متى تم اختراع مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية – قصة مثيرة للاهتمام

هل تساءلت كيف عمل مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسيةتاريخها مثير للاهتمام. فقد تم استخدامها لأول مرة في القرن التاسع عشر. ومنذ ذلك الوقت، تغيرت كثيرًا. واليوم، أصبحت الأضواء الشمسية فعّالة وموثوقة. وهي توفر وسيلة خضراء لإضاءة الشوارع.

كما أنها أفضل للبيئة، فهي توفر الطاقة وتقلل التلوث. مثل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية الشركات المصنعةسنجيب على أسئلة مثل "من اخترع مصابيح الشوارع؟" و"متى تم اختراع مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية؟". دعونا نناقش تاريخها ونجيب على هذه الأسئلة.

الاختراع المبكر لإضاءة الشوارع

من هو مخترع مصباح الشارع؟

كان أحد الاختراقات المبكرة في مجال إنارة الشوارع عندما وليام مردوخ طور ميريدوخ الإضاءة بالغاز في أواخر القرن الثامن عشر. كان ميريدوخ مهندسًا اسكتلنديًا طور أضواء الغاز لشوارع لندن. كان هذا الاختراع مهمًا جدًا لأن مصابيح الغاز أكثر سطوعًا من مصابيح الزيت. اختراعه للإضاءة بالغاز هو ما مكن من استخدام مصابيح الشوارع بشكل شائع في جميع أنحاء أوروبا، بدءًا من شوارع لندن. يعد اختراع ميريدوخ لمصباح الغاز معلمًا مهمًا في تاريخ إضاءة الشوارع، مما جعله شخصية محورية في الإجابة على سؤال من هو مخترع ضوء الشارع؟

وفي سياق تكنولوجيا الطاقة الشمسية، تشارلز فريتس و كلارنس كيمب كان هناك مخترعون ساعدوا في تطوير تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تم إنشاء أول خلية شمسية بواسطة المخترع الأمريكي تشارلز فريتس في عام 1883. ساهم هذا في إرساء أسس الإنجازات اللاحقة في الإضاءة الشمسية. في غضون ذلك، حصل المخترع كلارنس كيمب، أحد سكان بالتيمور، على براءة اختراع لمصباح شوارع يعمل بالطاقة الشمسية، مما أدى إلى إنجازات مهمة في تحسين تصميم الطاقة المتجددة من خلال جعل مصابيح الطرق هذه تستخدم الشمس كوقود لها. استخدام الطاقة الشمسية لتحسين الإضاءة.

متى تم اختراع مصابيح الشوارع؟

السؤال عن "متى تم اختراع مصابيح الشوارع" يعود بنا هذا إلى القرن السابع عشر. كان تطوير إنارة الشوارع من أهم التطورات التي شهدتها البنية التحتية الحضرية. بدأت الرحلة في عام 1667 في باريس، مع إدخال إنارة الشوارع المنظمة باستخدام مصابيح الزيت. كان هذا الابتكار رائدًا، حيث أضاء المشهد الحضري وعزز الأمن والملاحة ليلاً.

في حين انتقلت فائدة مصابيح الزيت إلى الإضاءة بالغاز في القرن التاسع عشر. كانت هذه المصابيح أيضًا أكثر موثوقية وتوفر ضوءًا أقوى. انتشرت إضاءة الغاز في المدن في جميع أنحاء العالم، وسرعان ما أصبحت رمزًا للحداثة. كان الانتقال من النفط إلى الغاز لحظة كبيرة في تخطيط المدن والسلامة الحضرية.

كما أحدثت الإضاءة الكهربائية في الشوارع، والتي ظهرت في أواخر القرن التاسع عشر، تغييرات في المشهد الليلي. فقد اخترع توماس إديسون المصباح المتوهج، الأمر الذي دفع البلديات إلى استبدال المصابيح الغازية بمصابيح كهربائية. ولم يؤد هذا التغيير إلى زيادة مستوى الإضاءة فحسب، بل أدى أيضًا إلى تقليل نفقات الصيانة وزيادة توفير الطاقة.

ومع ذلك، فقد حدثت القفزة الكبيرة عندما تم تركيب مصابيح الشوارع الكهربائية في أواخر القرن التاسع عشر. وكانت أول مدينة تقوم بتركيب مصابيح كهربائية هي مدينة كليفلاند بولاية أوهايو في عام 1879 باستخدام مصابيح القوس لإضاءة الشوارع. وقد كان هذا بمثابة تغيير كبير في طريقة استخدام المصابيح الكهربائية.

في الوقت الحالي، تتصدر مصابيح LED (الثنائيات الباعثة للضوء) تكنولوجيا إنارة الشوارع. ومن المعروف أن مصابيح LED تستهلك طاقة أقل وتتمتع بعمر افتراضي أطول وهي صديقة للبيئة. ويعد استخدام مصابيح LED في الشوارع مثالاً على التقدم في التكنولوجيا واستعداد الناس لاحتضان التغيير نحو الأفضل.

ولادة تكنولوجيا الطاقة الشمسية

متى تم اختراع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية؟

بدأت مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية في أواخر القرن التاسع عشر. وكان هذا وقت الاختراع السريع. وكانت هذه المصابيح هي الخطوة التالية للمصابيح الكهربائية. تشارلز فريتس قدم تشارلز فريتس مساهمات كبيرة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية، حيث ابتكر أول خلية شمسية قادرة على تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء في عام 1883. بنى تشارلز فريتس ما يعتبر إحدى أولى المحاولات الحقيقية للبشرية لاستخدام ضوء الشمس لتوليد الكهرباء. لقد كانت غزوة كبرى في مجال الطاقة الشمسية. وبسبب هذا الاختراع ظهرت مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية. كانت المصابيح الأولى فعّالة بنسبة 1% فقط، لكنها أرست الأساس لتطورات الإضاءة التي تعمل بالطاقة الشمسية في المستقبل.

واجهت الرحلة نحو الإضاءة الفعالة العديد من التحديات، بما في ذلك عدم الكفاءة المبكرة في تكنولوجيا الطاقة الشمسية. لم تكن الخلايا الشمسية المبكرة جيدة جدًا. كانت كبيرة وثقيلة ومكلفة. كانت التصميمات المبكرة غير فعالة إلى حد كبير ومكلفة للغاية بالنسبة لجميع الدول باستثناء أغنى الدول. بدأ في إعادة بنائها على مر السنين. ومع ذلك، فهي تعمل على النحو المقصود وتستخدم في أعداد هائلة من التطبيقات اليوم. استغرق الأمر حتى العقود القليلة الماضية للتحسينات الحديثة في تكنولوجيا الألواح الشمسية وتخزين البطاريات للكشف عن هذا الخيار الجديد.

التحول من مصابيح الغاز إلى إنارة الشوارع الكهربائية

بدأت حقبة الإضاءة التقليدية الحديثة للشوارع بمصابيح الغاز. مصابيح الغاز تم تقديمها لأول مرة في أوائل القرن التاسع عشر وأدت إلى تحويل المساحات الحضرية، مما سمح بإقامة المشاريع الليلية بشكل أكثر أمانًا وعمليًا. كانت مواقع الشوارع مضاءة بشكل ساطع مما ساعد على تفتيحها. كانت أمسيات السرقة في المدينة أكثر أمانًا، مما عزز العمليات التجارية بعد حلول الظلام.

كانت مصابيح الغاز، على الرغم من مزاياها، تعاني أيضًا من بعض العيوب الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك، كانت الإضاءة المنبعثة غالبًا غير متساوية وخافتة نسبيًا مما يتطلب من العديد من المصابيح تلبية متطلبات توزيع الضوء الإجمالية. أبرزت هذه المشكلات أهمية وجود علاج أكثر كفاءة وفعالية.

في الواقع، أدى التحول إلى الإضاءة الكهربائية في الشوارع إلى زيادة الرؤية الليلية في المناطق الحضرية بشكل كبير. وكان اختراع المصباح المتوهج في زمن توماس إديسون خلال عقدين من الزمان بمثابة بداية لهذا التحول. وقد وفرت مصابيح الشوارع الكهربائية الجديدة نسبيًا عددًا من المزايا مقارنة بمصابيح الغاز القديمة. فمن ناحية، قدمت مصدرًا أكبر وأكثر تناسقًا للضوء مما أدى إلى تحسين الرؤية في شوارع المدينة. كما خففت الإضاءة المحسنة من المخاوف المتعلقة بالسلامة، وأطالت ساعات العمل، لكن الأنشطة الليلية أدت إلى تحسن الثروات الاقتصادية.

كانت المزايا التشغيلية لمصابيح الشوارع الكهربائية كبيرة أيضًا. فلم تكن المصابيح الكهربائية بحاجة إلى إضاءتها وصيانتها، على غرار مصابيح الغاز. وكانت تعمل آليًا، وكانت تكاليف العمالة فيها أقل، وكانت توفر موثوقية أعلى. بالإضافة إلى ذلك، كان التركيب الواسع النطاق لمصابيح الشوارع الكهربائية يعني أن شبكات الطاقة الأولى كانت مركزية، وبالتالي وُلدت البنية التحتية القائمة على المدن كما نعرفها اليوم.

تطور إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

التطورات من عام 1900 إلى اليوم

على الرغم من أن الأمر استغرق القرن العشرين حتى بدأت تكنولوجيا الطاقة الشمسية في الانتشار بفضل ألبرت أينشتاين، الذي اكتشف التأثير الكهروضوئي في أوائل عام 1900. وكان هذا الاكتشاف أساسيًا للخلايا الشمسية الحديثة، التي تستخدم ضوء الشمس لإنتاج الكهرباء مباشرة. لا أحد يستطيع أن ينكر أن تلك الألواح الشمسية الأولى لم تكن فعالة، لكنها مهدت الطريق لكل من تبعها؛ فكل اختراع جديد يمهد طريقه الخاص.

وقد حدثت تطورات كبيرة في تكنولوجيا الخلايا الشمسية الكهروضوئية الفعّالة في نفس الوقت تقريبًا الذي ظهرت فيه هذه التصاميم. ثم عمل المهندسون على تحسين المواد والبناء لهذه الخلايا - مما أدى إلى تعزيز كفاءة تحويل الطاقة. أظهرت الخلايا الكهروضوئية القائمة على السيليكون، والتي تم تطويرها في الخمسينيات من القرن الماضي، كفاءة محسنة بشكل كبير وحولت الطاقة الشمسية أخيرًا إلى مصدر طاقة عملي. كانت لهذه الخلايا معدلات تحويل تصل إلى 20% بحلول نهاية أواخر القرن العشرين.

تقدمت تقنيات الخلايا الشمسية بالتوازي مع عدد من التطورات في كفاءة البطاريات. على اليسار، يمكنك أن تجد البطاريات التي تعد اللبنات الأساسية لتخزين الطاقة من الشمس لإنتاج الكهرباء عندما لا تكون الشمس مشرقة. شهدت ثمانينيات القرن العشرين ولادة بطاريات الليثيوم أيون، وهو حدث بارز في هذا المجال. تتمتع هذه البطاريات بكثافة طاقة أعلى وعمر دورة أطول وكتلة أقل للسعة القابلة للاستخدام مقارنة بالتقنيات السابقة. لذا فهي اختراع أساسي ساهم في انتشار الطاقة الشمسية على نطاق أوسع.

لقد أدى تحسن تكنولوجيا الطاقة الشمسية وكفاءة البطاريات إلى تحول في الطلب على الطاقة. ومع ذلك، أصبحت الألواح الشمسية في الآونة الأخيرة متاحة وبأسعار معقولة، ويتم استخدامها على نطاق واسع لتشغيل المنازل وأنظمة الطاقة الشمسية التجارية والشركات والمدن. في المستقبل، لا شك أن المزيد من البحث والتطوير في هذه المجالات سيجلب كفاءة وقوة واستدامة أكبر لأنظمة النقل لدينا، مما يقربنا أكثر من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

من هو مخترع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية؟

كلارنس كيمب غالبًا ما يُنسب إليه اختراع إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية في عام 1900. كانت هذه خطوة كبيرة لتكنولوجيا الطاقة الشمسية. وهي الأساس للابتكارات المستقبلية في تكنولوجيا الإضاءة. في العقود التالية، صقل المهندسون والمخترعون تصميمًا للمصابيح التي تعمل بالطاقة الشمسية والتي تستخدم عاكسات مكافئة لتركيز ضوء الشمس على خلايا السيلينيوم (مكون لا يزال موجودًا في بعض الألواح الكهروضوئية) والتي تنتج ما يكفي من الكهرباء لإنتاج الضوء. كان ابتكاره عبارة عن جهاز ينتج الضوء باستخدام عاكس وخلية شمسية.

على الرغم من أن تصميم كيمب كان نموذجًا أوليًا، إلا أن مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية كانت مبنية على نموذج كيمب وقيل إنها تجعل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية أكثر عملية. وقد اتخذ المهندسون عمله كأساس لتحسين هذه المصابيح بشكل أكبر. وقد تم تصميمها الآن لتكون أسرع وأكثر عملية.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في العصر الحديث

التصميم الحديث والكفاءة

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية اليوم تم تصميم هذه المصابيح أيضًا لتشمل المزيد من الميزات إلى جانب الكفاءة العالية. فهي أنيقة وفعالة. وستتميز بطبقة خارجية من الخلايا الكهروضوئية لتوليد الكهرباء وإضاءة LED. وسوف تعمل بشكل أفضل وتدوم لفترة أطول بفضل بعض هذه الأجزاء. وهي مجهزة بألواح كهروضوئية متطورة ومصابيح LED عالية الطاقة وبعض تقنيات البطاريات الجديدة جدًا مما يؤدي إلى تشغيل موثوق به على مدار العام. وقد أدت هذه التطورات التكنولوجية إلى جعل هذه المصابيح أكثر كفاءة وأقل ضررًا بالبيئة من خلال توفير كميات كبيرة من الطاقة مقارنة بالإضاءة التقليدية.

كما أن المصابيح التي تعمل بالطاقة الشمسية أرخص من المصابيح العادية، ولهذا السبب تستخدمها المدن والبلدات بشكل أكبر. كما توفر هذه المصابيح فوائد بيئية مختلفة. فهي تستخدم الطاقة التي توفرها شمسنا المتجددة، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري مما يقلل من انبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي. وعلاوة على ذلك، فإن تكاليف صيانتها ضئيلة للغاية؛ فهي بديل رخيص للمدن وأصحاب المنازل.

تتميز هذه المصابيح بتصميم عصري أنيق يعزز طابعها الجمالي ليكون إضافة اقتصادية. كما يتضمن الشكل المنخفض هياكل مدمجة ومبسطة لتمكين وضع الألواح الشمسية بشكل مثالي لالتقاط الطاقة بشكل مثالي، فضلاً عن التحويل. علاوة على ذلك، يمكن للمواد المستخدمة ضمان المتانة وطول العمر حتى في الظروف الجوية القاسية.

مصابيح الشوارع الشمسية مقابل مصابيح الشوارع التقليدية

هناك العديد من المزايا التي تتمتع بها مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية مقارنة بالمصابيح التقليدية. كما أنها تلغي الحاجة إلى الأسلاك المكثفة والبنية التحتية المكلفة لأنها وحدات مستقلة تستخدم الطاقة الشمسية. وهذا يجعلها أرخص في التركيب. كما أنها أكثر مرونة في المكان الذي يمكن وضعها فيه. تثبيت من السهل أيضًا استخدام هذه الأضواء.

تستخدم هذه المصابيح الطاقة الشمسية مما يؤدي إلى تقليل تكاليف الصيانة لأنها مثالية للأماكن التي لا تحتاج إلى كهرباء. ويمكن العثور عليها في الحدائق والطرق السريعة والمناطق النائية. وتستخدم هذه المصابيح في العديد من الاستخدامات المختلفة في العالم الحقيقي. وتتراوح هذه الاستخدامات من البيئات الحضرية إلى البيئات الريفية والحدائق والطرق وكذلك أعمال الإغاثة من الكوارث حيث لا يوجد مصدر للطاقة على الإطلاق.

بسبب قدرتها على توفير التكاليف من خلال الحفاظ على الطاقة بمرور الوقت وتقليل نفقات الصيانة، فهي أفضل بكثير من المصابيح التقليدية من حيث تكلفة التركيب في المناطق التي يصعب الوصول إليها أو خارج الشبكة حيث لن تكون مصابيح الشوارع التقليدية عملية أو ميسورة التكلفة.

ارتفاع شعبية إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

وقد نشأ انتشار مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية نتيجة لعدة عوامل. فهي تكتسب شعبية مع كل يوم يمر. وتقدرها الدول والشعب على حد سواء لما لها من مزايا. وقد ساهم في انتشار هذا الاستخدام الواسع النطاق الحوافز التي تقدمها الحكومات والسياسات المتعلقة بالبيئة والتي تشجع على استخدام الطاقة المتجددة. وعلاوة على ذلك، هناك قلق متزايد بشأن المشاكل البيئية والوعي الذي أدى إلى ارتفاع الطلب على حلول الإضاءة الخضراء التي تعمل بالطاقة الشمسية. وهي أجهزة موفرة للطاقة فضلاً عن كونها تقلل من التلوث. وقد تم تركيب أول جهاز منها في العديد من المدن بغرض إنارة الشوارع.

في الوقت الحاضر، أصبحت هذه الأضواء أقل تكلفة أيضًا. ومع تحسن التكنولوجيا، انخفضت الأسعار، وبالتالي أصبحت خيارًا مفضلًا في العديد من المجالات.

وتوضح دراسات الحالة من مختلف أنحاء العالم فعالية و فوائد إن إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية. وقد نجحت مدن مثل برشلونة وسان دييغو ونيروبي في تنفيذ مشاريع لتطبيق هذه التقنية، مما أدى إلى خفض استهلاك الطاقة، وانخفاض انبعاثات الكربون، وتحسين السلامة العامة.

كما أن التحسينات التكنولوجية وتخفيضات الأسعار تغذي الشعبية المتزايدة لهذه الأضواء. ومع التقدم المستمر في التكنولوجيا، انخفض سعر الألواح الشمسية وأجزائها مما يسمح لمزيد من البلديات أو الأفراد بشرائها. وقد أدى هذا القدر الأكبر من القدرة على تحمل التكاليف إلى انتشار استخدام مثل هذه الأجهزة في مناطق مختلفة.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية: حل للمستقبل

دور إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في التخطيط الحضري المستدام

إنها مهمة جدًا لتخطيط المدن الخضراء. فهي تستخدم الطاقة النظيفة وتساعد في تقليل البصمة الكربونية. وهي تعمل حتى في المناطق النائية التي لا يوجد بها كهرباء.

تجعل التكنولوجيا الذكية هذه الأضواء أفضل. فهي قادرة على ضبط السطوع وتوفير الطاقة. وهي تستخدم أجهزة استشعار للإضاءة فقط عند الحاجة.

تجعل هذه النقاط هذه المصابيح مثالية للمدن الحديثة. وهي مثالية للتخطيط الحضري المستدام. كما أنها توفر حلول إضاءة نظيفة وفعالة.

التأثير البيئي لمصابيح الشوارع الشمسية

هذه المنتجات مفيدة للبيئة، فهي تقلل من انبعاثات الكربون وتحارب تغير المناخ، كما أنها لا تتطلب الوقود الأحفوري، مما يعني هواءً أكثر نظافة.

تساهم هذه الأضواء في الحد من التلوث الضوئي، مما يساعد في حماية الحياة البرية. كما أنها تخلق مساحات آمنة لكل من البشر والحيوانات. ولجعل الكوكب أكثر خضرة، فهي خيار ذكي.

يمكن تحسين الأرض باستخدام هذه الأضواء. يتم توفير الطاقة ومكافحة الاحتباس الحراري العالمي. ولهذا السبب سيتم استخدام إضاءة الشوارع في المستقبل.

تتمتع مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية بإمكانات هائلة في مكافحة تغير المناخ. ويمكن تشكيل عالم أفضل من خلال استخدام تكنولوجيا الطاقة الشمسية. تعمل هذه المصابيح على جعل كوكبنا أكثر صحة ونظافة - أنظف مما كان عليه من قبل.

خاتمة

لقد قطعت مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية شوطًا طويلاً من حيث التاريخ وتطور المنتج. بدءًا من الاختراعات المبكرة وحتى الإضاءة الحديثة، قطعت هذه المصابيح شوطًا طويلاً. فهي موثوقة وفعالة اقتصاديًا ومستدامة من حيث البيئة.

ومن المتوقع أيضًا أن يزداد استخدام مثل هذه التقنيات في المستقبل. فهي مثالية للعيش حياة صديقة للبيئة وتوفير الطاقة. يمكنك تقديم مساهمتك الأساسية للبيئة باستخدام إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية الفعالة

لا يمكن المبالغة في أهمية هذه الابتكارات عندما يتعلق الأمر بخلق مستقبل مستدام. ولابد من دمج هذه الابتكارات في استراتيجيات التنمية الحضرية لأنها تمثل الجيل القادم من أنظمة إنارة الشوارع.

الأسئلة الشائعة