مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية هي مصابيح خارج الشبكة، والتي تستخدم لإضاءة الشوارع في جميع أنحاء العالم. توفر هذه المصابيح أيضًا عمرًا افتراضيًا للمناطق التي تعاني من انقطاعات كبيرة في التيار الكهربائي بسبب انقطاع التيار الكهربائي أو المشكلات الفنية في الشبكة. تعتمد هذه المصابيح على مصدر الطاقة الشمسية، الذي يتم تخزينه في البطارية. على مدار الوقت، تم تنفيذ ابتكارات مهمة في التكنولوجيا بسبب قيام الشركات في جميع أنحاء العالم بتصنيع مصابيح شوارع عالية الأداء وعالية الأداء.
يركز الباحثون باستمرار على تطوير دائرة إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية الذكية والفعّالة، والتي يمكنها تحسين أداء مصابيح الشوارع فضلاً عن راحة المستخدمين. وقد تم إجراء أبحاث مهمة في مجال الأتمتة حتى تتمكن دائرة إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية من اتخاذ قرارات ذكية أثناء تشغيلها من أجل تحسين أدائها والحفاظ على تخزين الطاقة لاستخدام أكثر كفاءة إذا تم استخدام دائرة إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية الفعّالة.
ومع ذلك، فإن مصابيح الشوارع الذكية التي تعمل بالطاقة الشمسية قد تكون باهظة الثمن وقد لا يتمكن معظم الناس من تحمل تكلفتها. لذلك، من المهم أن يفهم الناس كيف يمكنهم إدخال ميزات الأتمتة في دائرة مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية حتى يتمكنوا من تحسين تشغيلها وزيادة كفاءة الحفاظ على الطاقة. في هذه المقالة، سنشرح طريقة يمكن من خلالها للأشخاص تصميم دائرة مصابيح شوارع ذكية وفعالة قادرة على اتخاذ قرارات ذكية أثناء تشغيلها.
تتكون العملية من ثلاث خطوات رئيسية وهي تطوير الخوارزمية وتصميمها وبرمجة الكمبيوتر وتنفيذ الدائرة. وسوف نناقش الخطوات الرئيسية الثلاث بالتفصيل أدناه:
تطوير الخوارزمية وتصميمها
الخطوة الأولى في هذه العملية هي تطوير خوارزمية تعتمد على المتطلبات. من المهم أن يكون لديك فكرة واضحة عن الميزات الذكية التي تحتاج إلى تقديمها في دائرة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية حتى يكون من الممكن تطوير خوارزمية منطقية. فيما يلي بعض الميزات الذكية الشائعة التي يميل الناس إلى تقديمها في الدائرة:
- مستشعر شدة الضوء الطبيعي:إنها أهم ميزة في الأتمتة، وهي مهمة للعمل الفعّال لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية. يجب أن تحتوي مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية على مستشعر قادر على قياس شدة الضوء الطبيعي الموجود في الغلاف الجوي واتخاذ القرارات بناءً على البيانات التي يتلقاها. ومع ذلك، من أجل تنفيذ هذه الميزة، سيتعين على الأشخاص تنفيذ برمجة كمبيوترية بناءً على خوارزمية، والتي ستُعلم المستشعر لاتخاذ القرارات المناسبة بناءً على بيانات المستشعر.
- مستشعر الحركة:إنها ميزة أتمتة مهمة أخرى، يمكنها تحسين تشغيل مصباح الشارع الشمسي وتمكينه من استخدام طاقة التخزين بطريقة أكثر كفاءة. مستشعر الحركة قادر على اكتشاف أي حركة في منطقة تغطية ضوء الشارع وتشغيله أو إيقاف تشغيله حسب البيانات. في حالة وجود انفعال في منطقة التغطية، فسيتم تشغيل الضوء، وفي حالة عدم وجود حركة في منطقة التغطية لفترة زمنية كبيرة، فسيتم إيقاف تشغيله تلقائيًا. وبهذه الطريقة، سيتم القضاء على الاستخدام غير الضروري لضوء الشارع. من أجل تنفيذ هذه الميزة، سيتعين على الأشخاص تطوير خوارزمية تعتمد على بيانات المستشعر وتنفيذها من خلال برمجة الكمبيوتر.
- مستوى تخزين البطارية:من الضروري تنفيذ آلية قادرة على استشعار مستوى تخزين البطارية في الوقت الفعلي وتنظيم تشغيل مصابيح الشوارع وفقًا لذلك. والغرض من ذلك هو تنظيم خرج مصابيح الشوارع وفقًا لمستوى تخزين البطارية من أجل تعزيز ساعات التشغيل. لذلك، يمكن تصميم خوارزمية بحيث ينخفض خرج الهذيان لضوء الحالة عندما ينخفض تخزين البطارية إلى ما دون مستوى معين.
برمجة الحاسوب
من أجل تطوير دائرة، ستكون هناك حاجة إلى وحدة تحكم تمت برمجتها وفقًا للمتطلبات الخاصة. من أجل أداء هذه المهمة، يحتاج الأشخاص إلى امتلاك مستوى كبير من مهارات البرمجة المناسبة لتنفيذ الخوارزمية التي تم تطويرها في القسم السابق. يمكن للأشخاص طلب خدمات الخبراء في حالة عدم معرفتهم الكاملة ببرمجة الكمبيوتر أو يمكنهم البحث عن أكواد على الإنترنت تم تطويرها بواسطة أشخاص لتنفيذ ميزات مماثلة. بمجرد كتابة الكود المناسب، يجب حرقه على متحكم دقيق أو أي جهاز تحكم آخر، والذي سيكون قادرًا على اتخاذ القرارات وفقًا للخوارزمية المنفذة.
دائرة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية: التنفيذ
الخطوة التالية في العملية هي تنفيذ دائرة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية. يوصى بتنفيذ دائرة التصميم أولاً في برنامج محاكاة. بهذه الطريقة، سيتمكن الأشخاص من الحصول على محاكاة لتشغيل الدائرة ومعرفة أي مشكلات قد تحدث أثناء الأداء الفعلي. سيساعدهم هذا في تصحيح جميع المشكلات وتنفيذ خطة عمل. نموذج الدائرة، وهو مثالي من جميع النواحي. كما نوصي الأشخاص باستخدام مكونات عالية الجودة لتنفيذ الدوائر التي تتمتع بكفاءة عالية ومعدلات منخفضة لفقدان الطاقة.
وبالمثل، من المهم أيضًا توخي أقصى درجات الحذر عند تنفيذ الدائرة بحيث يتم توصيل جميع التوصيلات بشكل صحيح ولا توجد مشكلات ماس كهربائي في أي مكان في الدائرة. من الأنسب استخدام تقنية لوحة الدوائر المطبوعة لتنفيذ الدائرة لأنها ستكون قادرة على احتواء جميع التوصيلات والمكونات بطريقة موحدة، والتي يتم تحسينها من خلال برنامج PCB مع القضاء على خطر حدوث مشكلات ماس كهربائي. وبالمثل، نوصي أيضًا باستخدام تقنية LED لمصابيح الشوارع الشمسية لأنها عالية الكفاءة مقارنة بالتقنيات التقليدية.
عندما يتم تنفيذ جميع الخطوات الثلاث المذكورة بشكل متسلسل، يمكن وضع الدائرة في صندوق حيث تكون محمية من الظروف الجوية.
