كيفية زيادة سطوع مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية؟

تستخدم مصابيح الشوارع الشمسية ضوء الشمس كمصدر للطاقة، حيث يتم تحويله إلى طاقة كهربائية لتوفير الطاقة. ولزيادة سطوعها، تستخدم معظمها مصابيح LED كمصادر للضوء. ويُطلق عليها أحيانًا مصابيح LED أو مصابيح LED الشمسية. يعتمد مبدأ عملها على تحويل الطاقة إلى ضوء. حاليًا، يُعدّ خفض الطاقة الكهربائية اللازمة لإنتاج مصابيح LED عالية الكفاءة أحد أكبر التحديات التي تواجه تصميم مصابيح شوارع LED ساطعة وعالية الكفاءة. إلا أن نتائج هذه الدراسة أظهرت انخفاضًا كبيرًا في الجهد المُطبّق. فبحسب الحسابات، عند خفض الجهد إلى النصف، تنخفض الطاقة المُدخلة بمقدار الربع، بينما تبقى الطاقة الضوئية والجهد ثابتين عند النصف. بعبارة أخرى، مع انخفاض الطاقة المُخرجة، يزداد سطوع مصابيح LED. وقد استخدم الباحثون طاقة 30 بيكوواط فقط من مصابيح LED لتحقيق كفاءة إضاءة تصل إلى 230% عند 69 بيكوواط. أي مصباح LED يعمل بنفس آلية الشدة الفيزيائية لديه احتمالية معينة لتوليد الفوتونات تحت تأثير الجهد المُطبّق، أي الإلكترونات والفجوات. لم يقم الباحثون بزيادة الاحتمالية كما في دراسات أخرى، ولكن مع كمية ضئيلة من الحرارة المهدرة، تحدث اهتزازات الشبكة الذرية في الأجهزة المحمولة لتوليد المزيد من الكهرباء. ويمكن الاستفادة من الحرارة المهدرة الناتجة عن عملية انبعاث الضوء هذه بواسطة مصباح LED صغير للتبريد، يعمل بطريقة مشابهة للمبرد الكهروحراري. ورغم أن التبريد في درجة حرارة الغرفة غير كافٍ لتوفير درجة حرارة عملية، إلا أنه يمكن استخدامه لتصميم بعض مصابيح الشوارع LED التي لا تولد حرارة. وباعتباره جهازًا لتوليد الطاقة يعمل بتقنية التبريد بالحالة الصلبة باستخدام مضخة حرارية، يمكن لهذا الجهاز أن يُسهم في حل هذه المشكلة.