كيف تعمل مصابيح الشوارع الهجينة التي تجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية

مصابيح الشوارع الهجينة التي تعمل بالطاقة الشمسية والرياحهي نوع من مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة المتجددة، تجمع بين تقنيات توليد الطاقة الشمسية وطاقة الرياح وتقنية التحكم الذكي في النظام. بالمقارنة مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، قد تتطلب أنظمة أكثر تعقيدًا. تشمل مكوناتها الأساسية الألواح الشمسية، وتوربينات الرياح، ووحدات التحكم، والبطاريات، وأعمدة الإنارة، والمصابيح. ورغم تعدد مكوناتها، إلا أن مبدأ تشغيلها بسيط نسبيًا.

مبدأ عمل مصابيح الشوارع الهجينة التي تجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية

يُحوّل نظام توليد الطاقة الهجين من الرياح والطاقة الشمسية طاقة الرياح والضوء إلى طاقة كهربائية. تستخدم توربينات الرياح الرياح الطبيعية كمصدر للطاقة. يمتص الدوار طاقة الرياح، مما يُؤدي إلى دوران التوربين وتحويلها إلى طاقة كهربائية. يُقوّم التيار المتردد ويُثبّت بواسطة وحدة تحكم، ثم يُحوّل إلى تيار مستمر، يُشحن ويُخزّن في مجموعة بطاريات. وباستخدام التأثير الكهروضوئي، تُحوّل الطاقة الشمسية مباشرةً إلى تيار مستمر، يمكن استخدامه بواسطة الأحمال أو تخزينه في بطاريات احتياطية.

ملحقات إضاءة الشوارع الهجينة التي تجمع بين طاقة الرياح والطاقة الشمسية

وحدات الخلايا الشمسية، توربينات الرياح، مصابيح LED الشمسية عالية الطاقة، مصابيح إمداد الطاقة ذات الجهد المنخفض (LPS)، أنظمة التحكم الكهروضوئية، أنظمة التحكم في توربينات الرياح، الخلايا الشمسية التي لا تحتاج إلى صيانة، حوامل وحدات الخلايا الشمسية، ملحقات توربينات الرياح، أعمدة الإضاءة، الوحدات المدمجة، صناديق البطاريات تحت الأرض، والملحقات الأخرى.

1. توربينات الرياح

تُحوّل توربينات الرياح طاقة الرياح الطبيعية إلى كهرباء وتخزنها في بطاريات. وتعمل جنبًا إلى جنب مع الألواح الشمسية لتوفير الطاقة لإضاءة الشوارع. تختلف طاقة توربينات الرياح باختلاف قوة مصدر الإضاءة، وتتراوح عادةً بين 200 و300 و400 و600 واط. كما تتفاوت جهدات الخرج، وتشمل 12 فولت و24 فولت و36 فولت.

2. الألواح الشمسية

تُعدّ اللوحة الشمسية العنصر الأساسي في مصابيح الشوارع الشمسية، وهي الأغلى ثمنًا. تُحوّل هذه اللوحة الإشعاع الشمسي إلى كهرباء أو تُخزّنه في بطاريات. من بين أنواع الخلايا الشمسية العديدة، تُعدّ الخلايا الشمسية السيليكونية أحادية البلورة الأكثر شيوعًا وعملية، إذ تُوفّر معايير أداء أكثر استقرارًا وكفاءة تحويل أعلى.

3. وحدة التحكم بالطاقة الشمسية

بغض النظر عن حجم الفانوس الشمسي، يُعدّ وجود وحدة تحكم شحن وتفريغ عالية الأداء أمرًا بالغ الأهمية. لإطالة عمر البطارية، يجب التحكم في ظروف الشحن والتفريغ لمنع الشحن الزائد والشحن العميق. في المناطق ذات التقلبات الكبيرة في درجات الحرارة، يجب أن تتضمن وحدة التحكم المؤهلة خاصية تعويض درجة الحرارة. علاوة على ذلك، يجب أن تتضمن وحدة التحكم الشمسية وظائف التحكم في إنارة الشوارع، بما في ذلك التحكم في الإضاءة والمؤقت. كما يجب أن تكون قادرة على إيقاف تشغيل الحمل تلقائيًا ليلًا، مما يُطيل مدة تشغيل إنارة الشوارع في الأيام الممطرة.

4. البطارية

نظراً لعدم استقرار طاقة الإدخال في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية الشمسية، غالباً ما يتطلب الأمر نظام بطارية للحفاظ على التشغيل. يتبع اختيار سعة البطارية المبادئ التالية: أولاً، مع ضمان إضاءة ليلية كافية، يجب أن تخزن الألواح الشمسية أكبر قدر ممكن من الطاقة مع القدرة على تخزين طاقة كافية لتوفير الإضاءة خلال الليالي الممطرة والغائمة المستمرة. لن تلبي البطاريات ذات الحجم الصغير متطلبات الإضاءة الليلية. فالبطاريات ذات الحجم الكبير لن تستنفد طاقتها بشكل دائم فحسب، مما يقلل من عمرها الافتراضي، بل ستكون أيضاً مُهدرة. يجب أن تتوافق البطارية مع الخلية الشمسية والحمل (إضاءة الشوارع). يمكن استخدام طريقة بسيطة لتحديد هذه العلاقة. يجب أن تكون طاقة الخلية الشمسية أربعة أضعاف طاقة الحمل على الأقل ليعمل النظام بشكل صحيح. يجب أن يتجاوز جهد الخلية الشمسية جهد تشغيل البطارية بنسبة 20-30% لضمان شحن البطارية بشكل صحيح. يجب أن تكون سعة البطارية ستة أضعاف استهلاك الحمل اليومي على الأقل. نوصي ببطاريات الجل لعمرها الطويل وصديقتها للبيئة.

5. مصدر الضوء

يُعدّ مصدر الضوء المُستخدم في مصابيح الشوارع الشمسية مؤشرًا رئيسيًا على أدائها السليم. حاليًا، تُعدّ مصابيح LED مصدر الضوء الأكثر شيوعًا.

تتمتع مصابيح LED بعمر افتراضي طويل يصل إلى 50000 ساعة، وجهد تشغيل منخفض، ولا تتطلب عاكسًا، وتوفر كفاءة إضاءة عالية.

6. عمود الإضاءة وغطاء المصباح

يجب تحديد ارتفاع عمود الإنارة بناءً على عرض الطريق، والمسافة بين المصابيح، ومعايير إضاءة الطريق.

منتجات تيانشيانغتستخدم توربينات الرياح عالية الكفاءة والألواح الشمسية عالية التحويل لتوليد طاقة تكميلية ثنائية الطاقة. تتميز هذه المصابيح بقدرتها على تخزين الطاقة بشكل مستقر حتى في الأيام الغائمة أو العاصفة، مما يضمن إضاءة مستمرة. تستخدم المصابيح مصادر إضاءة LED عالية السطوع وطويلة العمر، مما يوفر كفاءة إضاءة عالية واستهلاكًا منخفضًا للطاقة. تُصنع أعمدة المصابيح ومكوناتها الأساسية من فولاذ ومواد هندسية عالية الجودة ومقاومة للتآكل والرياح، مما يُمكّنها من التكيف مع الظروف المناخية القاسية، مثل ارتفاع درجات الحرارة والأمطار الغزيرة والبرد القارس في مختلف المناطق، مما يُطيل عمر المنتج بشكل كبير.