كشافات الشوارع بالطاقة الشمسية: حلول إنارة LED شمسية تجارية

يبلغ العمر التشغيلي لوحدات LED من 50,000 إلى 80,000 ساعة، أي نحو 12 – 18 سنة عند التشغيل 10 ساعات في الليلة. وتحتفظ بطاريات LiFePO4 بأكثر من 80% من سعتها بعد 2,000 دورة (نحو 5 – 7 سنوات). وتتدهور الخلايا الشمسية بأقل من 0.5% سنويًا.

ارتفاع التكلفة الأولية. عند مقارنة وحدات الإنارة ذات القدرة نفسها ومخرجات الإضاءة نفسها، تكون تكلفة وحدة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية المزودة ببطاريات وخلايا شمسية مدمجة أعلى من تكلفة وحدات الإنارة المتصلة بالشبكة. وتؤدي مواسم الأمطار الأطول أو الأجواء الغائمة إلى خفض المخرجات إذا لم تُحدد سعة البطارية أو قدرة اللوح بما يتناسب مع الغطاء السحابي المحلي. وقد تحجب المباني المرتفعة ضوء الشمس عن الخلايا المثبتة أعلى الأعمدة خلال الساعات الأولى من الصباح أو المساء. كما تحتاج البطاريات عادةً إلى الاستبدال كل 5 إلى 7 سنوات، ما يرفع تكاليف التشغيل طوال العمر التشغيلي. وفي المناطق التي تقصر فيها ساعات النهار كثيرًا في الشتاء أو يسودها الضباب باستمرار، ينبغي اعتماد تصميم محافظ على نحو خاص، ما يزيد تكلفة اللوح والبطارية.

نعم، في معظم المشروعات التجارية والبلدية. فعلى الرغم من أن سعر الشراء لكل وحدة يبلغ نحو 2 إلى 3x سعر وحدات الإنارة بتقنية HID عالية الكفاءة، فإن تشغيلها لا يكلف شيئًا ولا تتطلب حفر خنادق ومد كابلات كهرباء. ويُسترد عادةً ثمن وحدة إنارة شوارع بالطاقة الشمسية بقدرة 100W خلال 3 إلى 4 سنوات بفضل وفورات الطاقة المنقولة والصيانة، لتوفر أكثر من 10 سنوات من الخدمة دون نفقات تشغيل إضافية.

تعتمد التكلفة على القدرة وحجم البطارية ونوع النظام. وتتراوح عادةً تكلفة وحدات LED الصغيرة المتكاملة من 25W إلى 60W بين $150 و$350. أما وحدات الإنارة الكبيرة المتكاملة ووحدات الإنارة الشاملة من 80W إلى 150W، فتتراوح أسعارها بين $400 و$800. وتتراوح قدرات وحدات الإنارة التجارية بين 150W و400W، وقد تتكلف من $700 إلى $2,000 أو أكثر لكل وحدة إنارة شوارع. وتُضاف رسوم العمود والأساس والعمالة؛ اطلبوا عرض سعر خاصًا بالمشروع شاملًا تكاليف التسليم.

تتراوح تكلفة التركيب الاحترافي عادةً بين $100 و$300 لكل وحدة في موقع مهيأ للتركيب، بما يشمل تركيب العمود والقاعدة ووحدة الإنارة. وتتحقق الوفورات من الاستغناء عن أعمال الحفر والأسلاك الأعلى تكلفة واللازمة لإنارة الشوارع المتصلة بالشبكة. ويؤدي تركيب عمود مزود بأساس مدمج إلى خفض تكاليف أعمال الموقع بنسبة 40% إلى 60% مقارنةً بحفر الخنادق لتركيب وحدة إنارة كهربائية تقليدية (إذا شمل ذلك التصريح).

تُعد بطارية LiFePO4 (فوسفات حديد الليثيوم) الخيار المفضل عالي الجودة للاستخدام التجاري. وهي مصنفة للعمل بأمان في درجات حرارة من -20C إلى 60 C، وتوفر أكثر من 2,000 دورة شحن وتفريغ عند عمق تفريغ 80%، كما تتمتع بثبات حراري أفضل بكثير من بطاريات الليثيوم أيون الشائعة؛ ولا يوجد خطر نشوب حريق أو انفجار حتى عند إساءة استخدامها بشدة. وتزيد تكلفتها بنحو 15% عن بطاريات الليثيوم أيون القياسية، لكن عمرها الأطول ومتانتها يجعلانها الخيار الأفضل قيمةً للاستخدام الخارجي لمدة تزيد على 5 سنوات.

نعم. يتضمن التصميم الصحيح نظامًا ببطاريات أكبر، وقدرة أعلى للألواح للتعويض عن انخفاض الإشعاع الشمسي. ويبلغ متوسط الاستقلالية في معظم الأنظمة من 3 إلى 5 أيام، أي إن سعة البطارية تكفي لتشغيل وحدات الإنارة لمدة 3 أيام من الطقس الممطر أو الغائم مع الحفاظ على مستوى الاستضاءة المستهدف. وفي المناطق الباردة، يراعي التصميم أسوأ الظروف الموسمية، بما في ذلك معامل اللومن أو الإشعاع الخاص بفصل الشتاء.

تجمع الوحدات المتكاملة الخلية الشمسية ومصباح LED والبطارية في جسم واحد، وهي الأنسب للقدرات من 20W إلى 120W. أما الأنظمة المنفصلة، فيُثبت فيها اللوح على نحو مستقل على ذراع العمود، وتدعم قدرات تصل إلى 400W، كما توفر مرونة أكبر في التصميم بسعر أعلى.

يعتمد ذلك على تصنيف الطريق وارتفاع العمود المستخدم. وبوجه عام، تحتاج الشوارع السكنية وممرات المشاة والدراجات (أعمدة بارتفاع 6-8 m) إلى 3,000-6,000 لومن. وتحتاج الطرق الحضرية الثانوية (8-10 m) إلى 8,000-15,000 لومن. أما الطرق الرئيسية (10-12 m) فتحتاج إلى 15,000-30,000+ لومن. يُرجى أيضًا الرجوع إلى معايير الإضاءة المعمول بها (CJJ 45-2015 في الصين، وCIE 115 دوليًا، أو مدونة تصميم إنارة الطرق لدى الجهة المحلية).

تأتي وحداتنا التجارية الكثيرة مجهزة بوحدات تحكم جاهزة لإنترنت الأشياء، تستخدم 4G أو LoRa أو Zigbee للاتصال. وتتيح منصة إدارة قائمة على السحابة للمشغلين متابعة حالة البطارية وإنتاج الطاقة الشمسية ومخرجات اللومن، إلى جانب المشكلات والأعطال، أينما كانوا. وتشمل معظم هذه المزايا، عند التحكم بها عن بُعد، التعتيم وفق جدول زمني، والتشغيل والإيقاف، والتحكم عن بُعد في مجموعات الوحدات. ويمكن إرسال تنبيهات الأعطال إلى فرق الصيانة عبر الرسائل النصية القصيرة أو البريد الإلكتروني، لتحديد الوحدات المتعطلة في اليوم نفسه. وبالطبع، تقدم Guangqi وحدات تحكم ذكية اختيارية مزودة بإمكانات مراقبة كاملة عن بُعد للطلبات الكبيرة.