اختر مصابيح الشوارع LED التي تعمل بالطاقة الكهربائية أم مصابيح الشوارع LED التي تعمل بالطاقة الشمسية؟

من المعروف منذ زمن طويل أن مصابيح الشوارع بتقنية LED أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من مصابيح الصوديوم عالية الضغط. مع ذلك، قد لا تزال بعض المفاهيم الكمية غير واضحة. من المسلّم به الآن أن مصابيح الشوارع بتقنية LED بقدرة 100 واط يمكن أن تحل محل مصابيح الصوديوم عالية الضغط بقدرة 250 واط، لذا يمكن القول باختصار أن كل مصباح LED يوفر 150 واط من الكهرباء. ولكن، في حال التحول إلى الطاقة الشمسية، يمكن توفير 100 واط إضافية، أي أن كل مصباح يوفر 250 واط. ووفقًا لتقديرات الجهات المعنية، يُرجّح أن يتجاوز إجمالي عدد مصابيح الشوارع في الصين 100 مليون مصباح، وهو في ازدياد سنوي بنسبة 20%. ففي عام 2008، أُضيف 20 مليون مصباح. بافتراض إمكانية تحويل 100 مليون مصباح إنارة شوارع إلى 60 مليون مصباح بقدرة 250 واط، وبافتراض استبدال جميع هذه المصابيح بمصابيح LED تعمل بالطاقة الشمسية، فإنه يمكن توفير 15 مليون كيلوواط من الطاقة. وبافتراض تشغيل كل مصباح 12 ساعة يوميًا، سيتم توفير 65.7 مليار كيلوواط ساعة من الكهرباء سنويًا. وقد ولّدت محطة سد الخوانق الثلاثة الكهرومائية في عام 2007 ما مجموعه 61.603 مليار كيلوواط ساعة من الكهرباء. وبالتالي، فإن كمية الكهرباء الموفرة من خلال استبدال جميع مصابيح الشوارع في البلاد بمصابيح تعمل بالطاقة الشمسية ستتجاوز إنتاج محطة سد الخوانق الثلاثة الكهرومائية السنوي. إنه رقم هائل للغاية. ليس هذا فحسب، بل إن الطاقة الشمسية طاقة نظيفة ومتجددة لا توفر الكهرباء فحسب، بل تقلل أيضًا من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يُنتج كل مصباح صوديوم عالي الضغط بقدرة 250 واط 1290 كيلوغرامًا من ثاني أكسيد الكربون سنويًا، لذا بعد تحويل جميع مصابيح الشوارع البالغ عددها 60 مليون مصباح إلى مصابيح تعمل بالطاقة الشمسية، سيُمكن خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 77.4 مليون طن. وبالتالي، فإن التحول إلى الطاقة الشمسية لا يوفر تكاليف الكهرباء فحسب، بل يوفر أيضًا تكلفة خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. تبلغ تكلفة خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون للطن الواحد 345-404 دولارًا أمريكيًا. إن خفض 77.4 مليون طن من ثاني أكسيد الكربون يُعادل توفير 31 مليار دولار أمريكي من تكاليف خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون! 2. ستكون طاقة مصدر التيار المتردد أقل بنسبة 15% من طاقة مصدر الطاقة الشمسية. عند استخدام مصدر التيار المتردد، يلزم استخدام محول طاقة لتحويله إلى تيار مستمر. تبلغ طاقة محولات الطاقة العادية حوالي 80%. لذلك، يحتاج مصباح شارع LED بقدرة 100 واط إلى طاقة إدخال للاتصال تبلغ حوالي 120 واط (تم اختيار 120 واط في جدول المقارنة أدناه). عند اختيار مصدر طاقة شمسية، يكفي اختيار مصدر تيار مستمر/مستمر ثابت، حيث تصل كفاءته إلى 95%. وبالتالي، بعد الحساب، تكون الطاقة الإجمالية للتيار المتردد أقل بنحو 15%. لذا، يجب إضافة 15% إلى الرقم المذكور أعلاه. 3. أسئلة حول مصدر طاقة الاتصالات ومعامل القدرة: لا يوجد تعويض لاستخدام معاملات القدرة في مصادر الطاقة التبديلية منخفضة المستوى، وسيؤدي العديد منها إلى انخفاض إجمالي طاقة الشبكة الكهربائية في المستقبل. 4. تكمن المشكلة الأكبر في استخدام مصدر طاقة التيار المتردد في تقليل عمر المصباح. نظرًا لأن التيار المتردد يحتاج إلى تقويم وترشيح ليصبح تيارًا مستمرًا، يجب استخدام مكثفات إلكتروليتية للترشيح في جميع مصادر الطاقة التبديلية. وكما هو معروف، فإن عمر المكثفات الإلكتروليتية قصير جدًا. يبلغ عمر المكثفات الإلكتروليتية العادية 1000 ساعة فقط، بينما يبلغ عمر المكثفات الإلكتروليتية طويلة العمر 10000 ساعة فقط. علاوة على ذلك، ينخفض ​​عمر مصابيح الشوارع LED إلى النصف مع كل زيادة قدرها 10 درجات في درجة الحرارة المحيطة. في مصابيح الشوارع LED عالية الطاقة، يكون ارتفاع درجة الحرارة مرتفعًا جدًا، مما يُقصر عمر المكثفات الإلكتروليتية. عمومًا، يجب أن يتجاوز عمر مصابيح الشوارع LED 50,000 ساعة. سيؤثر قصر عمر المكثفات الإلكتروليتية حتمًا على عمر المصباح بأكمله. لذا، من المتوقع أن تتعطل العديد من مصابيح الشوارع LED منخفضة الجودة بسرعة. بالإضافة إلى تسريع انخفاض إضاءتها لعدم معالجة مشكلة تبديد الحرارة في مصابيح LED نفسها، يُعد تعطل المكثف الإلكتروليتي في مصدر طاقة الاتصالات عاملًا مهمًا أيضًا. لا يوجد مكثف إلكتروليتي في نظام الطاقة الشمسية، وبالتالي، يمكن ضمان أن يتوافق عمر مصدر التيار الثابت مع عمر مصابيح LED. 5. التكلفة الإجمالية لمصابيح الشوارع LED التي تعمل بالخلايا الشمسية أقل بكثير من تكلفة نظام مصابيح الشوارع LED الذي يعمل بالطاقة من مصادر الاتصالات. على الرغم من أن تكلفة التركيب الأولية لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية أعلى، إلا أن تكلفة مدّ الكابلات وفواتير الكهرباء طويلة الأجل لتوفير الطاقة للاتصالات أعلى بكثير من تكلفة الأنظمة الشمسية. دعونا نحلل ذلك بالتفصيل أدناه. (1) تكلفة رأس مصباح LED وعمود الإنارة في النظامين متقاربة، والفرق الرئيسي يكمن في اللوحة الشمسية. عمومًا، تبلغ قدرة الألواح الشمسية حوالي ثلاثة أضعاف قدرة مصابيح LED. فإذا كان مصباح LED بقدرة 100 واط، فستحتاج إلى استخدام لوحة شمسية بقدرة 300 واط. انخفض سعر الألواح الشمسية حاليًا إلى 23 يوانًا/واط، أي أن تكلفة 300 واط تبلغ 6900 يوان. بالإضافة إلى ذلك، يحتاج النظام الشمسي إلى بطارية، لكن تكلفتها تعادل تكلفة مصدر الطاقة في نظام الاتصالات. لذا يمكن إلغاء كليهما. وبالتالي، فإن الفرق الرئيسي في تكلفة المصابيح والفوانيس يكمن في اللوحة الشمسية. (2) أكبر تكلفة لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية في التركيب الأولي هي مدّ الكابلات. يعتقد معظم الناس أن التكلفة الرئيسية تكمن في الكابل نفسه، ولكن بالإضافة إلى الكابل، فإن تكاليف مدّه والمعدات المساعدة (مثل آبار الفحص ومعدات توزيع الطاقة) وغيرها، تفوق تكلفة الكابل بكثير. لنفترض الآن طريقًا بطول 10 كيلومترات، حيث يتم تركيب مصباح كل 30 مترًا على الجانب المقابل، أي ما مجموعه 666 مصباحًا من مصابيح الشوارع بتقنية LED. في حال استخدام مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية، يمكن استرداد التكلفة خلال خمس سنوات، مع توفير 430 ألف يوان. بعد خمس سنوات، يمكن توفير 1.22 مليون يوان من فاتورة الكهرباء السنوية.