وأوضح عمر

إذا كنت تفكر في استخدام مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية لمشروع حكومي، فإن أحد الأسئلة الأولى التي يجب أن تفكر فيها هو: ما هي المدة التي ستستمر فيها هذه المصابيح فعليًا؟ على عكس مصابيح الشوارع التقليدية-التي تعمل بالطاقة الشمسية، تتكون مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية من عدة مكونات مستقلة -- الألواح الشمسية، والبطارية، ومصابيح LED، ووحدة التحكم -- وكل منها يتقادم بمعدل مختلف.

في المتوسط، أ-نظام إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية جيد الصنع ويدوم من 5 إلى 15 عامًا، ولكن فقط الأنظمة ذات المستوى الأعلى-التي تحتوي على بطاريات الليثيوم ومصابيح LED عالية الجودة هي التي يمكنها الأداء بشكل موثوقمن 10 إلى 15 سنةمع الصيانة المناسبة. أدناه، نوضح بالتفصيل سبب اختلاف هذا الرقم بشكل كبير، مكونًا تلو الآخر.

الشكل 1. كيف تعمل مكونات مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية معًا.

العمر الافتراضي لكل مكون

إن مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية ليست مزيجًا سهلاً من أجزاء مختلفة، ولكنها نظام. عمره الإجمالي ليس فقط الأجزاء الأضعف، ولكن أيضًا سيكون هناك تأثير بين الأجزاء المختلفة. لذلك 1^شارعالشيء هو التحقق من عمر الأجزاء الفردية، ثم التحقق من مطابقة النظام.

1. اللوحة الشمسية: 25+ سنة

دائمًا ما تكون الألواح الشمسية هي الجزء الأطول -الأطول عمرًا في النظام. تم تصميم الألواح أحادية البلورية ومتعددة البلورات لتتحمل عقودًا من التعرض لأشعة الشمس، وتقدم معظم الشركات المصنعة ضمانات أداء لمدة 25 عامًا، مما يضمن أن اللوحة ستظل تنتج ما لا يقل عن 80% من إنتاجها الأصلي بعد تلك الفترة. من الناحية العملية، تتحلل الألواح الشمسية ببطء شديد - حوالي 0.5-1٪ من فقدان الكفاءة سنويًا - لذلك نادرًا ما تحتاج إلى الاستبدال أثناء الحياة العملية لإضاءة الشوارع.ولكن هناك عامل واحد مهم للغاية بالنسبة لعمر اللوحة الشمسية وكفاءتها، وهو تنظيف اللوحة من الغبار، فعندما يكون هناك غبار كثيف على اللوحة، ستنخفض كفاءة الشحن بشكل كبير.

2. مصباح LED: 50,000-100,000 ساعة

يتم تصنيف مصادر إضاءة LED المستخدمة في مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية لمدة تتراوح بين 50000 إلى 100000 ساعة من التشغيل، وهو ما يُترجم إلى ما يقرب من 15-25+ سنة إذا كان الضوء يعمل لمدة 10-12 ساعة في الليلة تقريبًا. لا تحترق مصابيح LED فجأة بالطريقة التي تحترق بها مصابيح الصوديوم أو الهالوجين القديمة؛ وبدلاً من ذلك، يتناقص سطوعها تدريجيًا بمرور الوقت (عملية تسمى انخفاض قيمة اللومن أو صيانة اللومن).بالنسبة لمصابيح LED، عادةً لا يمثل العمر الافتراضي مشكلة، ولكن مشكلة صيانة اللومن هي المشكلة.لا يتم تحديد صيانة اللومن فقط من خلال شرائح LED ذات الجودة-الجيدة، ولكن يتم تحديدها بشكل أكبر من خلال تصميم الإشعاع الحراري. مشكلة كبيرة بالنسبة لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية هي أن معظم الموردين يضيفون كميات LED فقط ولكن لا يقومون بتصميم الإشعاع الحراري، مما يجعل التجويف ينخفض ​​بسرعة، ولا يمكنهم تلبية الطلب الدولي 50000 ساعة عند صيانة 80% لومن و100000 ساعة عند صيانة 60% لومن. تخبر معظم الشركات أن عمر LED يصل إلى 50000 ساعة، ولكن في الواقع قد تنخفض صيانة اللومن إلى 50% أو حتى 40% فقط. على الرغم من أن الضوء لا ينطفئ، إلا أن السطوع لا يلبي الطلب فعليًا.

3. البطارية: 3-15 سنة (أكبر متغير من الموردين المختلفين)

البطارية هي العنصر الذي من المرجح أن يحد من العمر الإجمالي لمصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية، وهي أيضًا حيث تكون اختلافات الجودة أكثر أهمية:

• بطاريات الرصاص-الحمضية/الهلامية: 3-5 سنوات، وينخفض ​​الأداء بشكل ملحوظ في الطقس البارد
• بطاريات الليثيوم-أيون (Li-ion): 5-8 سنوات، أداء أفضل في درجات الحرارة المنخفضة ولكن أداء أسوأ في درجات الحرارة المرتفعة.
• بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4): 8-15+ سنة، مع دورات شحن/تفريغ أكبر بكثير وتحمل أفضل لدرجة الحرارة، خاصة في ظل درجات الحرارة المرتفعة.

في الوقت الحاضر، تستخدم معظم الشركات بطارية LiFe PO4 Lithium للحصول على أداء أفضل، ولكن لا يزال هناك فرق كبير بين الصفات المختلفة.أكبر مشكلة بالنسبة للبطارية هي أن العديد من الشركات تستخدم 2^{اختصار الثاني}بطارية اليد (إعادة التدوير).، قد يعمل هذا النوع من البطاريات أيضًا لمدة تتراوح من 3 إلى 5 سنوات، لكن السعة تنخفض بسرعة، حتى الضوء لا يزال يعمل، ولكن السطوع سينخفض ​​تلقائيًا أو سيصبح وقت العمل في الليل أقصر تدريجيًا. هناك نصيحة للحكم على جودة البطارية وهي التحقق من جهد البطارية. عندما تكون البطارية 3.2 فولت، فهذا يشير تقريبًا إلى أن البطارية 2^{اختصار الثاني}يُسلِّم. عندما يكون جهد البطارية 12.8 فولت أو 25.6 فولت، فهذا يعني أن جودة البطارية جيدة.

4. جهاز التحكم والإسكان: 5-10+ سنة

عادةً ما تدوم وحدة التحكم الذكية (التي تدير أجهزة استشعار الشحن والتفريغ والضوء) والمبيت/العمود المصنوع من الألومنيوم طوال مدة بقية النظام، بشرط أن تكون مصنوعة من مواد مقاومة للعوامل الجوية والتآكل- (ابحث عن تصنيف IP65 أو أعلى).

الشكل 2. يتراوح العمر النموذجي حسب المكون.

متوسط ​​العمر في لمحة

العوامل الأخرى التي تؤثر على مدة بقاء أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية

يمكن للعديد من ظروف العالم الحقيقي-تقصير أو زيادة الأرقام المذكورة أعلاه:

• المناخ ودرجة الحرارة - تعمل الحرارة الشديدة على تسريع تدهور البطارية، في حين أن المناخات شديدة البرودة تقلل من سعة البطارية وكفاءة الألواح الشمسية في الشتاء.
• التعرض لأشعة الشمس - الأماكن التي بها عدد أقل من الأيام المشمسة سنويًا تجبر البطارية على العمل بجهد أكبر وتستنزف أكثر، مما يقلل من عمرها الافتراضي.
• جودة المكونات - غالبًا ما تفشل أنظمة الميزانية التي تحتوي على خلايا بطارية عامة أو شرائح LED بدون علامة تجارية خلال 2-3 سنوات، في حين تصل العلامات التجارية ذات السمعة الطيبة ذات المكونات المعتمدة بسهولة إلى 8-10 سنوات.
• اتساق المكونات - يجب أن يكون هناك تناسق معقول بين اللوحة الشمسية (الإدخال)، والبطارية (التخزين)، وLED (الإخراج). يجب أن يكون الإدخال والتخزين أكبر من الإخراج. إذا كان الإخراج أكبر من الإدخال أو التخزين، فسوف تستنزف البطارية كل ليلة، وسوف يتأثر عمر العمل بشدة.
• تردد الصيانة - الغبار والحطام الموجود على اللوحة الشمسية يقلل من كفاءة الشحن؛ التنظيف المنتظم يحافظ على تشغيل النظام بكامل طاقته.
• وأخيراً وليس آخراً---ظروف الإشعاع الشمسي المحلي. تختلف ظروف الطقس والإشعاع الشمسي في مختلف البلدان بشكل كبير، لذلك يجب أن يعتمد حساب سعة المكونات على الطقس الفعلي لموقع التثبيت، وهذا أمر يسهل على معظم العملاء تجاهله. لذا فإن الحصول على حل تقني احترافي من مورد محترف أمر مهم جدًا.

كيفية إطالة عمر مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية

1. قم بتنظيف اللوحة الشمسية كل 3-6 أشهر لإزالة الغبار وحبوب اللقاح وفضلات الطيور التي تحجب ضوء الشمس.
2. اختر بطاريات LiFePO4 بدلاً من بطاريات الرصاص-الحمضية أو بطاريات الليثيوم القياسية-أيون عند الشراء -- فالتكلفة الأولية المرتفعة تؤتي ثمارها في عمليات استبدال أقل.
3. قم بتركيب اللوحات بزاوية الميل الصحيحة لخط العرض الخاص بك لتحقيق أقصى قدر من الشحن اليومي.
4. قم بالشراء من الشركات المصنعة التي تقدم ضمانًا لمدة 5+ سنة، وهي إشارة قوية لجودة التصميم ودرجة البطارية.

علامات تحتاج إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية إلى الاهتمام

• يتم تشغيل الضوء لاحقًا أو ينطفئ في وقت أبكر مما كان عليه في السابق (فقدان سعة البطارية)
• خرج باهت بشكل ملحوظ مقارنة بوقت تثبيته (انخفاض قيمة لومن LED أو تدهور اللوحة)
• لم يعد الضوء يستمر طوال الليل، حتى في الأسابيع المشمسة

تشير معظم هذه المشكلات إلى البطارية، وهي الجزء الأسهل والأكثر شيوعًا الذي يمكن استبداله دون تبديل الوحدة بأكملها.

الأسئلة المتداولة

هل تعمل أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية في الشتاء؟نعم، على الرغم من انخفاض الإنتاج. إن ساعات النهار الأقصر وزوايا الشمس المنخفضة تعني وقت شحن أقل، لذا يجب أن تستخدم الأضواء في المناخات الشمالية بطاريات وألواحًا أكبر حجمًا لأسوأ-شمس الشتاء.

هل يمكن استبدال البطارية دون استبدال الضوء بالكامل؟في معظم أنظمة الجودة، نعم. يتم وضع البطاريات عادةً في حجرة منفصلة (إما في العمود أو أسفل اللوحة) على وجه التحديد بحيث يمكن استبدالها بشكل مستقل.

هل تستحق مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية كل هذا العناء-على المدى الطويل؟بشكل عام نعم -- في حين أن التكلفة الأولية أعلى من الإضاءة السلكية، ولا توجد فواتير كهرباء أو تكاليف حفر الخنادق، ويدوم النظام الذي يتم صيانته جيدًا بسهولة 8-10+ سنة، مما يجعله في كثير من الأحيان أرخص على مدار عمره من إضاءة الشوارع التقليدية المتصلة بالشبكة.