إرشادات تصميم مصابيح الشوارع الشمسية في الموانئ والمحطات الطرفية

استنادًا إلى معايير الإضاءة الدولية (CIE، IESNA) وخصائص تكنولوجيا الطاقة الشمسية، يغطي هذا الدليل العناصر الأساسية مثل السطوع، وفعالية الضوء، ودرجة حرارة اللون، والارتفاع، وتصميم النظام.

1. تصميم السطوع (لوكس) والتجانس

1.1 تصنيف مستوى الإضاءة

• القنوات الرئيسية ومناطق التحميل: 50-100 لوكس (وفقًا لمعايير الطرق CIE M3)، التوحيد ≥ 0.4
• المستودعات ومواقف السيارات: 20-30 لوكس (مشابه لمستوى CIE M4)، التوحيد ≥ 0.35
• ممرات المشاة والمناطق المساعدة: 10-15 لوكس، التوحيد ≥ 0.3

1.2 تحسين اللومن وكفاءة الضوء

• اختيار مصدر ضوء LED:يجب أن تكون الفعالية ≥ 180 لومن/وات (وحدات LED عالية الكفاءة)؛ يتم حساب التدفق الضوئي الإجمالي بناءً على المساحة (على سبيل المثال: بالنسبة لمنطقة تبلغ مساحتها 1000 متر مربع وتتطلب 50 لوكس، يكون التدفق الضوئي الإجمالي = 1000 × 50 × 1.2 (عامل الصيانة) = 60000 لومن).
• تصميم توزيع الضوء الثانوي:استخدم توزيع الضوء غير المتماثل لتقليل الضوء المتسرب، مما يزيد من استخدام الضوء إلى أكثر من 85%.

2. متطلبات درجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد اللون

2.1 نطاق درجة حرارة اللون

• 4000K-5000K (أبيض محايد)، موازنة الوضوح البصري والوهج المنخفض، وتجنب الضوء الأبيض البارد (>6000K) لتقليل التعب البصري.

2.2 مؤشر تجسيد اللون

• Ra ≥ 70 (يضمن التعرف الدقيق على ملصقات البضائع وألوان إشارات السلامة).

3. ارتفاع العمود ومواصفات المواد

3.1 تصميم الارتفاع

• الطرق الرئيسية ومناطق التحميل: 10-12 متر (عرض التغطية 20-25 متر).
• المناطق المساعدة: 6-8 متر (عرض التغطية 12-15 متر).
• تباعد التثبيت:ارتفاع العمود × 3 (على سبيل المثال، بالنسبة لعمود يبلغ طوله 10 أمتار، تكون المسافة 30 مترًا).

3.2 اختيار المواد

• الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن:السمك ≥ 4 مم، اختبار رش الملح ≥ 1000 ساعة (مناسب لبيئات الرطوبة العالية في الميناء ورش الملح).
• سبائك الألومنيوم:تصميم خفيف الوزن، مناسب للمناطق ذات الرياح العالية.

4. تصميم نظام إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية

4.1 أيام الإضاءة المستمرة

• على الأقل 5 أيام من التشغيل الذاتي أثناء الطقس الممطر (وفقًا لمعايير IEC 62124).
• حساب سعة البطارية: الاستهلاك اليومي للطاقة (واط/ساعة) = طاقة التركيب (واط) × وقت الإضاءة اليومي (ساعة).
• طاقة الألواح الكهروضوئية: ≥ الاستهلاك اليومي للطاقة × 1.5 (مع الأخذ في الاعتبار انخفاض أشعة الشمس في الشتاء).

4.2 نظام تخزين الطاقة

• بطارية ليثيوم: عمر الدورة ≥ 2000 مرة (أفضل من بطاريات الرصاص الحمضية)، درجة حرارة التشغيل -20 درجة مئوية ~ 60 درجة مئوية.
• وحدة تحكم MPPT:كفاءة التحويل ≥ 98%، تدعم إدارة الشحن والتفريغ الذكية.

5. التحكم التلقائي في الإضاءة وتحسين الطاقة

5.1 استراتيجيات التحكم الذكية

• التعتيم المستند إلى الوقت:تم تخفيض السطوع إلى 50% بعد منتصف الليل (يوفر 30%-40% من الطاقة).
• أجهزة استشعار الحركة:الحفاظ على سطوع 20% عندما لا يتم اكتشاف أي شخص أو مركبات، وإضاءة كاملة عند التشغيل.
• المراقبة عن بعد:مراقبة استهلاك الطاقة والأعطال في الوقت الفعلي عبر منصة إنترنت الأشياء.

5.2 تصميم التكيف البيئي

• تصنيف مقاومة الرياح: ≥ المستوى 12 (تصميم هيكل عمود الإضاءة يتوافق مع معايير IEC 61439).
• تصنيف الحماية:IP66 (مقاوم للغبار والماء).

6. تحليل التكلفة والعائد على الاستثمار (ROI)

مثال لحساب عائد الاستثمار

بالنسبة لميناء يقوم بتركيب 100 مصباح شارع يعمل بالطاقة الشمسية بتكلفة إجمالية $200,000، فإن الوفورات السنوية من الكهرباء هي $10,000، وتكاليف الصيانة $8,000.

فترة الاسترداد = $200,000 / ($10,000 + $8,000) ≈ 11 سنة (يمكن تقصير فترة الاسترداد إلى 7 سنوات مع الدعم الحكومي).

7. مراجع المعايير الدولية

• سي آي إي 115:2010:متطلبات إضاءة الطريق وتوحيده.
• IESNA RP-8-14:معايير التحكم في الإضاءة وكفاءة الطاقة.
• IEC 62124:معايير اختبار أداء الأنظمة الكهروضوئية.

يُوازن هذا الدليل بين الأداء الوظيفي وكفاءة الطاقة والاقتصاد، وهو مناسب لمشاريع إضاءة محطات الموانئ العالمية. ينبغي تعديل المعايير المحددة بناءً على البيانات الجوية المحلية (مثل ساعات سطوع الشمس وسرعة الرياح).