ما هو تأثير البيئة الخارجية على كفاءة مصابيح الشوارع الشمسية

في حلول الإضاءة الحضرية الحديثة ، أضواء الشوارع الشمسية ، كتطبيق للطاقة المتجددة ، يصبح تدريجياً الحل المفضل للمشاريع البلدية في أماكن مختلفة. ومع ذلك ، تتأثر كفاءة توليد الطاقة بالعديد من العوامل ، من بينها شدة الإشعاع الشمسي ، وظروف المناخ وتغيرات درجة الحرارة هي عوامل رئيسية.

شدة الإشعاع الشمسي هي العامل الأساسي الذي يؤثر على كفاءة توليد الطاقة لأضواء الشوارع الشمسية. تتناسب قدرة توليد الطاقة للوحدات النمطية الكهروضوئية مباشرة مع الطاقة الخفيفة المستلمة. نظرًا لأشعة الشمس الوفيرة على مدار السنة ، يمكن أن يصل متوسط ​​ساعات أشعة الشمس السنوية في المنطقة الاستوائية إلى أكثر من 2500 ساعة ، مما يحسن إلى حد كبير الكفاءة الإجمالية لنظام الطاقة الشمسية. نسبيًا ، تواجه المناطق ذات الخطوط العرضية عالية مشاكل وقت أشعة الشمس القصيرة وزاوية الارتفاع الشمسي المنخفض في فصل الشتاء ، مما يقلل بشكل كبير من الإشعاع الفعال الذي تتلقاه الوحدات النمطية الكهروضوئية ، مما يؤثر على إجمالي كمية توليد الطاقة اليومية. في هذه الحالة ، قد لا يتمكن نظام تخزين الطاقة لأضواء الشوارع الشمسية من تلبية احتياجات الإضاءة الليلية ، وقد تكون هناك ظاهرة في انقطاع الإضاءة.

كما أن ظروف المناخ لها تأثير معقد وبعيد المدى على كفاءة توليد الطاقة لأضواء الشوارع الشمسية. يساعد الطقس الواضح على الوحدات النمطية الكهروضوئية في توليد الكهرباء بكفاءة ، في حين أن الطقس الممطر والضباب والغبار سيقلل بشكل كبير من كثافة الضوء ، مما يؤثر على كفاءة العمل في الألواح. قد يتسبب الطقس الممطر أو الضبابي المستمر في عدم قدرة البطارية على الشحن بالكامل ، والقدرة المخزنة غير كافية ، مما يؤثر على مدة وسطوع الإضاءة. في الوقت نفسه ، لا تمنع العواصف الرملية ضوء الشمس فحسب ، بل تتراكم أيضًا على سطح الألواح الكهروضوئية ، وتشكل "فيلمًا محميًا للضوء" ، مما يعيق امتصاص الطاقة الشمسية. أظهرت الدراسات أنه عندما يصل سمك الغبار على سطح الألواح الكهروضوئية إلى 0.1 مم ، قد تنخفض كفاءة توليد الطاقة بأكثر من 10 ٪. إذا لم يتم تنظيفها لفترة طويلة ، فستكون فقدان الكفاءة أكثر خطورة ، لذلك فإن الصيانة العادية مهمة بشكل خاص.

التغيرات في درجة الحرارة هي أيضًا عاملة مهمة تؤثر على كفاءة مصابيح الشوارع الشمسية. ستنخفض طاقة الإخراج للألواح الشمسية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة ، مما يدل على معامل درجة حرارة سلبية معينة. أخذ وحدات السيليكون الكهروضوئية السيليكون الشائعة على سبيل المثال ، قد تنخفض كفاءة توليد الطاقة بنسبة 0.4 ٪ إلى 0.5 ٪ لكل درجة مئوية 1 درجة مئوية في درجة الحرارة. في بيئات درجة الحرارة العالية ، مثل الصيف أو المناطق الاستوائية ، تتعرض الوحدات النمطية الكهروضوئية لأشعة الشمس القوية لفترة طويلة ، وقد تكون درجة حرارة السطح أعلى بكثير من درجة الحرارة المحيطة ، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في طاقة الإنتاج. بالإضافة إلى ذلك ، ستؤثر درجة الحرارة المرتفعة أيضًا على الاستقرار الكيميائي لنظام تخزين طاقة البطارية ، وتسريع شيخوخة المواد الداخلية للبطارية ، وتقصير عمر الخدمة. على الرغم من أن بيئة درجات الحرارة المنخفضة يمكن أن تعزز توليد الطاقة من الوحدات النمطية الكهروضوئية إلى حد ما ، فإنها ستقتصر من سعة الشحن والتفريغ لبطاريات الليثيوم. خاصة في درجات الحرارة دون الصفر ، تزداد المقاومة الداخلية للبطارية بشكل كبير ، مما يؤدي إلى عدم كفاية إطلاق الطاقة ، مما يؤثر على تأثير الإضاءة الليلية .