تدابير توفير الطاقة لإضاءة الشوارع الحضرية

1. أسباب ارتفاع فواتير الكهرباء: أولاً، الهدف الرئيسي من إنارة الطرق هو ضمان سلامة المركبات والمشاة أثناء تنقلهم. أما الهدف الأساسي من الإضاءة الخارجية فهو تجميل المشهد الليلي للمدينة وتوفير أجواء مريحة ودافئة للمواطنين. يقلّ تدفق الناس والمركبات بشكل ملحوظ بعد منتصف الليل، حيث يكون استهلاك الطاقة في أدنى مستوياته، ويرتفع جهد الشبكة، وتصبح المصابيح أكثر سطوعًا من منتصف الليل. لذلك، يكون معدل استخدام الإضاءة خلال هذه الفترة منخفضًا للغاية. وإذا لم تُتخذ إجراءات لتعديل الإضاءة في أي وقت، فسيؤدي ذلك إلى هدر كمية كبيرة من الكهرباء. ثانيًا، تتصل إنارة الطرق مباشرة بشبكة الكهرباء التجارية. ووفقًا للاختبار، فإن جهد خرج المحول عند كل نقطة تغذية أعلى بكثير من الجهد المقنن البالغ 220 فولت، ويصل في بعض الحالات إلى 250 فولت أو أكثر، مما يزيد بشكل كبير من الطاقة الخارجة. ثالثًا، نظرًا لاختيار المصابيح ومصادر الإضاءة غير المناسب، تنخفض كفاءة الإضاءة الناتجة عن استهلاك نفس كمية الطاقة الكهربائية بشكل ملحوظ، كما يؤثر نوع الكابل وحجمه بشكل مباشر على فقد الطاقة في خط التغذية. إضافةً إلى ذلك، تُستخدم حاليًا بشكل رئيسي كوابح حثية. ونظرًا لعدم الاهتمام الكافي بتعويض القدرة التفاعلية، فقد زادت هذه القدرة بشكل ملحوظ. 2. تدابير توفير الطاقة: 1. مع ضمان الأداء والفعالية، يجب تعديل عدد مرات الإضاءة وتوقيتها بشكل معقول. ينبغي تعزيز إضاءة الطرق بشكل كامل في منتصف الليل، ويجب تزويد الطرق الرئيسية والفرعية بدائرتين كهربائيتين، إحداهما دائرة إضاءة ليلية كاملة والأخرى دائرة إضاءة منتصف الليل. في حال توفير دائرة إضاءة خاصة لمنتصف الليل، يمكن استخدام مصدر طاقة أحادي الطور، ولكن يجب الحفاظ على توازن ثلاثي الأطوار للمحول بأكمله. أما الطرق الفرعية والطرق في المناطق الصناعية والسكنية والشوارع الضيقة، فتعتمد طريقة تغيير الإضاءة من جانب واحد في منتصف الليل. تُضاء أضواء المدينة عادةً خلال ساعات ذروة الأنشطة الخارجية للمواطنين. ٢. اختر مصدر إضاءة عالي الكفاءة. يعتمد توفير الطاقة بشكل أساسي على كفاءة الإضاءة، ولكن لا ينبغي أن يقتصر اختيار مصدر الإضاءة على الكفاءة فقط، بل يجب استخدامه بشكل معقول مع مراعاة مؤشر تجسيد اللون، وعمر الخدمة، وخصائص بدء التشغيل. مبادئ اختيار مصادر الإضاءة: تقليل استخدام المصابيح المتوهجة؛ تشجيع استخدام مصابيح الفلورسنت الأنبوبية الرفيعة ومصابيح الفلورسنت المدمجة؛ التقليل تدريجيًا من استخدام مصابيح الزئبق عالية الضغط، وخاصةً مصابيح الزئبق ذاتية التوازن، حيث لا ينبغي استخدامها بشكل عشوائي؛ تشجيع استخدام مصابيح الصوديوم عالية الضغط ومصابيح هاليد المعدن. ٣. اختر مصابيح وفوانيس عالية الجودة والكفاءة. يُعد أداء المصابيح والفوانيس عاملاً حاسمًا في توفير الطاقة، وخاصةً كفاءة المصباح وتوزيع الضوء. كفاءة وحدة الإضاءة هي نسبة التدفق الضوئي FL المنبعث منها إلى إجمالي التدفق الضوئي FS المنبعث عند تشغيل جميع مصادر الضوء داخلها خارجها في ظروف محددة، ويُرمز لها بـ h، أي h = √(FL/FS). وبشكل عام، تتناسب h طرديًا مع معامل انعكاس ونفاذية مادة غطاء المصباح، وتعتمد كفاءة المصباح المفتوح على نسبة مساحة الفتحة S₀ للمصباح إلى مساحة الانعكاس S وشكل العاكس. ولتقليل فقد الضوء داخل وحدة الإضاءة، كلما زادت نسبة S₀/S، كان ذلك أفضل. ويؤدي شكل العاكس بشكل أساسي إلى انعكاس الضوء عدة مرات داخل غطاء المصباح. لذا، عند اختيار المصابيح، ينبغي مراعاة الجوانب التالية: معامل استخدام عالٍ؛ اختيار توزيع ضوئي مناسب؛ إعطاء الأولوية للمصابيح ذات الشكل الكتلي؛ محاولة اختيار مصابيح بدون ملحقات؛ ومحاولة اختيار مصابيح ذات معدل احتفاظ عالٍ. ٤. يتم الكشف عن جهد الخرج لجميع المحولات وضبطه ليكون عند القيمة المقننة. في حال تعذر خفض الجهد، يمكن استخدام خاصية توفير الطاقة في المحرك لتقليل الجهد وتوفير الطاقة. بعد الاختبار، تراوحت نسبة توفير الطاقة باستخدام هذه الخاصية بين ١١٪ و ٢٣٪. ٥. يمكن تعويض القدرة التفاعلية للدائرة بطريقتين: التعويض الفردي والتعويض المركزي. في التعويض الفردي، يتم توصيل مكثف ذي سعة مناسبة بالتوازي مع كل مصباح للتعويض، مما يقلل القدرة التفاعلية لدائرة الإضاءة، ويقلل أيضًا فقد الطاقة وفقد الجهد في دائرة الإضاءة ذات الجهد المنخفض. في الوقت نفسه، نظرًا لانخفاض تيار الخط، يمكن اختيار سلك ذي مقطع عرضي أصغر. القيمة التجريبية للتعويض الفردي: تبلغ سعة مكثف التعويض لمصباح الصوديوم عالي الضغط بقدرة ٢٥٠ و ٤٠٠ واط ٣٠ و ٥٠ ميكروفاراد على التوالي. أما التعويض المركزي، فيتم فيه تركيب المكثفات في جهاز توزيع الطاقة بشكل مركزي. بالإضافة إلى ذلك، يجب تركيب معدات التفريغ. 6. تشجيع استخدام الصابورات الإلكترونية. الصابورة الإلكترونية عبارة عن محول تيار متردد إلى تيار مستمر ثم إلى تيار متردد، حيث يحول التيار المتردد بتردد 50 هرتز إلى تيار مستمر ثابت بعد تقويمه وترشيحه، ثم يحول التيار المستمر إلى تيار عالي التردد ليكون تيار المصباح. ولأن مصباح التفريغ الغازي يتميز بخاصية فولت أمبير سالبة، فإنه يصبح ذا خاصية فولت أمبير موجبة في حالة التردد العالي، مما يسمح بتشغيل المصباح بشكل طبيعي. بالمقارنة مع الصابورة الحثية، تتميز الصابورة الإلكترونية بالمزايا التالية: استهلاك الطاقة للصابورة الحثية يتراوح بين 10% و15% من استهلاك المصباح، بينما يكون استهلاك الطاقة للصابورة الإلكترونية منخفضًا للغاية، كما أنها تتميز بخاصية خرج طاقة ثابت. 7. ضمان توازن استهلاك الطاقة ثلاثي الأطوار للمحول بشكل أساسي. في حال عدم توازن التيار ثلاثي الأطوار، ستزداد خسائر الخط. بافتراض أن تيار كل طور هو I ومقاومة السلك هي R عندما تكون الأطوار الثلاثة متوازنة، فإن فقد الخط هو W1 = ∫3I²R. أما إذا كانت تيارات الأطوار الثلاثة غير متوازنة، على التوالي I و1.5I و0.5I، فإن W2 = ∫1I²R + (1.5I)²R + (0.5I)²R = ∫3I²R، ومن الواضح أن فقد الخط يزداد. 8. تقليل الفقد في خط إمداد الطاقة. وفقًا للصيغة Su = ∫I/In [حيث S هي مساحة المقطع العرضي للكابل (مم²)، وI هو تيار حمل مصباح الشارع (أمبير)، وIn هي كثافة التيار الاقتصادية (أمبير/مم²)]، اختر مساحة المقطع العرضي للكابل بحيث تكون المقاومة قيمة معقولة، وبالتالي تقليل فقد الخط. 9. اختر منتجات موفرة للطاقة عالية التقنية، مثل كوابح إلكترونية موفرة للطاقة للمحركات، وكوابح إلكترونية قابلة لتعديل الجهد، وأجهزة موفرة للطاقة لأعمدة إنارة الشوارع تعمل بالكمبيوتر الصغير، ووحدات تحكم في إمداد الطاقة لمصباح واحد، وما إلى ذلك.