تصميم وبناء إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية

الإضاءة هي أحد الحلول التي نسعى إليها جميعًا عندما نريد تحسين التنقل والأمن ليلاً. سيقوم أصحاب العقارات بتثبيت مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية لإضاءة شوارعهم وخلق تجربة نهارية. تستخدم المباني التجارية أنظمة إضاءة الشوارع لإضاءة ساحات ومجمعات مواقف السيارات الخاصة بها لتحسين المراقبة.

ال حركة الطاقة الخضراء أحدثت تحولا في الصناعة حيث تستمد أضواء الشوارع طاقتها من الطاقة الشمسية. تعتبر الطاقة الشمسية مصدر طاقة موثوقًا وفعالًا، وقد أصبحت على مدى عقود من الزمن البديل الأفضل للمصدر التقليدي.

ويُعَد الارتفاع في تركيب مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية مؤشرا جيدا على أنه بالاستعانة بالمعدات والمعرفة والمهارة المناسبة، يستطيع أي شخص تصميم وبناء واحدة. في هذه المقالة، سنخطو خطوة إلى الأمام ونتعلم كيفية تصميم وبناء مصباح شارع أوتوماتيكي باستخدام الألواح الشمسية.

يختلف مصباح الشارع الأوتوماتيكي الذي يعمل بالطاقة الشمسية عن مصباح الشارع الشمسي القياسي من حيث التحكم في الطاقة. يسمح النظام التلقائي للمصابيح بالتشغيل والإيقاف من تلقاء نفسها. يتطلب الإعداد القياسي تفعيلًا يدويًا، وبسبب خطأ بشري، ينسى الشخص المسؤول إيقاف تشغيله. استخدام الأتمتة في أنظمة إضاءة الشوارع يقلل من استهلاك الطاقة.

إذا كنت ترغب في تصميم وبناء ضوء الشارع التلقائي، فلنلقي نظرة أولاً على كيفية تصميم واحدة.

تصميم إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية:

بالنسبة للمبتدئين، ستحتاج إلى لوحة شمسية، ومصابيح، ووحدة تبديل، وبطارية، وأجهزة التحكم في الشحن، وعاكس، وعمود، وبعض الأسلاك أو الكابلات.

تتميز مصابيح إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية بالميزات التالية:

• يقوم النظام بتشغيل المصابيح عند الغسق وإيقافها عند الفجر
• سيبدأ النظام تلقائيًا في شحن البطارية بعد إيقاف تشغيل المصابيح

حجم بطارية يعتمد على مقدار الطاقة المطلوبة لإنتاج الضوء بالسطوع المطلوب للفترة المحددة. من ناحية أخرى، يعتمد حجم اللوحة الشمسية على متطلبات الطاقة (القوة الكهربائية)، والكفاءة (معدل التحويل)، والإشعاع الشمسي المستقبل، ودرجة الحرارة المناخية للموقع.

أما بالنسبة لوحدات التحكم أو المنظمين للشحن، فإن أسمائها تشير إلى أنها تستخدم للتحكم وتنظيم تدفق التيار إلى البطاريات، مما يضمن احتفاظها بقدرتها القصوى على الشحن. كما أنها تحمي البطارية من الشحن الزائد وارتفاع درجة الحرارة. تأتي وحدات التحكم الحديثة مزودة بتقنيات متطورة مثل جهاز تعقب نقطة الطاقة القصوى (MPPT) وتعديل عرض النبض (PWM)، والذي يمكنه ضبط معدل الشحن حسب مستوى البطارية.

نظرًا لأن الطاقة المخزنة في البطارية تكون على شكل تيار مباشر (DC)، فستحتاج إلى عاكس لتحويلها إلى تيار متردد (AC). ستحدد طول القطب الخاص بك من خلال النظر في شدة الإضاءة وظل المنطقة. من ناحية أخرى، يعتمد حجم وطول كابل التوصيل البيني على مقدار التيار المطلوب والمسافة بين المكونات، على التوالي.

هناك أنواع مختلفة من المصابيح التي يمكنك الاختيار من بينها، مثل إضاءة LED، والمصابيح المتوهجة، ومصابيح تفريغ الغاز، ومصابيح التفريغ، ومصابيح الهاليد المعدنية. تبدأ عملية أتمتة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية وتنتهي عند وحدة التحويل. سيكون عليك توصيل دائرة تحكم بالمفتاح حتى يتمكن النظام من العمل بوجود الشمس وغيابها.

عند الغسق، ستسمح دائرة استشعار الضوء للتيار بالتدفق من البطارية إلى المصابيح، بينما عند الفجر، تغلق المسار لشحن البطارية. لتحقيق هذه الوظيفة التلقائية، ستحتاج إلى ترانزستور وآلية استشعار تعرف باسم المقاوم المعتمد على الضوء (LDR) أو الثنائي الضوئي أو الترانزستور الضوئي.

المفهوم النظري للـ LDR هو أنه مقاوم ضوئي (يعمل كحساس ومقاوم) في نفس الوقت. وتختلف مقاومته باختلاف الضوء الساقط على سطحه؛ فوجود الضوء يقلل من المقاومة والعكس صحيح. إن الزيادة في المقاومة الناتجة عن زيادة الظلام هي التي تطور جهد عتبة ينشط الترانزستور.

بناء إنارة الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية

تدور مرحلة البناء حول وضع خطة التصميم موضع التنفيذ. ويشمل تركيب الأجهزة وتطوير قاعدة نظام إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية. أثناء عملية التجميع، يجب أن يكون تركيزك الأساسي هو إنشاء دائرة تحويل أوتوماتيكية كاملة الوظائف. يجب عليك أيضًا بناء مساكن للمكونات المختلفة وتوفير العزل للمكونات الكهربائية.

قبل تركيب مكوناتك على العمود وتثبيت الوحدة في الأساس، ستحتاج إلى إجراء إعداد تجريبي للتحقق من عمل نظامك. ستساعدك عملية الاختبار هذه على التحقق من حالة عمل كل مكون. بعد الاختبار، يجب أن تكون قادرًا على تحديد ما إذا كان النظام موثوقًا به في توفير الضوء الكافي أثناء الليل.

بعد الإعداد التجريبي، يمكنك بعد ذلك تركيب اللوحة الشمسية في الأعلى وجهاز الإضاءة الموجود أسفلها، مع مراعاة الارتفاعات المطلوبة. لا ينبغي أن يكون تركيب وحدة الطاقة الشمسية دائمًا لأنك ستحتاج إلى ضبطه للحصول على زاوية الإمالة الصحيحة.

يجب أن يبدأ تجميع مكونات نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية من الأرض، ومن ثم ستتبع الأسلاك بعد ذلك. ليست هناك حاجة للبرمجة عند بناء دائرة القطع؛ كل ما تحتاجه هو القليل من المعرفة والمهارات الكهربائية لوضع المقاومات والترانزستورات بشكل صحيح في وحدة التبديل.

سوف تحتاج إلى مزيد من المساعدة في مرحلة البناء، خاصة عندما يتعين عليك رفع وحدة إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية بالكامل. ستحتاج إلى بعض معدات الدعم وأدوات التثبيت لتركيب المكونات الرئيسية على العمود ووضع الأعمدة مع مكونات مصابيح الشوارع الشمسية في الأساس.

لذلك، يتعلق الأمر بتصميم وبناء مصابيح الشوارع الأوتوماتيكية باستخدام الألواح الشمسية. في النهاية، سوف تكون قادرًا على توفير الطاقة والحفاظ عليها بكفاءة باستخدام الوظيفة التلقائية.

الدفع كيفية التعامل مع حساب تصميم ضوء الشارع بالطاقة الشمسية باستخدام Dialux?