تأثير عوامل درجة الحرارة على زمن إضاءة مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية

في تصميم وتطبيق أضواء الشوارع الشمسية ، درجة الحرارة هي الاعتبار الحاسم. لا تؤثر درجة الحرارة بشكل مباشر على كفاءة توليد الطاقة من الألواح الشمسية فحسب، بل لها أيضًا تأثير عميق على وقت الإضاءة والأداء العام لأضواء الشوارع.

العلاقة بين كفاءة الألواح الشمسية ودرجة الحرارة
باعتبارها المكون الأساسي لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية، فإن الوظيفة الرئيسية للألواح الشمسية هي تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية. ومع ذلك، هناك علاقة سلبية كبيرة بين كفاءة الألواح الشمسية ودرجة الحرارة المحيطة. أظهرت الدراسات أن كفاءة الألواح الشمسية تنخفض بشكل ملحوظ مع زيادة درجة الحرارة. ترجع هذه الظاهرة بشكل رئيسي إلى حقيقة أن ارتفاع درجة الحرارة يزيد من معدل إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب داخل الألواح، وبالتالي يقلل من توليد التيار الكهروضوئي. بالإضافة إلى ذلك، فإن ارتفاع درجة الحرارة سيؤدي أيضًا إلى زيادة المقاومة الداخلية للألواح، مما يقلل من كفاءة توليد الطاقة.
على وجه التحديد، في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، سينخفض ​​جهد الدائرة المفتوحة وتيار الدائرة القصيرة للألواح الشمسية، مما يؤدي إلى انخفاض الكفاءة الإجمالية. يؤثر هذا الانخفاض في الكفاءة بشكل مباشر على قدرة شحن مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية، وبالتالي تقليل وقت الإضاءة. في فصل الصيف الحار، يكون تأثير ارتفاع درجة الحرارة على الألواح الشمسية واضحًا بشكل خاص، مما قد يتسبب في تقصير وقت إضاءة أضواء الشوارع ليلاً بشكل كبير.

تأثير سعة تخزين طاقة بطارية الليثيوم ودرجة الحرارة
تعتبر بطاريات الليثيوم مكونات لا غنى عنها لتخزين الطاقة في مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية. إنهم مسؤولون عن تخزين الكهرباء المولدة بواسطة الألواح الشمسية وتوفير الطاقة لأضواء الشوارع ليلاً أو في الأيام الممطرة. تتأثر أيضًا سعة تخزين الطاقة لبطاريات الليثيوم بشكل كبير بدرجة الحرارة. في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، يتسارع معدل التفاعل الكيميائي لبطاريات الليثيوم، وتزداد الحرارة الداخلية، مما يسرع عملية شيخوخة البطارية ويقلل من عمر الخدمة. وفي الوقت نفسه، ستؤدي درجة الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تقليل كفاءة الشحن والتفريغ لبطاريات الليثيوم، وتقليل قدرتها المتاحة، والحد من وقت إضاءة أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية.
وعلى العكس من ذلك، في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، يتأثر أداء بطاريات الليثيوم أيضًا. على الرغم من أن درجة الحرارة المنخفضة لا تسبب بشكل مباشر تقادم بطاريات الليثيوم، إلا أنها ستقلل بشكل كبير من كفاءة عملها. في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة، تضعف سيولة الإلكتروليت داخل البطارية، مما يؤثر على أداء الشحن والتفريغ لبطارية الليثيوم. لذلك، في فصل الشتاء البارد، قد يكون وقت إضاءة أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية مقيدًا أيضًا بسبب انخفاض أداء بطارية الليثيوم.

تأثير درجة الحرارة على الأداء العام لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية
إن تأثير درجة الحرارة على الأداء العام لأنظمة إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية متعدد الأوجه. بالإضافة إلى التأثير المباشر على الألواح الشمسية وبطاريات الليثيوم، قد تؤثر التغيرات في درجات الحرارة أيضًا بشكل غير مباشر على تأثير إضاءة مصابيح الشوارع من خلال التأثير على أداء المكونات الأخرى مثل وحدات التحكم والمصابيح. على سبيل المثال، قد تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع شيخوخة المكونات الإلكترونية داخل وحدة التحكم، مما يقلل من دقة التحكم واستقراره. في البيئات ذات درجات الحرارة المنخفضة، قد تنخفض كفاءة الإضاءة لرقائق LED داخل المصابيح، مما يؤثر بشكل مباشر على تأثير الإضاءة لمصابيح الشوارع.