هناك هدف لكل مشروع وعندما نتحدث عنه أضواء الشوارع الشمسية، الهدف هو أن تكون بديلاً صديقًا للبيئة لأضواء الشوارع التقليدية. من أجل تعظيم كفاءة مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية، يحتاج كل مكون إلى العمل بأقصى قدر من الاستفادة من الطاقة بأقل قدر من الخسائر. إن التفكير في نموذج أضواء الشوارع بالطاقة الشمسية قد يجلب الكثير من التصميمات والهياكل المختلفة إلى ذهنك. في حين أن التصميم الأساسي يظل كما هو، فإن الجماليات فقط هي التي تختلف في الأشكال المختلفة لأضواء الشوارع الشمسية. دعونا نناقش كيفية صنع نموذج بسيط لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية.

عادة ما يكون هناك سبعة أجزاء رئيسية تشكل حزمة كاملة من نموذج إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية:

• الألواح الشمسية، والمعروفة أيضًا بالخلية الشمسية الكهروضوئية – تستخدم لتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية
• وحدة التحكم بالشحن بالطاقة الشمسية - تستخدم للتحكم أو تنظيم تدفق الشحنة الكهربائية من الوحدة الكهروضوئية إلى البطارية
• حزمة من البطاريات - تستخدم لتخزين الشحنات الكهربائية لاستخدامها ليلاً
• مصباح الشارع - مصدر للضوء
• الأعمدة – للتوصيل بين الأجزاء المختلفة والتركيب على الأسطح المرتفعة
• جهاز التحكم عن بعد - للمساعدة في التحكم في نموذج إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية وإدارته وصيانته

اعتمادًا على الشركة المصنعة، قد يختلف نوع المكون.

تصميم نموذج لإنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

أولاً، احسب كمية الضوء اللازمة لإضاءة المنطقة. سوف تساعدك اللمبة المستخدمة على معرفة القوة الكهربائية. استخدم هذه القوة الكهربائية ومدة الإضاءة لحساب واط/ساعة البطارية وأي مكون سيستهلك الطاقة. ستساعدك ساعة القوة الكهربائية على اختيار الوحدة الكهروضوئية القادرة على إنتاج هذه الكمية من الطاقة. احتفظ بفقدان الطاقة في ذهنك واختر دائمًا لوحة كهروضوئية قادرة على إنتاج طاقة أكثر مما هو مطلوب لتعويض الخسائر. تعتمد الزاوية وذروة الواط على موقع التثبيت، لذا قم بإجراء فحص حول ذلك.

لمعرفة حجم البطارية التي يجب استخدامها، يمكن أن تساعدك الواط ساعة اللازمة للأضواء في معرفة ذلك. باستخدام بعض الصيغ الكهربائية الأساسية، يمكنك معرفة عمق الشحن والشحن الاسمي وسعة البطارية بالأمبير/ساعة.

يعتمد حجم وحدة التحكم في الشحن على متطلبات الطاقة للوحة واختيارك لتخزين الطاقة. القاعدة الأساسية هي استخدام وحدة تحكم بالشحن قادرة على التعامل مع التيار من اللوحة.

تجميع الألواح الشمسية

الألواح الشمسية مصنوعة من أشباه الموصلات. مادة قادرة على توصيل الكهرباء في ظل ظروف معينة. المادة المستخدمة عادة هي السيليكون ولكن هناك مواد أخرى أيضًا مثل زرنيخيد الغاليوم وفوسفيد الإنديوم وسيلينيد الإنديوم النحاسي. ولصنع خلية شمسية، تحتاج إلى تريليونات من ذرات السيليكون على شكل طبقة رقاقة. تحتوي كل ذرة سيليكون على أشياء صغيرة جدًا وصغيرة للغاية تسمى الإلكترونات. تحمل هذه الإلكترونات الصغيرة شحنة كهربائية. عندما يضرب ضوء الشمس الخلايا، فإن الفوتونات الموجودة في ضوء الشمس ستطلق الإلكترونات من ذراتها، ومع تدفق الإلكترونات عبر الخلية، فإنها تنتج الكهرباء.

يتم ربط اللوحة الشمسية بالعمود ومع المكونات الأخرى لنظام الإضاءة الشمسية من خلال الكابلات. يتم استخدام الأقواس والإطارات لتثبيت الألواح الشمسية. عادة ما تكون هذه الأقواس مصنوعة من الألومنيوم لإبقائها خفيفة الوزن ومقاومة للعوامل الجوية.

تجميع البطارية

يتم تجميع البطارية باستخدام الأسلاك التي تسمح لها بالاتصال بالوحدة الكهروضوئية ومع مصباح LED. تم تصميم البطارية بكفاءة لتتحمل التيارات المستمرة لفترات زمنية أطول. عادةً ما يتم الاحتفاظ بمجموعة البطارية داخل غلاف من الألومنيوم مزود بفتحات تهوية مفتوحة للحفاظ على التهوية من أجل تبديد الحرارة التي تنتجها البطاريات.

تركيبات LED

يتم توصيل تركيبات LED بالعمود من خلال الأقواس ويتم ضبط ارتفاع تركيبات LED للحصول على مستويات مناسبة من الأضواء. هناك العديد من التصميمات المتاحة لتركيبات LED وهي مختلفة بالنسبة لأنواع مختلفة من المصابيح الشمسية

جعل النظام أكثر كفاءة

من أجل تحسين النظام بأكمله، هناك بعض المكونات التي يجب اختيارها بعناية. أول شيء هو أنه بدلاً من لمبة الفلورسنت، استخدم مصابيح LED لتقليل استهلاك الطاقة.

استخدم أفضل تقنيات التخزين لحزمة البطارية. في معظم الحالات، يوصى عادةً باستخدام بطاريات Li-Ion في الأنظمة الشمسية. هناك أيضًا بعض التقنيات الأخرى مثل بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الخلايا الهلامية وما إلى ذلك.

استخدم الوحدة الكهروضوئية أحادية البلورية حيث أنها تعتبر أكثر كفاءة مقارنة بالوحدة متعددة البلورات.

قلل من فقدان الطاقة في نظامك عن طريق اختيار توصيلات الأسلاك الفعالة. يجب أن تكون وحدة التحكم التي تستخدمها قادرة على تشغيل وإيقاف النظام بكفاءة.

استخدام أجهزة الاستشعار الذكية

يمكن تجهيز نظام الإضاءة بالطاقة الشمسية بوحدات التحكم الذكية التالية واثنين من أجهزة الاستشعار لزيادة كفاءته. جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء السلبية، والذي يستخدم للكشف عن الحركة والتحكم في مستويات الإضاءة. يعد استخدام المصابيح الشمسية المجهزة بجهاز استشعار للحركة طريقة فعالة لاكتشاف أي نشاط خارج منزلك حيث يسلط الضوء على الفور على الشخص أو الجسم. هناك مستشعرات حركة أخرى أيضًا مثل مستشعرات حركة الميكروويف وأجهزة الاستشعار ذات التقنية المزدوجة وما إلى ذلك.

مراقبة البطارية

وهذا مفيد لمنع تلف البطارية. عندما تستشعر البطارية بشحن زائد، فإنها ببساطة تقلل من تدفق الطاقة وعندما يحدث انخفاض في الجهد بسبب انخفاض شدة ضوء الشمس أو بسبب زيادة الاستخدام الكهربائي المفاجئ، فإنه يسمح بالحفاظ على تنظيم الجهد المناسب.