طاقة شمسية وهي حاليًا واحدة من أكثر مصادر الطاقة المتجددة انتشارًا في العالم. بفضل تطبيقاتها المتعددة وتخفيض التكلفة المتزايد، أصبحت الطاقة الشمسية خيارًا جذابًا لمختلف القطاعات. أحد الاستخدامات الأكثر إثارة للاهتمام هو الإضاءة العامة، حيث توفر مصابيح الشوارع الشمسية حلاً فعالاً وبيئيًا. يتم شحن مصابيح الشوارع هذه أثناء النهار عن طريق التقاط طاقة الشمس وتخزينها للإضاءة ليلاً. هل تريد اكتشاف كيفية عملها وما هي أفضل الخيارات المتاحة في السوق؟ أدناه، نخبرك بكل شيء.
إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية إختراع ثوري
تعني الإضاءة العامة استهلاكًا كبيرًا للطاقة بالنسبة للبلديات، خاصة عندما تعتمد على استخدام الوقود الأحفوري. تمثل مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية حلاً اقتصاديًا ومستدامًا، لأنها تقوم بتخزين الطاقة الشمسية أثناء النهار وتستخدمها بعد ذلك في الليل، مما يجعلها بديلاً لا يولد أي نفقات إضافية عمليًا بمجرد تركيبها.
هذا النوع من إنارة الشوارع شائع بالفعل على الطرق السريعة والشوارع والمناطق العامة. أحد الأسباب الرئيسية لنموها هو انخفاض تكاليف الألواح الشمسية والبطاريات ومصابيح LED، وهي تقنيات أصبحت أكثر كفاءة على نحو متزايد. علاوة على ذلك، فإن مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية لا تستفيد اقتصاديًا فحسب، بل تساهم أيضًا في الحد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، وبالتالي الحد من التلوث والمساعدة في مكافحة تغير المناخ.
خلال أوقات السنة، مثل فصل الصيف، عندما يزداد استهلاك الكهرباء بسبب الاستخدام المكثف للأجهزة مثل مكيفات الهواء، تعمل مصابيح الشوارع هذه على تخفيف الضغط على الشبكة الكهربائية، مما يساعد على منع الأحمال الزائدة المحتملة.
على الرغم من أن مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية يمكن أن تكون أكثر تكلفة من حيث التركيب الأولي، فعندما نتحدث عن أنظمة أكثر تعقيدًا أو مسافات كبيرة من الشبكة الكهربائية، تصبح مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية خيارًا أكثر اقتصادا على المدى الطويل. علاوة على ذلك، ونظرًا لاستقلاليتها، فإنها لا تحتاج إلى توصيلات كهربائية، مما يسهل عملية تركيبها.
تشغيل إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية
يمكن اعتبار كل مصباح شارع يعمل بالطاقة الشمسية بمثابة محطة طاقة صغيرة تلتقط ضوء الشمس خلال النهار من خلال ألواحها الكهروضوئية وتخزنه في البطاريات. وعندما يحل الليل، يتم استخدام الطاقة المخزنة لتشغيل أنظمة الإضاءة، والتي عادة ما تكون مصابيح LED فعالة.
دعونا نحلل المكونات الرئيسية لمصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية:
الألواح الشمسية الكهروضوئية
هذه الألواح الكهروضوئية هي قلب إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية. إنهم مسؤولون عن تحويل ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية. عادة، يتم وضعها في الجزء العلوي من الهيكل لالتقاط أكبر قدر ممكن من الإشعاع الشمسي.
يجب توجيه الألواح الشمسية بشكل صحيح لضمان جمع الطاقة بكفاءة. يعتمد الاتجاه والميل على خط عرض المكان الذي تم تثبيتهما فيه. في بعض البيئات الحضرية، يمكن للمباني الشاهقة أن تخلق ظلالاً تؤثر على فعالية الألواح. لذلك، نسعى دائمًا إلى تحسين موقعه.
بطارية
البطاريات هي المكون المسؤول عن تخزين الطاقة التي تلتقطها الألواح الشمسية. ثم، في الليل، يطلقون هذه الطاقة لتشغيل نظام الإضاءة. وفي بعض الحالات يتم وضع البطاريات أسفل الألواح لحمايتها من العبث، رغم أن ذلك يجعل صيانتها صعبة.
أكثر أنواع البطاريات استخدامًا في مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية هو الليثيوم نظرًا لعمره الطويل وكفاءته العالية. تحظى بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4) بشعبية خاصة لأنها، بالإضافة إلى كونها آمنة، فإنها لا تحتاج إلى صيانة ويمكنها تحمل درجات الحرارة القصوى لدورات الشحن العميقة.
عناصر التحكم
تتيح لك عناصر التحكم تحسين استخدام الطاقة المخزنة. إنهم مسؤولون عن التشغيل الآلي وإيقاف تشغيل مصابيح LED لتجنب الاستهلاك غير الضروري. وهذا لا يؤدي إلى تحسين الطاقة فحسب، بل يعمل أيضًا على إطالة عمر المكونات.
- البرمجة حسب ساعات ضوء الشمس: يتم استخدام أجهزة تعرف وقت شروق الشمس وغروبها، حيث يتم تشغيل وإطفاء إنارة الشارع تلقائيا بناء على هذه المعلومات.
- الخلايا الكهروضوئية: تكتشف كمية الضوء المحيط؛ إذا كان مستوى الضوء منخفضا (الغسق)، يتم تنشيط وحدات الإنارة؛ إذا كان هناك ما يكفي من الضوء الطبيعي (الفجر)، يقومون بإطفائه.
- أنظمة الإغلاق الآمنة: في ظروف اكتساب الطاقة المنخفضة، مثل فترات الغيوم الطويلة، تقوم بعض أنظمة التحكم بإيقاف تشغيل وحدة الإنارة تلقائيًا للحفاظ على البطارية.
إضاءة
المصابيح المستخدمة في أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية عادة ما تكون ذات كفاءة عالية في استخدام الطاقة، مثل مصابيح LED أو مصابيح الفلورسنت. بالإضافة إلى توفير الطاقة الذي توفره، توفر هذه التقنيات عمرًا طويلًا وتتطلب صيانة أقل.
تعتبر مصابيح LED حاليا الخيار الأكثر كفاءة من حيث استهلاك الطاقة وانبعاث الضوء، مما يجعلها البديل الأفضل لأنظمة الطاقة الشمسية.
متطلبات تركيب مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية
يعد تركيب مصباح الشارع بالطاقة الشمسية أمرًا بسيطًا للغاية، لأنه لا يتطلب الاتصال بالشبكة الكهربائية أو الأسلاك الواسعة. ومع ذلك، هناك بعض المتطلبات التي يجب الوفاء بها لضمان الأداء الأمثل:
- يجب أن يكون موقع التثبيت خاليًا من الظلال لتعظيم التعرض لأشعة الشمس.
- يجب أن تسمح التضاريس بالتثبيت الصحيح لإضاءة الشارع لتحمل الظروف الجوية المعاكسة، مثل الرياح القوية.
- يمكن أن تؤثر درجات الحرارة المنخفضة على أداء البطاريات. ولذلك ينصح بتجنب الأماكن التي تكثر فيها درجات الحرارة المتجمدة.
تعد مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية ثورة حقيقية من حيث الاستدامة وتوفير الطاقة. فهي لا تخفف العبء عن مصادر الطاقة التقليدية فحسب، بل تقدم أيضًا حلولاً مبتكرة وقابلة للتكيف مع بيئات مختلفة. تعمل مصابيح الشوارع هذه، المجهزة بتقنيات متقدمة وبطاريات طويلة الأمد، على جعل الإضاءة العامة أكثر كفاءة ويمكن الوصول إليها في المزيد من الأماكن حول العالم.