باعتبارها مصدرا للطاقة المتجددة، تلعب الطاقة الشمسية دورا مهما في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة والتخفيف من تغير المناخ، وهو أمر بالغ الأهمية لحماية الناس والحياة البرية والنظم البيئية. يمكن للطاقة الشمسية أيضا تحسين جودة الهواء وتقليل استهلاك المياه في إنتاج الطاقة. عند تطبيق الطاقة الشمسية على أعمدة الإنارة LED، فإن الجمع بين الاثنين يجعل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية فعالة في حماية البيئة وتوفير الطاقة. تقدم هذه المقالة بشكل رئيسي بعض المعرفة حول الطاقة الشمسية ومصابيح الشوارع الشمسية، بما في ذلك بعض المفاهيم ومزاياها وعيوبها.

الطاقة الشمسية هي عملية تحويل الطاقة المتجددة من ضوء الشمس إلى الكهرباء، إما باستخدام الألواح الشمسية مباشرة (الخلايا الشمسية) أو بشكل غير مباشر باستخدام الطاقة الشمسية المركزة. وغالبا ما يستخدم اللوح الشمسي التأثير الكهروضوئي لتحويل الضوء إلى تيار كهربائي، والذي يمكن استخدامه مباشرة أو تخزينه في بطارية لاستخدامه لاحقا.

لفهمك السريع، نضعه في الجداول أدناه. بشكل عام، المزايا تفوق العيوب، وأعتقد أن العديد من العيوب ستحل تدريجيا بعد تقدم التكنولوجيا.

تستخدم مصابيح الشوارع الشمسية LED مصابيح LED كمصدر للضوء، بينما تشحن الألواح الشمسية البطاريات القابلة لإعادة الشحن خلال النهار وتشغل أضواء LED ليلا. اللوح الشمسي المثبت على هيكل الإضاءة هو مصباح شارع مدمج بنظام LED شمسي (ويسمى أيضا مصباح شائي شائي شامل)، بينما اللوح الشمسي المثبت على عمود الإضاءة هو مصباح شوارع شمسية LED مقسم.

نعتقد أن هناك سببين، فوائد الطاقة الشمسية وكفاءة إضاءة LED.

فوائد الطاقة الشمسية

زادت كفاءة تحويل الألواح الشمسية في هذه السنوات. رغم أنها حوالي 20٪. ومع ذلك، بالنسبة للطاقة المجانية والنظيفة، لا يؤثر كثيرا على تطبيقها في أضواء LED.

كفاءة إضاءة LED

لا يمكننا فعل الكثير لتقليل استهلاك الطاقة من مصادر الضوء التقليدية. هناك فائدتان رئيسيتان لإضاءة LED عندما يتعلق الأمر بتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف. أولا، تستهلك مصابيح LED طاقة أقل بكثير من أي شكل سابق من الإضاءة، مما يساعد على تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير. ثانيا، تتطلب كفاءة إضاءة LED تقليل تكرار الاستبدال بشكل كبير، مما يوفر تكاليف الصيانة.

مزيج من هذين السببين

تجعل تقنية إضاءة LED عالية الكفاءة فوائد تطبيقات الطاقة الشمسية معروفة. إضاءة LED تتطلب طاقة أقل من أي مصدر إضاءة مستخدم سابقا، لذا لا تتطلب الكثير من الطاقة الشمسية. من موقف السيارات، والمشاة، والطريق، تحتاج هذه الأماكن عادة إلى توفير الإضاءة فقط في الليل، حتى تتمكن مصابيح الشوارع الشمسية LED من الحصول على الطاقة الشمسية خلال النهار، ثم تحويلها إلى كهرباء لتوفير الطاقة لمصدر الضوء ليلا. يجمع الاثنان بشكل مثالي بين الفوائد المستدامة للطاقة الشمسية وكفاءة الطاقة في إضاءة LED.

تركيب بسيط

تركيب مصابيح الشوارع الشمسية LED بسيط ومريح لأنه لا حاجة إلى أسلاك إضافية. يتطلب فقط قاعدة خرسانية وصندوق بطارية (يمكن اختيار مصباح شمع شمسية مقسم حسب الحاجة، ويوجد إنارة شمسية شاملة مدمجة). لا يتطلب التركيب عمالة أو مواد أو تكاليف مكثفة أخرى.

موفر للطاقة وصديق للبيئة

تقوم مصابيح الشوارع الشمسية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء دون استهلاك طاقة. لا يوجد تلوث ولا إشعاع يتماشى مع مفهوم حماية البيئة الحالي. مع مصادر LED، يمكن القول إنها بمثابة الزينة التي قصرت الكعكة.

أمان

قد تكون مصابيح الشوارع LED التقليدية تحمل مخاطر محتملة على السلامة بسبب جودة البناء، أو تقدم المواد، أو ارتباك مصدر الطاقة، أو أسباب أخرى. بينما لا تستخدم مصابيح الشمسية LED تيارا مترددا، لا يوجد خطر محتمل على السلامة، مما يمنح الكهربائيين سهولة صيانة المصابيح.

دائم

معظم الألواح الشمسية في السوق مستقرة لمدة لا تقل عن عشر سنوات بسبب تقنيات التصنيع الناضجة. يمكنهم توليد الكهرباء لمدة ثلاثين سنة أو أكثر.

محتوى تقني عالي وتكلفة صيانة منخفضة

يتم تنظيم ضوء الشارع الشمسي بواسطة وحدة تحكم شحن شمسية، يمكنها ضبط شدة الضوء حسب السطوع الطبيعي واحتياجات الأشخاص. في المناطق النائية، تكون تكاليف الصيانة اليومية لأعمدة الإنارة التقليدية مرتفعة جدا. أعمدة الإنارة الشمسية تحتاج فقط إلى فحوصات دورية، وتكلفة الصيانة منخفضة نسبيا.

فترة استرداد قصيرة

لا تحتاج مصابيح الشوارع الشمسية LED إلى دفع فواتير الكهرباء، وفي هذا العصر الذي تشهد أسعار الطاقة المرتفعة، يصبح وقت استرداد التكاليف أقصر بشكل كبير.

نظرا لنقص الطاقة التقليدية، سيكون تطبيق الطاقة الشمسية أكثر اتساعا. تم تطبيق أعمدة الإنارة الشمسية في عدة مناسبات. ومع ذلك، هناك أيضا بعض العوامل المقيدة في تطبيق وترويج أعمدة الإنارة الشمسية.

استثمار أولي كبير

أحد العوامل هو التكلفة الأولية. الاستثمار الأولي في أعمدة الإنارة الشمسية كبير. وفقا للمسح، فإن التكلفة الإجمالية لتركيب ضوء شوارع شمسي غالبا ما تكون ثلاثة أو أربعة أضعاف أو حتى أعلى من تكلفة مصابيح LED التقليدية.

عمر الخدمة للبطارية

لطالما كانت البطاريات عنق زجاجة في تطبيقات الطاقة الشمسية. بشكل عام، لا يمكن شحن البطاريات العادية بالكامل لفترة طويلة، وقد تنخفض كفاءة الشحن إلى 50٪، مما يؤثر بالتأكيد على ظروف الإضاءة ليلا في الأيام الممطرة المستمرة. لذلك، اختيار بطارية عالية الجودة أمر بالغ الأهمية عند تركيب أعمدة الإنارة الشمسية.

البطاريات سهلة السرقة

ونظرا لأنها ليست تعمل بالشبكة ولها قيمة مالية أعلى من أعمدة الإنارة العادية، فإن خطر السرقة مرتفع نسبيا. لهذا السبب غالبا ما تحتاج البطارية إلى دفن أو وضع عاليا على العمود.

كفاءة تحويل منخفضة

كفاءة تحويل الألواح الشمسية تقارب 15٪~17٪. نظريا، يمكن أن تصل كفاءة تحويل الألواح الشمسية للسيليكون إلى حوالي 30٪. لذا نعتقد أن هناك مجالا للتحسين.

الثلج أو الغبار

الثلج أو الغبار، ويمكن أن يتراكم الرطوبة على الألواح الأفقية للطاقة الكهروضوئية. وهذا يؤثر على تحويل الطاقة الشمسية. يجب تنظيف الألواح الشمسية بانتظام في بعض الأماكن مثل السعودية.

الجغرافيا وظروف الطقس

نظرا لأن الطاقة الشمسية تأتي من الشمس، فإن الجغرافيا والظروف الجوية تؤثر مباشرة على ظروف إضاءة أعمدة الإنارة الشمسية. الأيام الغائمة والممطرة المستمرة تؤثر على الإضاءة، لذا فإن إضاءة أو سطوع الأضواء لا تفي بالمعايير الوطنية. ولزيادة الطين بلة، لا يمكن إضاءة أعمدة الإنارة الشمسية أحيانا، خاصة في الشتاء.

تلوث بطارية الرصاص الحمضي

حاليا، يقوم العديد من الموردين بإعداد بطاريات الرصاص الحمضية للمشترين لتقليل التكاليف. تتكون بشكل رئيسي من الرصاص، وحمض الكبريتيك، وبعض المعادن والبلاستيك الأخرى. يحتوي حمض البطاريات النفايات على كمية كبيرة من الرصاص، والتصريف العشوائي لن يلوث التربة وتدفق المياه بشكل خطير فقط. بالإضافة إلى ذلك، لا تزال إعادة تدوير ومعالجة البطاريات المهدرة في الصين في حالة غير منتظمة نسبيا، لذا فإن العديد من بطاريات الرصاص-الحمضية تلوث مساحة معيشتنا، وحتى لو استخدمت بطاريات الهلام، لا يزال التلوث موجودا.

 لذا فإن التحول إلى إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية LED هو بلا شك استثمار، لكن التوجه نحو مستقبل طاقة مستدام وفعال لا يأتي بدون تكلفة. عندما يتعلق الأمر بالحد من استهلاكنا بطريقة فعالة ومستدامة، فإن الطاقة الشمسية ومصابيح LED بالتأكيد خيار يستحق النظر.