هل أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تستحق العناء؟ دليل التكلفة والفوائد لعام 2026

أخبار الصناعة

بيت / أخبار / أخبار الصناعة / هل أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تستحق العناء؟

هل أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تستحق العناء؟

آلية التشغيل الأساسية لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية

أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية هي أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية المستقلة وأنظمة الإضاءة. يكمن المنطق الأساسي في "التحويل الكهروضوئي" و"تخزين الطاقة"، أي التقاط الطاقة أثناء النهار من خلال التأثيرات الفيزيائية وإطلاقها ليلاً عبر أجهزة استشعار ذكية.

وظائف المكونات الأساسية

  • لوحة للطاقة الشمسية : عادة ما تكون مصنوعة من السيليكون أحادي البلورات أو متعدد البلورات، وتقوم بتحويل الإشعاع الشمسي إلى تيار مباشر (DC) باستخدام التأثير الكهروضوئي.
  • بطارية تخزين : حديث أضواء الشوارع الشمسية لقد تحولت من بطاريات الرصاص الحمضية الثقيلة إلى بطاريات عالية الكثافة من الطاقة بطاريات ليثيوم فوسفات الحديد (LiFePO4). لتخزين الكهرباء المجمعة خلال النهار.
  • المراقب المالي : "عقل" النظام، المسؤول عن منع الشحن الزائد أو التفريغ الزائد والدوران تلقائيًا أضواء الشوارع الشمسية تشغيل أو إيقاف تشغيله بناءً على الإضاءة المحيطة أو الجداول الزمنية المحددة.
  • مصدر ضوء LED : مكونات الإضاءة ذات الحالة الصلبة عالية الكفاءة ذات كفاءة مضيئة عالية وعمر افتراضي طويل للغاية.

مقارنة المعلمات التقنية الرئيسية

فئة المعلمة تكوين منخفض/بسيط تكوين متوسط إلى عالي الجودة / احترافي التأثير على الأداء
لوحة للطاقة الشمسية Type السيليكون متعدد البلورات السيليكون أحادي البلورية يتمتع المونوكريستال بكفاءة تحويل أعلى (حوالي 21%)، مما يؤدي إلى أداء أفضل في الضوء الضعيف.
نوع البطارية الليثيوم الثلاثي أو حمض الرصاص فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) يتمتع LiFePO4 بدورة حياة تزيد عن 2000 مرة وهو أكثر أمانًا في درجات الحرارة المرتفعة.
فعالية مضيئة 100 - 130 لومن/وات 170 - 210 لتر/وات في نفس القوة، يجعل فعالية أعلى أضواء الشوارع الشمسية أكثر إشراقا وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة.
وضع الاستشعار التحكم في الإضاءة فقط (سطوع كامل في الظلام) رادار التحكم في الضوء/مستشعر الميكروويف يتيح استشعار الرادار "السطوع الكامل عندما يأتي الأشخاص، والتعتيم عند مغادرتهم"، مما يطيل عمر البطارية بشكل كبير.
تصنيف الحماية IP65 IP66 / IP67 تعني التقييمات الأعلى مقاومة أقوى للغبار/الماء ومتانة أفضل للطقس أضواء الشوارع الشمسية .

عملية التشغيل

  • مرحلة الشحن : عندما تتجاوز شدة ضوء الشمس 100lx، تبدأ اللوحة الشمسية في شحن البطارية.
  • مرحلة الاستعداد : مع ضعف ضوء الشمس في المساء، تكتشف وحدة التحكم انخفاض الجهد إلى نقطة حرجة.
  • مرحلة التفريغ : تقوم وحدة التحكم بتشغيل الحمل، و أضواء الشوارع الشمسية ابدأ العمل. إذا كان النظام مزودًا بأجهزة استشعار، فسيقوم النظام بضبط الطاقة بناءً على تردد المشاة (على سبيل المثال، 30% سطوع أساسي و100% سطوع محفز).

تحليل المنافع الاقتصادية طويلة المدى

لتقييم ما إذا كان أضواء الشوارع الشمسية تستحق كل هذا العناء، يجب على المرء أن ينظر إلى ما هو أبعد من السعر الأولي ويفكر في السعر تكلفة دورة الحياة (LCC) . على الرغم من أن تكلفة الأجهزة غالبًا ما تكون أعلى من المصابيح التقليدية، إلا أن التوفير أثناء التثبيت والتشغيل كبير.

وفورات في التكاليف الأساسية

  • صفر فواتير الكهرباء : أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تتمتع بالاكتفاء الذاتي من خلال الطاقة الشمسية ولا تتأثر بارتفاع أسعار الكهرباء. بالنسبة لأجزاء الطرق الكبيرة أو المجمعات الصناعية، فإن هذا يوفر الآلاف من نفقات التشغيل السنوية.
  • لا الخنادق أو الأسلاك : تتطلب إنارة الشوارع التقليدية حفر الطرق ومد القنوات ودفن الكابلات وتركيب المحولات. أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية القضاء تماما على تكاليف البنية التحتية باهظة الثمن. في التضاريس المعقدة، يمكن أن يصل توفير التركيب وحده إلى 40%-50%.

فترة الاسترداد

بناءً على أسعار التكنولوجيا والطاقة لعام 2026، فإن العائد على الاستثمار لـ أضواء الشوارع الشمسية يتبع عادة هذا المنحنى:

  • السنة 1 : إجمالي الاستثمار أعلى من الأضواء التقليدية بسبب شراء الأجهزة.
  • سنوات 3-5 : يتم الوصول إلى نقطة التعادل من خلال توفير تكاليف الكهرباء والعمالة.
  • السنة 6 وما بعدها : يدخل النظام في مرحلة الربح الخالص، حيث "يكسب" كل شخص أموالًا خفيفة من خلال عملية بدون تكلفة.

مقارنة تفصيلية للتكاليف والفوائد

بند النفقات ضوء شبكة التيار المتردد التقليدي أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تحليل المزايا الاقتصادية
المشتريات الأولية تقريبا. 1,500 - 2,500 يوان صيني 2,500 - 4,500 يوان صيني تعد الأجهزة الشمسية أكثر تكلفة (بما في ذلك الألواح والبطاريات).
تكلفة التثبيت 5,000 - 10,000 يوان صيني (بما في ذلك حفر الخنادق/الأسلاك) 500 - 1500 يوان صيني (القطب فقط) أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية تتمتع بميزة التثبيت الهائلة.
الكهرباء السنوية تقريبا. 400 - 700 يوان صيني / سنة 0 يوان صيني صفر تكاليف التشغيل على المدى الطويل.
تردد الصيانة أعلى (الخطوط المدفونة، كوابح) منخفض جدًا (تنظيف اللوحة فقط) هيكل أبسط مع نقاط فشل أقل.
التكلفة الإجمالية لمدة 10 سنوات تقريبا. 10,500 - 19,500 يوان صيني تقريبا. 4,000 - 7,000 يوان صيني إجمالي التوفير يزيد عن 60%.

القدرة على التكيف البيئي وسيناريوهات التثبيت

قيمة أضواء الشوارع الشمسية ولا ينعكس ذلك في توفير التكاليف فحسب، بل ينعكس أيضًا في قدرتها على التكيف البيئي الشديد. ونظرًا لأنها لا تعتمد على شبكة كهرباء عامة، فيمكن وضعها في أي مكان تصل إليه الشمس.

سيناريوهات التطبيق الأساسية

  • المناطق النائية والطرق الريفية : في الجبال النائية أو الأراضي الزراعية حيث تكون تكاليف تمديد الشبكة باهظة، أضواء الشوارع الشمسية هي الحل الإضاءة الاقتصادية الوحيدة.
  • الحدائق والمناظر الطبيعية البلدية : أنها تتجنب الحفر على نطاق واسع للمروج والطرق، وحماية المناظر الطبيعية الموجودة.
  • المواقع المؤقتة والاستجابة لحالات الطوارئ : أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية يتم نشرها بسرعة، مما يوفر السلامة في مواقع البناء أو في مناطق الكوارث حيث تنقطع الطاقة.

الأداء في بيئات مختلفة

  • المناطق المرتفعة والباردة : بينما تؤثر درجات الحرارة المنخفضة على نشاط البطارية الحديثة أضواء الشوارع الشمسية استخدام بطاريات LiFePO4 يوفر مقاومة أفضل للبرد. تتحسن كفاءة LED بالفعل في فصل الشتاء بسبب تبديد الحرارة بشكل أفضل.
  • المناطق المطيرة والساحلية : تسمح معدلات الحماية العالية (IP66). أضواء الشوارع الشمسية لمقاومة التآكل الناتج عن رش الملح والأمطار الغزيرة.
  • مناطق عالية التشعيع : في الصحاري أو السهول، تكون كفاءة الشحن في أعلى مستوياتها، على الرغم من أن التصميم الحراري لحماية البطارية مطلوب.

معلمات الأداء حسب المنطقة المناخية

البيئة منطقة المثال كفاءة الشحن المتطلبات الفنية ضوء الشارع بالطاقة الشمسية التوقع
منطقة الشمس العالية الصحارى، مناطق الشمال الغربي عالية جدًا (5-7 ساعات/يوم) مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، وتبديد الحرارة ذروة الأداء، لا ليالي مظلمة، حياة طويلة.
منطقة ممطرة/رطبة ساحل جنوب شرق الاستوائية متوسط (3-4 ساعات/يوم) تصنيف IP67 ، أحادية البلورية يتطلب "وضع Rainy" لضمان الاستقلالية لعدة أيام.
متجمد/عالٍ مناطق شمال شرق وشمال أوروبا أقل (2-3 ساعات/يوم) تعويض درجات الحرارة المنخفضة , بطارية كبيرة هناك حاجة إلى ألواح أكبر لتحقيق أقصى قدر من التخزين في أيام قصيرة.

الصيانة والتحديات المحتملة

بينما أضواء الشوارع الشمسية تسمى أنظمة "لا تحتاج إلى صيانة"، إلا أنها لا تزال تتطلب إجراء فحوصات من حين لآخر. يعد فهم الأجزاء الاستهلاكية الأساسية أمرًا حيويًا لعمر يتجاوز 10 سنوات.

التحدي الأساسي: شيخوخة البطارية

الحلقة الأضعف في أضواء الشوارع الشمسية عادة ما تكون البطارية، وليس الألواح الشمسية. تحدد دورة الحياة الفاصل الزمني للصيانة.

  • تأثير التفريغ العميق : يمكن أن يؤدي التفريغ العميق المتكرر خلال الأيام الممطرة المتتالية إلى تسريع تدهور القدرة.
  • حساسية درجة الحرارة : درجات الحرارة القصوى تتحدى الاستقرار الكيميائي وكفاءة التخزين.

فقدان الكفاءة البيئية

  • الغبار والعرقلة : قد يؤدي الغبار أو أوراق الشجر أو فضلات الطيور الموجودة على اللوحة إلى حدوث "تأثيرات النقاط الساخنة". يمكن أن يؤدي حجب 20% فقط من السطح إلى تقليل توليد الطاقة بنسبة تزيد عن 50%.
  • شيخوخة الأجهزة : التعرض للأشعة فوق البنفسجية على المدى الطويل قد يسبب نهاية منخفضة أضواء الشوارع الشمسية وجود علب بلاستيكية هشة أو عدسات صفراء.

عمر المكون ومعلمات الصيانة

مكون العمر المتوقع (سنوات) علامات الفشل اقتراح الصيانة
لوحة للطاقة الشمسية (PV) 20 - 25 الاضمحلال السنوي (حوالي 0.5%) امسح الغبار السطحي كل 6-12 شهرًا.
بطارية LiFePO4 5 - 10 وقت إضاءة أقصر استبدل مجموعة البطارية بعد انتهاء مدة الدورة.
مصدر ضوء LED 10 - 15 يعتم، فشل حبة جزئية اختر رؤوسًا من الألومنيوم ذات تبريد جيد.
المراقب المالي 5 - 8 الشحن الشذوذ تحقق من الأختام لمنع شورت التكثيف.
القطب والأقواس 15 - 20 الصدأ السطحي، ومسامير فضفاضة استخدم الرش المجلفن بالغمس الساخن للتآكل.

الأسئلة الشائعة

Q1: هل يمكن لمصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية أن تعمل في الأيام الممطرة؟ إلى متى؟

ج: نعم. جودة عالية أضواء الشوارع الشمسية تم تصميمها مع "أيام الحكم الذاتي". حتى في الطقس القاسي بدون شمس، يمكنهم الحفاظ على الإضاءة العادية 3-5 أيام باستخدام احتياطيات البطارية. يمكن لوحدات التحكم الذكية تمديد هذا إلى أكثر من 7 أيام عن طريق تعتيم السطوع.

س2: لماذا بعض مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية ليست ساطعة مثل المصابيح التقليدية؟

ج: ويرجع ذلك عادةً إلى عدم تطابق التكوين بدلاً من التكنولوجيا. تبلغ كفاءة المصابيح التقليدية 60-80 لومن/وات، بينما الحديثة أضواء الشوارع الشمسية استخدام المصابيح الوصول 170-210 لومن/وات . إذا بدت باهتة، فمن المحتمل أن يكون ذلك بسبب تظليل اللوحة أو ضبط النظام على طاقة تفريغ أقل لتوفير الطاقة.

س 3: هل أحتاج إلى كهربائي محترف لتركيب مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية؟

ج: بالنسبة لمعظم التطبيقات، لا. أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية عادةً ما تستخدم أنظمة التيار المستمر ذات الجهد المنخفض 12 فولت أو 24 فولت، والتي لا تشكل خطر التعرض لصدمة كهربائية. إنها أنظمة "التوصيل والتشغيل"؛ ما عليك سوى تركيب المكونات على العمود وتوصيل المحطات المقاومة للماء.

س4: كم مرة تحتاج البطارية إلى الاستبدال؟ هل هى مكلفة؟

ج: ذلك يعتمد على النوع. فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4) البطاريات لها دورة حياة 2000 - 3000 مرة ، مع دورة استبدال 8 - 10 سنوات . وعلى الرغم من أن التكلفة الأولية أعلى، إلا أن التكلفة السنوية المطفأة هي الأقل بين جميع أنواع البطاريات.

س 5: كيف أعرف ما إذا كانت منطقتي مناسبة لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية؟

ج: معظم المناطق مناسبة طالما أن هناك متوسط 3-4 ساعات من ضوء الشمس الفعال يوميا دون عائق. في المناطق الباردة أو ذات خطوط العرض المرتفعة، ما عليك سوى تحديد التكوينات باستخدام لوحات أكبر وتقنية تعويض درجات الحرارة المنخفضة.