، يمكن استخدامها في جميع أنواع الظروف السيئة.13. وظيفة الحماية من الحرارة الزائدة، فعندما تصل وحدة التحكم إلى درجة حرارة معينة، فإنها ستخفض الحمل أو تغلقه.14. حماية النظام المتنوعة. بما في ذلك الحماية من عكس توصيل البطارية، وقصر الدائرة في مصابيح LED، والحماية من الدائرة المفتوحة، وما إلى ذلك.
اقرأ المزيد