زيادة كفاءة مصابيح الشوارع LED باستخدام الألواح الشمسية

مشاريع إنارة الشوارع

وفي العديد من البلديات، تمثل مشاريع إنارة الشوارع ما يقرب من نصف إجمالي الإنفاق على الكهرباء. وبصرف النظر عن فواتير الطاقة، فإن صيانة واستبدال مصابيح الهاليد المعدنية في الشوارع تشكل نفقات إضافية وتعطل حركة المرور. لا تعتمد مصابيح الشوارع LED المزودة بألواح شمسية على الطاقة الكهربائية، كما يمكنها توفير ملايين الدولارات من تكاليف الصيانة والكهرباء.

على الرغم من إمكانيات مصابيح الشوارع LED المزودة بالألواح الشمسية، على عكس البدائل التقليدية، إلا أنها غير شائعة بسبب أسعارها. ومع ذلك، نظرًا لأن العالم مهتم ببدائل أكثر خضرة ونظافة، فإن مصابيح الشوارع LED الشمسية المزودة بألواح شمسية ستستمر في الاستفادة من التقدم التكنولوجي فيما يتعلق بمجال أشباه الموصلات لأن هذا هو ما يؤدي إلى تطبيقات فعالة من حيث التكلفة.

بقدر ما تُعرف الشمس بإشعاع ما يصل إلى 1000 وات في المتر المربع، يمكن لمصابيح الشوارع LED المزودة بألواح شمسية تحويل حوالي 30% من الطاقة الإشعاعية. من أجل زيادة كفاءة ضوء الشارع، هناك حاجة لتخزين الطاقة المحولة في البطارية، كما أن استخدام وحدات التحكم بالشحن التقليدية يمكن أن يؤدي إلى المزيد من خسائر التحويل. وبما أن الألواح الشمسية معروفة بكونها تقاطع PN، فإنها لن تعمل مثل مصادر الطاقة المثالية.

ماكس بيك باور بوينت (MPPT)

بل إن الألواح الشمسية لها نقطة تشغيل يتم فيها إنتاج الطاقة بأقصى حد لها. أي حركة من نقطة التشغيل سوف تقلل من فعالية ضوء الشارع LED مع اللوحة الشمسية. من أجل استخراج كل الطاقة التي يمكن أن توفرها اللوحة الشمسية، هناك حاجة إلى Max Peak Power Point. حقيقة أن Max Peak Power Point يعتمد على كمية الطاقة الشمسية ودرجة حرارة اللوحة الشمسية، يجب أن يتكيف Max Peak Power Point باستمرار لتحقيق أقصى قدر من تحويل الطاقة.

بسبب خصائص اللوحة الشمسية، سيظل التيار المسلم ثابتًا. بمجرد مرور جهد التشغيل، سيبدأ التيار في الانخفاض بشكل كبير. عند نقطة معينة، تكون الطاقة التي تنتجها الألواح الشمسية دائمًا في أعلى مستوياتها. عندما يتم استخدام وحدة التحكم التقليدية التي لا تحتوي على Max Peak Power Point لشحن بطارية شمسية بقدرة 24 فولت، فإن الجهد التشغيلي لإضاءة الشارع LED مع اللوحة الشمسية سيتم إجباره على جهد البطارية الشمسية. ونتيجة لذلك، فإن هذا الإعداد سوف ينتج طاقة، وهي حوالي 140 واط.

من ناحية أخرى، عند نقطة الركبة، يتيح Max Peak Power Point لإضاءة الشارع LED المزودة بلوحة شمسية أن تعمل بطريقة تساوي الطاقة المنتجة 215 واط. في هذه الحالة، يعمل نظام Max Peak Power Point على زيادة كمية الطاقة المنتجة بحوالي 50%.

بناءً على عوامل مثل كمية ضوء الشمس المشع، والتظليل الجزئي، ودرجة الحرارة المحيطة، يمكن أن يتغير موقع نقطة الركبة لمصابيح الشارع LED مع الألواح الشمسية. لذلك، هناك حاجة إلى الاستقرار على Max Peak Power Point الذي يمكن الاعتماد عليه والذي يمكنه تحديث نفسه بانتظام حتى يعمل في نقاط مثالية مختلفة بفعالية. يمكن لـ Max Peak Power Point استشعار الجهد الكهربي بشكل فعال، وكذلك قياس التيار باستخدام عملية تصحيحية؛ ومن ثم تصنيع إنارة الشارع LED بلوحة شمسية لزيادة كفاءتها.

يستخدم Max Peak Power Point طوبولوجيا تحويل DC-DC استنادًا إلى الاختلافات في جهد التشغيل بين اللوحة الشمسية والبطارية الشمسية. في ظروف الشحن العادية، عندما يكون جهد الألواح الشمسية أكبر من جهد البطارية، تكون هناك حاجة لاستخدام طوبولوجيا باك لزيادة كفاءة مصابيح الشوارع LED مع الألواح الشمسية. من ناحية أخرى، عندما يكون جهد اللوحة أقل، مع انخفاض التيار، يمكن استخدام طوبولوجيا التعزيز لزيادة جهد الشحن. وفي كلتا الحالتين، فإن عمل ماكس بيك باور بوينت هو الحفاظ، عند نقطة الذروة، على التيار الذي يتم استخلاصه من اللوحة الشمسية.

 ضوء الشارع LED مع الألواح الشمسية: الأهمية

ل كفاءة لكي يعمل مصباح الشارع LED المزود بلوحة شمسية بفعالية، هناك حاجة إلى أن تأخذ وحدة التحكم في الشحن في الاعتبار نوع البطارية الشمسية. تستخدم أنظمة إضاءة الشوارع LED إما بطاريات قلوية أو بطاريات حمضية نظرًا لأنها تتمتع بنسب كثافة طاقة عالية إلى التكلفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكنهم العمل بفعالية في نطاقات مختلفة من درجات الحرارة.

لذلك، هناك حاجة إلى المراقبة المستمرة للبطاريات أثناء شحنها لمنع الشحن الزائد، مما قد يؤدي إلى انفجارات أو تسربات. وبالمثل، يمكن تقليل السعة الإجمالية للبطارية بشكل كبير عن طريق شحنها بشكل ناقص على مدى فترات طويلة. إن القدرة الكامنة في أنظمة إضاءة الشوارع LED للتحكم بشكل صحيح في التيار الكهربائي للبطارية تزيد من فعالية أضواء الشوارع. ولهذا السبب، تتواجد شركة Del Illumination لتقدم لك المساعدة فيما يتعلق بكيفية زيادة كفاءة مصابيح الشوارع لديك.

أهمية البطارية الشمسية للألواح الشمسية