أضواء المسار الشمسي تم تصميمها لالتقاط وتخزين الطاقة الشمسية بكفاءة خلال النهار لتشغيل الإضاءة أثناء الليل. يعد تحقيق تخزين الطاقة وكفاءتها أمرًا أساسيًا في تشغيلها.
الألواح الشمسية: التقاط الطاقة الشمسية
تم تجهيز مصابيح المسار الشمسي بألواح شمسية كهروضوئية (PV) موضوعة بشكل استراتيجي لالتقاط ضوء الشمس. وتتكون هذه الألواح الشمسية من العديد من الخلايا الشمسية المصنوعة من مواد شبه موصلة، مثل السيليكون. عند تعرضها لأشعة الشمس، تولد هذه الخلايا كهرباء ذات تيار مباشر (DC) من خلال عملية تعرف باسم التأثير الكهروضوئي.
تحويل الطاقة: تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء
تقوم الخلايا الشمسية الموجودة في الألواح الكهروضوئية بتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء. يتكون ضوء الشمس من الفوتونات، التي عندما تضرب الخلايا الشمسية، تثير الإلكترونات داخل المادة شبه الموصلة. هذه الإثارة تولد تيارًا كهربائيًا. الكهرباء المنتجة تكون في البداية على شكل تيار مستمر.
جهاز التحكم بالشحن: تنظيم تدفق الطاقة
لضمان تخزين الطاقة بكفاءة ومنع الشحن الزائد أو إتلاف البطاريات، تشتمل مصابيح المسار الشمسي عادةً على وحدة تحكم بالشحن. تقوم وحدة التحكم بالشحن بإدارة تدفق الكهرباء من الألواح الشمسية إلى البطاريات. فهو ينظم الجهد والتيار لتحسين الشحن وحماية البطارية من الشحن الزائد، مما قد يقلل من عمرها الافتراضي.
البطاريات القابلة لإعادة الشحن: تخزين الطاقة الزائدة
تم تجهيز مصابيح المسار الشمسي ببطاريات قابلة لإعادة الشحن، عادةً ما تكون من هيدريد معدن النيكل (NiMH) أو ليثيوم أيون (Li-ion). تعمل هذه البطاريات كوحدات لتخزين الطاقة، حيث تقوم بتخزين الكهرباء الزائدة التي تولدها الألواح الشمسية خلال النهار.
تخزين الطاقة: تقوم البطاريات بتخزين الطاقة الفائضة في شكل كيميائي. يتم إطلاق هذه الطاقة المخزنة لاحقًا عندما تتوقف الألواح الشمسية عن توليد الكهرباء، مثل أثناء الليل أو في الأيام الملبدة بالغيوم.
أنواع البطاريات: تُستخدم بطاريات NiMH بشكل شائع في مصابيح المسارات الشمسية نظرًا لموثوقيتها وفعاليتها من حيث التكلفة. على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون أكثر تكلفة، إلا أنها توفر كثافة طاقة أعلى، مما يعني أنها تستطيع تخزين المزيد من الطاقة في مساحة أصغر.
التحكم التلقائي في التشغيل/الإيقاف: زيادة الكفاءة
تتم برمجة أضواء المسار الشمسي لتعمل تلقائيًا عند الغسق وتنطفئ عند الفجر. تضمن هذه العملية التلقائية أن المصابيح تستهلك الطاقة فقط عندما تكون ضرورية للإضاءة. من خلال اتباع أنماط الإضاءة الطبيعية، تعمل مصابيح المسار الشمسية على تحسين كفاءة استخدام الطاقة.
تقنية الإضاءة LED: السطوع بكفاءة
تستخدم مصابيح المسار الشمسي عادةً تقنية Light Emitting Diode (LED) الموفرة للطاقة للإضاءة. تستهلك مصابيح LED طاقة أقل بكثير مقارنة بالمصابيح المتوهجة أو الفلورسنت التقليدية. تشمل فوائد مصابيح LED لتخزين الطاقة وكفاءتها ما يلي:
استهلاك منخفض للطاقة: تتميز مصابيح LED بكفاءة عالية في استخدام الطاقة، حيث تحول نسبة أعلى من الكهرباء إلى ضوء وتولد حرارة أقل كطاقة مهدرة.
طول العمر: تتمتع مصابيح LED بعمر تشغيلي أطول من المصابيح المتوهجة، مما يقلل من تكرار استبدال المصابيح ويحافظ على الطاقة والموارد.
إضاءة فورية: توفر مصابيح LED سطوعًا فوريًا وكاملاً عند تشغيلها، مما يلغي الحاجة إلى وقت الإحماء ويعزز كفاءة الطاقة بشكل أكبر.
إن
