ما هي النقاط الرئيسية لمصابيح الشوارع الشمسية

May 16, 2025

وفيما يلي النقاط الرئيسية مصابيح الشوارع الشمسية، تغطي المكونات الأساسية وتصميم النظام والتركيب والصيانة، ويتم تقديمها بتنسيق منظم من أجل الوضوح:

1. المكونات الأساسية

1.1 الألواح الشمسية

أنواع:
- أحادي البلورة:كفاءة عالية (18-22%)، مثالية للمناطق ذات الإضاءة المنخفضة، وتكلفة أعلى.
- متعدد البلورات:كفاءة معتدلة (15-18%)، فعالة من حيث التكلفة للمناطق المشمسة.
- غشاء رقيق:مرنة، وخفيفة الوزن، ولكن كفاءتها منخفضة (8-12%)، ومناسبة لاحتياجات الطاقة المنخفضة.
مصابيح الشوارع الشمسية الطاقة والحجم:يتم حسابه على أساس ساعات ضوء الشمس اليومية، والحمل (قوة مصابيح LED)، وأيام النسخ الاحتياطي.
مثال: مصباح LED بقوة 30 وات يعمل لمدة 10 ساعات يوميًا مع 4 ساعات من ضوء الشمس يحتاج إلى لوحة ≥75 وات [(30 وات × 10 ساعات) / 4 ساعات].
متانة: زجاج مقسّى (شفافية> 91٪)، إطار من الألومنيوم، IP65 مقاوم للماء، ومقاومة للرياح ≥10 级 (مقياس بوفورت).

1.2 البطاريات

أنواع:
- الرصاص الحمضي:تكلفة منخفضة، عمر افتراضي قصير (300-500 دورة)، ويتطلب الصيانة.
- بطاريات الجل:مقاومة محسنة للبرد (-30 درجة مئوية)، وعمر أطول (500-800 دورة)، ومناسبة للمناطق الشمالية.
- ليثيوم أيون:خفيف الوزن، كثافة طاقة عالية (1/3 وزن الرصاص الحمضي)، أكثر من 1000 دورة، تفريغ عميق (DOD ≥80%)، لكنه يحتاج إلى نظام إدارة البطارية (BMS).
حساب السعة:
صيغة: سعة البطارية (آه) = (طاقة التحميل × ساعات العمل اليومية × أيام النسخ الاحتياطي) / جهد النظام × عامل الأمان (1.2–1.5).
مثال: مصباح 30 وات × 10 ساعات/يوم × 3 أيام احتياطية على نظام 12 فولت ≈ بطارية 100 أمبير/ساعة.

1.3 مصابيح LED

مصدر الضوء:تفضل مصابيح LED SMD (≥120 لومن/وات، وعمر افتراضي يصل إلى 50000+ ساعة)، وهي أكثر كفاءة بنسبة 70% من مصابيح الصوديوم.
اختيار الطاقة:10–30 واط للطرق الريفية، و30–60 واط للطرق الرئيسية الحضرية.
تصميم البصريات:توزيع أجنحة الخفاش للإضاءة المنتظمة (توحيد الإضاءة ≥0.4)، وتجنب "تأثير الضوء الكاشف".
تصنيف مقاومة الماء:IP65+، حوض حراري من الألومنيوم للحفاظ على درجة حرارة الوصلة <60 درجة مئوية (≤30% اضمحلال الضوء على مدى 5 سنوات).

2. نظام التحكم في مصابيح الشوارع الشمسية

2.1 وحدات التحكم في الشحن

أنواع:
- تعديل عرض النبضة: منخفضة التكلفة، كفاءة 80-85%، مناسبة لأنظمة ≤200 واط.
- ام بي بي تي: كفاءة تزيد عن 95%، وتعزز الطاقة بنسبة 15-30%، وهي مثالية للمناطق ذات الطاقة العالية أو الإضاءة المنخفضة.
الوظائف:
- التعتيم متعدد المراحل (على سبيل المثال، الطاقة الكاملة لمدة 4 ساعات، ونصف الطاقة بعد ذلك).
- حماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد (أمر بالغ الأهمية بالنسبة لبطاريات الليثيوم).
- التحكم في الضوء والوقت لتجنب التشغيل الخاطئ (على سبيل المثال، الأيام الغائمة).

2.2 الترقيات الذكية

تكامل إنترنت الأشياء:تتبع نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، والمراقبة عن بعد (تطبيق لحالة البطارية/تنبيهات الأعطال)، وإدارة المجموعة للانتشار على نطاق واسع.
أجهزة الاستشعار:أجهزة استشعار PIR/الميكروويف لتخفيف الأضواء أثناء حركة المرور المنخفضة، مما يوفر ما يصل إلى 50% من الطاقة.

3. التركيب والتكيف البيئي

3.1 اختيار الموقع والتوجيه

لا تظليل:تأكد من تعرض الشاشة لأشعة الشمس المباشرة لمدة ≥4 ساعات يوميًا؛ واضبط زاوية إمالة اللوحة (≈ خط العرض المحلي ±15 درجة) لتحسين الأداء الموسمي.
توجيه:متجهة نحو الجنوب في نصف الكرة الشمالي.

3.2 تصميم القطب

الارتفاع والتباعد:
- الطرق الريفية: أعمدة 6-8 م، ومسافة 15-20 م.
- الطرق الحضرية: أعمدة بطول 8-12 مترًا، بمسافة 20-30 مترًا (المسافة ≈ 3 × ارتفاع العمود للتداخل).
بناء: فولاذ مجلفن بالغمس الساخن (سمك الجدار ≥3 مم)، طلاء مضاد للتآكل، مقاومة الرياح ≥12 (المناطق الساحلية تتطلب قواعد معززة).
مؤسسة: قاعدة خرسانية (≥500 مم × 500 مم × 800 مم) لمنع الميلان

3.3 مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية - الاعتبارات المناخية

درجة حرارة عالية:بطاريات الليثيوم بتصميمات تبديد الحرارة (درجة حرارة التشغيل: -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية).
المناطق الباردة: بطاريات مدفونة (تحت خط الصقيع)، بطاريات هلامية/ليثيوم ذات نطاق واسع من درجات الحرارة (-40 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية)، وسادات تدفئة اختيارية.
المناطق العاصفة:أعمدة أقصر أو حوامل لوحات مرجحة لتقليل حمل الرياح.

4. كفاءة الطاقة والصيانة

4.1 تحسين الكفاءة

جهد النظام:24 فولت/48 فولت للأنظمة عالية الطاقة لتقليل خسائر الكابلات.
أوضاع الغسق إلى الفجر:تخفيض السطوع تلقائيًا إلى 30% بعد منتصف الليل لتوفير الطاقة.

4.2 الصيانة

تنظيف:مسح اللوحة كل ثلاثة أشهر (الغبار يقلل الإنتاج بنسبة 20-30%)، والتحقق من توصيلات الأسلاك.
استبدال البطارية: الرصاص الحمضي/الهلامي: 3-5 سنوات؛ الليثيوم: 5-8 سنوات (يمكن إعادة تدويره بشكل احترافي).
استكشاف الأخطاء وإصلاحها:المشاكل الشائعة: وحدات تحكم معيبة (لا يوجد ضوء مؤشر)، أو بطاريات ميتة (وميض)، أو مصابيح LED خافتة (قديمة).

5. نصائح حول التكلفة والاختيار

5.1 تفاصيل تكلفة مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية

التكلفة الأولية: ~2000–3000 ين لكل عمود بطول 6 أمتار (مصباح LED 30 وات + بطارية ليثيوم 100 أمبير/ساعة)، وهو أرخص بنسبة 30–50% من الأنظمة التي تعمل بالشبكة.
عائد الاستثمار:5-8 سنوات من خلال توفير الكهرباء، وهو أمر مثالي للمناطق غير المتصلة بالشبكة أو ذات تكلفة الكهرباء المرتفعة.

5.2 (دليل الاختيار)

الطرق الريفية: 6–8 أمتار من الأقطاب، 20–30 واط LED، بطارية هلامية 100 أمبير/ساعة، وحدة تحكم MPPT، نسخة احتياطية لمدة 3 أيام.
المناطق السكنية: 4-6 أمتار من الأعمدة، 10-20 واط LED، ليثيوم + أجهزة استشعار الحركة من أجل الجمالية والكفاءة.
المناخات المتطرفة:بطاريات الليثيوم + MPPT، صناديق البطاريات المُدفأة للمناطق التي تصل درجة حرارتها إلى ما دون الصفر.

النقطة الرئيسية

مصابيح الشوارع الشمسية الفعّالة تُوازن بين توافق المكونات (الألواح، البطاريات، مصابيح LED)، والتحكم الذكي، والتكيف البيئي. تُعطي الأولوية للمتانة (عمر افتراضي ≥ 5 سنوات)، وانخفاض معدلات الأعطال (<(5٪ سنويًا)، والتركيب المناسب لتحقيق أقصى قدر من الاستدامة وتوفير التكاليف.

ما هي النقاط الرئيسية لمصابيح الشوارع الشمسية

فيما يلي النقاط الرئيسية لمصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية، والتي تغطي مكوناتها الأساسية ومبادئ التشغيل واعتبارات التصميم وأساسيات الصيانة:

1. المكونات الأساسية لمصابيح الشوارع الشمسية ووظائفها

1.1 الألواح الشمسية

غاية:تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية (DC) عبر التأثير الكهروضوئي.
أنواع:
- أحادي البلورة:كفاءة عالية (18-22%)، أداء جيد في الإضاءة المنخفضة، ولكن بتكلفة أعلى.
- متعدد البلورات:كفاءة معتدلة (15-18%)، فعالة من حيث التكلفة للمناطق المشمسة.
- غشاء رقيق:خفيف الوزن ومرن، لكن كفاءته أقل (8-12%)، ومناسب للتصميمات المدمجة.
المواصفات الرئيسية: قوة الإخراج (واط)، والمتانة (تصنيف مقاومة الماء IP65، وطلاء مضاد للأشعة فوق البنفسجية)، وزاوية الميل المثالية (متوافقة مع خط العرض المحلي لالتقاط أقصى قدر من ضوء الشمس).

1.2 تخزين الطاقة (البطاريات)

غاية:قم بتخزين الطاقة الزائدة من الألواح الشمسية لاستخدامها في الليل أو في الأيام الغائمة.
أنواع:
- الرصاص الحمضي:تكلفة منخفضة، عمر افتراضي قصير (3-5 سنوات)، ويتطلب الصيانة.
- جل/AGM (حمض الرصاص المختوم):أفضل في المناخات الباردة (-30 درجة مئوية)، لا يحتاج إلى صيانة، وعمر أطول (5-7 سنوات).
- ليثيوم أيون (LiFePO₄):خفيفة الوزن، كثافة طاقة عالية، عمر افتراضي يزيد عن 10 سنوات، قدرة على التفريغ العميق (80-90% DOD)، ولكن بتكلفة أعلى.
حساب السعة:يعتمد على استهلاك الطاقة اليومي، وأيام النسخ الاحتياطي المطلوبة، وجهد النظام (على سبيل المثال، 12 فولت أو 24 فولت).

1.3 مصابيح الشوارع الشمسية ومصابيح LED

غاية:توفير الإضاءة ذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة وطول العمر.
الميزات الرئيسية:
- كفاءة: ≥120 لومن/وات (لومن لكل واط)، أكثر كفاءة بنسبة 70% من مصابيح الصوديوم التقليدية.
- عمر: 50,000+ ساعة (5-8 سنوات من الاستخدام اليومي).
- توزيع الضوء:تصميمات بصرية مثل جناح الخفاش أو البيضاوي لتغطية الطريق بشكل متساوٍ (تجنب "النقاط الساخنة").
- درجة حرارة اللون: 3000–5000 كلفن (أبيض دافئ للسلامة، وأبيض بارد للرؤية).

2. نظام التحكم

2.1 وحدة التحكم في الشحن

غاية:تنظيم تدفق الطاقة بين الألواح والبطاريات والأضواء لمنع الشحن الزائد/التفريغ.
أنواع:
- PWM (تعديل عرض النبضة):بسيطة، منخفضة التكلفة، كفاءة 80-85% (مناسبة للأنظمة الصغيرة).
- MPPT (تتبع نقطة الطاقة القصوى):كفاءة تزيد عن 95%، تعمل على تحسين حصاد الطاقة في الإضاءة المنخفضة، وهي مثالية للأنظمة الكبيرة.
الوظائف:التعتيم القائم على الوقت (على سبيل المثال، السطوع الكامل لمدة 4 ساعات، ثم التعتيم بنسبة 50%)، وتنشيط مستشعر الضوء، ومراقبة صحة البطارية.

2.2 عناصر التحكم الذكية في مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية (اختياري)

تكامل إنترنت الأشياء:المراقبة عن بعد عبر التطبيقات (تتبع حالة البطارية، وتنبيهات الأخطاء، وأداء الإضاءة).
أجهزة استشعار الحركة:قم بتقليل الإضاءة أثناء حركة المرور المنخفضة (على سبيل المثال، سطوع 30%) وقم بزيادتها عند اكتشاف الحركة، مما يوفر 30-50% من الطاقة.

3. اعتبارات تصميم النظام

3.1 توازن الطاقة

حجم اللوحة الشمسية:يجب توليد طاقة كافية لشحن البطارية يوميًا، مع الأخذ في الاعتبار ساعات ضوء الشمس (على سبيل المثال، 4-6 ساعات في معظم المناطق).
صيغة: قوة اللوحة (واط) = (طاقة LED × ساعات العمل اليومية) / (ساعات ضوء الشمس × عامل الكفاءة).
بطارية احتياطية:تأكد من تخزين المنتج لمدة تتراوح بين 3 إلى 5 أيام في الطقس الغائم (وهو أمر بالغ الأهمية في المناطق ذات الظروف الغائمة المتكررة).

3.2 التركيب والتصميم الهيكلي

ارتفاع العمود والتباعد:
- الطرق الريفية: أعمدة بارتفاع 6-8 أمتار، بمسافة 15-20 مترًا بين كل عمود.
- الطرق الحضرية: أعمدة بارتفاع 8 إلى 12 مترًا، متباعدة بمسافة 20 إلى 30 مترًا (تداخل الإضاءة ≈ 3 × ارتفاع العمود).
مادة القطب:الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أو الألومنيوم لمقاومة التآكل، مع مقاومة للرياح تصل إلى 100 كم/ساعة (قد تتطلب المناطق الساحلية تصنيفات أعلى).
مؤسسة: قاعدة خرسانية (عمق ≥ 800 مم) لتثبيت الأعمدة بشكل آمن ومنع الميلان.

3.3 مصابيح الشوارع الشمسية والتكيف البيئي

نطاق درجة الحرارة:
- المناخات الباردة: استخدم بطاريات الجل أو الليثيوم (المقدرة على تحمل درجة حرارة تصل إلى -40 درجة مئوية)، مدفونة تحت خط الصقيع أو مع وسادات التدفئة.
- المناخات الحارة: تأكد من أن بطاريات الليثيوم تتمتع بإدارة حرارية (زعانف تبريد) لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
العزل المائي:يجب أن تتمتع جميع المكونات (الألواح، وحدات التحكم، البطاريات) بتصنيف IP65 أو أعلى لتحمل المطر والغبار.

4. الصيانة وطول العمر

4.1 الفحوصات الدورية

تنظيف اللوحة:يمكن أن يؤدي الغبار والحطام إلى تقليل الكفاءة بنسبة 20-30%، لذا قم بالتنظيف كل ثلاثة أشهر بالماء وقطعة قماش ناعمة.
صحة البطارية:اختبر مستويات الجهد سنويًا؛ واستبدل بطاريات الرصاص الحمضية كل 3 إلى 5 سنوات، وبطاريات الليثيوم كل 8 إلى 10 سنوات.
الأسلاك والتوصيلات:افحص بحثًا عن التآكل أو المحطات الطرفية المفكوكة، خاصة في المناطق ذات الرطوبة العالية.

4.2 استكشاف الأخطاء وإصلاحها

أضواء خافتة أو متذبذبة: يشير إلى انخفاض شحن البطارية (تحقق من محاذاة اللوحة أو استبدل البطاريات).
لا يوجد ضوء في الليل:وحدة التحكم معيبة، أو البطارية فارغة، أو مستشعر الضوء مسدود.
انخفاض السطوع بمرور الوقت:تدهور طبيعي في أداء LED (استبدال التركيبات إذا انخفض الناتج إلى أقل من 70% من الأصلي).

5. تكلفة مصابيح الشوارع الشمسية وعائد الاستثمار

التكلفة الأولية:300 إلى 800 دولار أمريكي لكل مصباح (اعتمادًا على الحجم والميزات)، وهو أعلى بنسبة 20 إلى 50% من المصابيح التي تعمل بالطاقة الكهربائية ولكنها تلغي فواتير الكهرباء.
عائد الاستثمار:3-7 سنوات في المناطق ذات تكاليف الكهرباء المرتفعة أو المواقع خارج الشبكة.
المدخرات:عادةً ما تكون تكلفة الكهرباء والصيانة 50 إلى 150 دولارًا سنويًا مقارنة بمصابيح

العلامات الساخنة :