لأنظمة إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية تطبيقات متعددة، منها إنارة الطرق السريعة. يحتاج مستخدمو الطرق الطويلة إلى رؤية ممتازة عند حلول الظلام، كما يحتاجون إلى القيادة براحة وأمان، مع العلم أن جميع إشارات وعلامات الطريق واضحة لهم.
من شأن نظام إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية، المصمم جيدًا والموفر للطاقة، أن يساعد السلطات المحلية على خفض استهلاك الطاقة وتكاليفها. ويمكن استخدام الطاقة المُنتَجة لتحسين مظهر التجمعات السكنية على طول الطريق السريع.
يُمكن أن يُخفّض استخدام نظام الإضاءة الشمسية لإضاءة الطرق السريعة من تكلفة التركيب. يُمكن خفض تكلفة تركيب أنظمة الشبكة الكهربائية التقليدية بنسبة 50% باستخدام تقنية الطاقة الشمسية. وتُعدّ تقنية توفير الطاقة ضروريةً عندما لا تكفي طاقة الشبكة الرئيسية لتشغيل جزء من الطريق السريع أو جزء منه.
ومع ذلك، فإن الطرق السريعة تقطع مناطق مختلفة من خصائص متفاوتةلن يكون مستوى الكفاءة على طول الطريق متساويًا، إذ تتعرض بعض الأماكن لأشعة الشمس أكثر من غيرها. كما يمكن أن تُؤخذ السلامة في الاعتبار أيضًا. وقد تكون هذه التحديات هي السبب وراء تركيب معظم الدول النامية أنظمة الإضاءة هذه في المدن على طول الطرق السريعة.
هناك معايير إضاءة خاصة بنظام إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية. إليك بعض المعلومات المهمة التي يمكنك الاستفادة منها في مشروعك القادم.
متطلبات الإضاءة
عند تصميم ملف شمسي بالنسبة لأنظمة إضاءة الطرق السريعة، من الضروري أولاً فهم متطلبات الإضاءة اللازمة لطول الطريق بناءً على كثافة حركة المرور فيه. ستساعدك هذه المعلومات في تحديد مواصفات تركيب نظامك. يمكنك الحصول على هذه المعلومات من مدونة قواعد الممارسة الحالية لإضاءة الطرق العامة.
مطابقة الكثافة مع اتجاهات حركة المرور
في معظم أنظمة إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية، تتغير شدة مصدر الضوء تبعًا لحركة المرور على الطريق. يمكنك تحقيق هذا النوع من الأتمتة بسرعة باستخدام المؤقتات أو تقنية مستشعرات الحركة في أنظمة التعتيم.
باستخدام مؤقت، يمكن لنظام الإضاءة ضبط مستوى الإضاءة مع مرور الوقت. ويدعم استخدام طريقة المؤقت للتحكم في مستويات الإضاءة الأبحاث التي تُعنى بتحديد سلوك المرور في المنطقة التي تحتاج إلى رؤية واضحة.
يعتمد استخدام تقنية مستشعر الحركة على مستوى النشاط أسفل الوحدة لزيادة أو تقليل شدة الضوء. عند اقتراب سيارة، تُنتج الوحدة الشمسية مزيدًا من الضوء لإخلاء الطريق. يتطلب التحكم التلقائي في شدة الضوء استخدام تقنية تعديل عرض النبضة (PWM) ووحدة تحكم دقيقة قابلة للبرمجة.
اختيار مصدر الضوء
تستخدم معظم أنظمة الإضاءة الشمسية الحديثة مصابيح LED ومصابيح الفلورسنت المدمجة لإضاءة الطرق السريعة ليلاً. يُعرف هذان النوعان من المصابيح بقدرتهما على إنتاج إضاءة أكثر سطوعًا، مما يزيد من وضوح الأجسام الخارجية، التي قد تبقى في الظل عند استخدام المصابيح التقليدية.
من الضروري استخدام وحدة إضاءة تتميز باستهلاك منخفض للطاقة، وتوفير كبير للطاقة، وسهولة الصيانة، وخالية من الزئبق، وعمر افتراضي طويل. كما يجب أن يتمتع المصباح بخصائص ممتازة في تجسيد الألوان، ويحافظ على الإضاءة لفترة طويلة. كما تلعب كفاءة الإضاءة، أو وحدة اللومن لكل واط، دورًا حيويًا في هذا القسم.
اختيار الإنارة
يتكون المصباح، كوحدة متكاملة، من مصدر الضوء، ومصادر الطاقة، وآليات التحكم، والعناصر البصرية (العاكس والكاسر)، والتركيب، والغلاف، وإلكترونيات أخرى. هذه مكونات وأجزاء تساعد في تثبيت المصباح وتثبيته، وتوصيله بمصدر الطاقة، وتوزيع الضوء.
العناصر البصرية أساسية للتحكم في الوهج والتلوث الضوئي. يمكن تصنيف وحدات الإنارة بناءً على نظام القطع البصري (الذي يهدف إلى تقليل درجة الوهج). تشمل الأنواع المتاحة وحدات الإنارة ذات القطع الكامل، والقطع، وشبه القطع، وغير القابلة للقطع.
لذلك، من الضروري الالتزام بمتطلبات الوهج، وتحديد شدة الإضاءة في المنطقة المراد تركيب جهاز الإنارة فيها. في بعض المناطق، تتراوح زاوية الوهج بين 80 و90 درجة.
نوع التبديل
التبديل التلقائي طريقة فعّالة من حيث التكلفة لتشغيل وإيقاف نظام الإضاءة الشمسية دون أي تدخل بشري. يمكن تحقيق هذه التقنية باستخدام أجهزة كشف الضوء، مثل المقاومات المعتمدة على الضوء (LDRs)، والمقاومات الضوئية، والصمامات الضوئية، وكاشفات الأشعة تحت الحمراء السلبية (PIR) في آليات التحكم.
نوع القطب والارتفاع و التباعد
تحدد معايير إنارة الشوارع أيضًا المادة المستخدمة في العمود، وحجمه، ونمط توزيعه. يجب أن يُراعي نوع المادة المستخدمة وزن العمود ومقاومته للرياح وعمره الافتراضي.
يجب الالتزام بنمط تباعد الأعمدة القياسي وارتفاع التركيب الموصى به للمصابيح لتوفير الإضاءة المطلوبة للطريق السريع.
يتطلب معيار الإضاءة لأنظمة إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية ما يلي:
- ارتفاع الأعمدة والتباعد المناسب - تلبية توزيع الإضاءة ومستوياتها بشكل موحد لتلبية احتياجات السلامة والأمان
- جماليات الإضاءة المناسبة - تمتزج جيدًا مع البيئة المحيطة
- كفاءة عالية للمصباح وكفاءة الإنارة - يقلل من استهلاك الطاقة والتكلفة ويطيل عمر مصدر الضوء.
- صيانة عالية للتجويف - تقلل من تكلفة استبدال المصابيح.
- تقديم ألوان ممتاز - تحسين الرؤية والأمان من خلال توفير خصائص إضاءة قريبة من الطبيعية.
- القطع المناسب - يوفر تحكمًا بصريًا مناسبًا ويقلل من وهج الضوء والتلوث
- التبديل التلقائي - تقليل هدر الطاقة وتقليل تكاليف الصيانة
نظام إضاءة الطرق السريعة بالطاقة الشمسية: الخاتمة
معايير الإضاءة للطريق السريع الشمسي ضوء يهدف النظام إلى تلبية متطلبات الإضاءة المحلية مع السعي لتحقيق أقصى كفاءة للطاقة. يجب أن يكون النظام مناسبًا للموقع، وأن يوفر مستوى إضاءة وتناسقًا وفقًا لمواصفات إنارة الشوارع في المنطقة.
قد تختلف بعض المعايير من دولة لأخرى، لكن معظمها يخضع لرقابة المجتمعات الدولية. الالتزام بقواعد الإضاءة هو السبيل الأمثل لضمان السلامة والحفاظ على الطبيعة باستخدام التكنولوجيا الخضراء.