طريقة حساب التوزيع الأمثل لطاقة مصابيح الشوارع الشمسية

مع تزايد نقص مصادر الطاقة التقليدية، سيتوسع استخدام الطاقة الشمسية بشكل متزايد، لا سيما وأن مجال توليد الطاقة الشمسية قد تطور ليصبح صناعة واعدة وناضجة في غضون سنوات قليلة. 1- في الوقت الراهن، يُعد السعر أحد أهم العوامل التي تحد من استخدام الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، في مصباح إنارة شارع يعمل بالطاقة الشمسية ثنائي الاتجاه، يبلغ إجمالي الحمل على كلا القناتين 60 واط. عند تفريغ البطارية لمدة 7 ساعات وزيادة سعة التخزين الاحتياطية بنسبة 20%، تحتاج البطارية إلى حوالي 160 واط. وبحساب التكلفة على أساس 20 يوانًا لكل واط، تبلغ تكلفة البطارية 3200 يوان، وتكلفة حزمة البطاريات التي تبلغ سعتها حوالي 180 أمبير/ساعة 1800 يوان. ومع ذلك، فإن تكلفة الاستثمار لمرة واحدة لمصباح الشارع بأكمله أعلى بكثير من تكلفة مصباح الدائرة الكهربائية، مما يشكل العائق الرئيسي أمام استخدام مصابيح إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية. 2- يجب أيضًا مراعاة عمر البطارية عند تصميم نظام إنارة الشوارع بأكمله. تُضمن البطاريات العادية لمدة ثلاث أو خمس سنوات، لكنها تصبح غير فعّالة بعد عام أو حتى ستة أشهر. قد تنخفض معدلات الشحن الفعلية إلى حوالي 50%، مما يؤثر سلبًا على الإضاءة الليلية خلال الأيام الممطرة المتواصلة، لذا من المهم اختيار بطارية ذات جودة أفضل. 3: غالبًا ما تختار بعض شركات الهندسة مصابيح LED لإضاءة أعمدة الإنارة الشمسية، لكن جودة هذه المصابيح متفاوتة، وقد تفقد المصابيح ذات التلاشي الضوئي السريع 50% من إضاءتها خلال ستة أشهر. لذلك، من الضروري اختيار مصابيح LED ذات تلاشي ضوئي بطيء، أو استخدام مصابيح بدون أقطاب كهربائية، أو مصابيح صوديوم منخفضة الضغط، وما إلى ذلك. 4: غالبًا ما تتجاهل شركات الهندسة اختيار وحدة التحكم. تختلف جودة وحدات التحكم، ويتراوح سعر وحدة التحكم 12 فولت/10 أمبير في السوق بين 100 و200 يوان، على الرغم من أنها الأقل قيمة في نظام إنارة الشوارع، إلا أنها جزء بالغ الأهمية. تؤثر جودة وحدة التحكم بشكل مباشر على عمر مكونات نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية وتكلفة شراء النظام بأكمله. أولًا، يُنصح باختيار وحدة تحكم ذات استهلاك منخفض للطاقة، حيث ستعمل على مدار الساعة. إذا كان استهلاكها للطاقة مرتفعًا، فستستهلك جزءًا من الطاقة، لذا يُفضل اختيار وحدة تحكم تستهلك أقل من 1 مللي أمبير. ثانيًا، يُنصح باختيار وحدة تحكم ذات كفاءة شحن عالية. تتميز وحدة التحكم المزودة بوضع شحن MCT بقدرتها على تتبع الحد الأقصى لتيار لوحة البطارية تلقائيًا، خاصةً في فصل الشتاء أو فترات الإضاءة المنخفضة، حيث يكون وضع شحن MCT أكثر كفاءة بنسبة 20% تقريبًا من غيره. ثالثًا، يُنصح باختيار وحدة تحكم مزودة بتنظيم ثنائي الاتجاه للطاقة. وقد انتشرت وحدات التحكم المزودة بهذا النوع من التنظيم على نطاق واسع، حيث يمكنها إطفاء مصباح أو اثنين تلقائيًا ليلًا عند قلة المارة، مما يوفر الطاقة، كما يمكنها أيضًا ضبط طاقة مصابيح LED. بالإضافة إلى اختيار وظائف توفير الطاقة المذكورة أعلاه، يجب أيضًا مراعاة وظيفة حماية وحدة التحكم للمكونات مثل البطاريات. على سبيل المثال، يمكن لوحدة التحكم المزودة بوضع الشحن البطيء حماية البطارية بشكل جيد وإطالة عمرها. بالإضافة إلى ذلك، يجب تفعيل خاصية الحماية من انخفاض الجهد في وحدة التحكم. عند ضبط القيمة، حاول ضبطها على 11.1 فولت أو أعلى لمنع تفريغ البطارية بشكل مفرط. 5: يجب الانتباه إلى أعمال مكافحة السرقة في المناطق البعيدة عن المناطق الحضرية. لم تتخذ العديد من شركات الهندسة تدابير فعالة لمكافحة السرقة بسبب الإهمال في أعمال البناء، مما أدى إلى سرقة البطاريات وألواح البطاريات ومكونات أخرى، الأمر الذي لا يؤثر فقط على الإضاءة العادية، بل يتسبب أيضًا في خسائر مادية غير ضرورية. في الوقت الحالي، تُعد البطاريات المسروقة هي الأكثر شيوعًا في مشاريع الهندسة. ومن التدابير الفعالة لمكافحة السرقة دفن البطاريات في الأرض وصبها بالأسمنت. ومن الأفضل لحام صندوق البطارية المثبت على عمود الإنارة وتقويته. ٦- عزل وحدة التحكم ضد الماء: تُركّب وحدة التحكم عادةً داخل غطاء المصباح وصندوق البطارية، ولا تتعرض للماء في الغالب. ولكن في التطبيقات العملية، غالبًا ما يحدث تماس كهربائي في سلك توصيل طرف وحدة التحكم نتيجة لتدفق مياه الأمطار عبره. لذا، أثناء التركيب، يجب ثني سلك التوصيل الداخلي على شكل حرف U وتثبيته، كما يمكن تثبيت سلك التوصيل الخارجي على شكل حرف U أيضًا، لمنع دخول مياه الأمطار وحدوث تماس كهربائي في وحدة التحكم. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام مادة لاصقة لعزل نقاط اتصال الأسلاك الداخلية والخارجية ضد الماء. ٧- في العديد من التطبيقات العملية لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية، لا تفي هذه الأعمدة باحتياجات الإضاءة العادية، خاصةً في الأيام الغائمة والممطرة. إلى جانب استخدام مكونات رديئة الجودة، يُعدّ خفض تكلفة المكونات بشكل عشوائي سببًا رئيسيًا آخر، حيث لا يتم تصميمها وتكوينها وفقًا للمتطلبات، كما يتم تقليل معايير استخدام ألواح البطاريات والبطاريات، مما يؤدي إلى عدم قدرة أعمدة الإنارة على توفير الإضاءة في الأيام الممطرة.