أضواء الشوارع الشمسية في الشرق الأوسط: كيفية تحسين كفاءة امتصاص أشعة الشمس
February 28, 2024
الشرق الأوسط غني بموارد أشعة الشمس ، ولكن لا يزال هناك حاجة إلى تحسين استخدام الطاقة الشمسية. تعد مصابيح الشوارع الشمسية واحدة من تطبيقات الطاقة الشمسية التي يمكن أن توفر الإضاءة والأمن للطرق والحدائق والأماكن العامة. ومع ذلك ، فإن أداء مصابيح الشوارع الشمسية يعتمد إلى حد كبير على كفاءة امتصاص أشعة الشمس للألواح الشمسية ، والتي يمكن أن تتأثر بعوامل مختلفة مثل الطقس والغبار والحرارة. ستستكشف هذه المقالة كفاءة امتصاص أشعة الشمس في مصابيح الشوارع الشمسية في الشرق الأوسط وكيفية تحسين النظام لتحقيق كفاءة تحويل طاقة أعلى. سنناقش أيضًا تحليل التكلفة والفوائد والتأثير البيئي لأضواء الشوارع الشمسية مقارنة بالأضواء الكهربائية التقليدية. مبدأ العمل في أضواء الشوارع الشمسية
تتكون مصابيح الشوارع الشمسية من أربعة مكونات أساسية: الألواح الشمسية والبطاريات ووحدات التحكم ومصابيح LED. الألواح الشمسية هي الجزء الأساسي من النظام ، حيث تقوم بتحويل الإشعاع الشمسي إلى كهرباء من خلال التأثير الكهروضوئي. يتم تخزين الكهرباء الناتجة عن الألواح الشمسية في البطاريات ، والتي توفر الطاقة لمصابيح LED في الليل. تقوم وحدات التحكم بتنظيم شحن البطاريات وتصريفها وحمايتها من الشحن الزائد أو الإفراط في الشحن. مصابيح LED هي مصدر الضوء للنظام ، والتي لها مزايا السطوع العالي ، واستهلاك الطاقة المنخفضة ، وعمر طويل. العوامل التي تؤثر على كفاءة امتصاص أشعة الشمس
كفاءة امتصاص أشعة الشمس من الألواح الشمسية هي نسبة ناتج الطاقة الكهربائية إلى مدخلات الإشعاع الشمسي. كلما زادت الكفاءة ، زادت الكهرباء التي يمكن أن تنتجها الألواح الشمسية. ومع ذلك ، فإن كفاءة الألواح الشمسية ليست ثابتة ، حيث يمكن أن تتأثر بعدة عوامل ، مثل: مواد اللوحة الشمسية والتصميم: أنواع مختلفة من الألواح الشمسية لها كفاءات مختلفة. على سبيل المثال ، تتمتع الألواح الشمسية السيليكون أحادية البلورة بأعلى كفاءة ، تليها ألواح شمسية السيليكون متعددة الكريستالات ، ثم الألواح الشمسية الرقيقة. يؤثر تصميم الألواح الشمسية أيضًا على الكفاءة ، مثل الاتجاه والإمالة وتباعد الألواح. ظروف أشعة الشمس: شدة ومدة أشعة الشمس هي العوامل الرئيسية التي تحدد كمية الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى الألواح الشمسية. تختلف شدة أشعة الشمس مع وقت اليوم والموسم وخط العرض. تعتمد مدة أشعة الشمس على طول اليوم والغطاء السحابي. بشكل عام ، كلما زادت أشعة الشمس ، كلما زادت الكهرباء التي يمكن أن تولدها الألواح الشمسية. الحرارة والغبار: تؤثر درجة حرارة ونظافة الألواح الشمسية أيضًا على الكفاءة. ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن تقلل من كفاءة الألواح الشمسية ، حيث تزيد من مقاومة الدائرة الكهربائية وتقلل من ناتج الجهد. يمكن أن يمنع الغبار أشعة الشمس من الوصول إلى الألواح الشمسية ، مما يقلل من كمية الإشعاع الشمسي الممتص. لذلك ، من المهم الحفاظ على الألواح الشمسية باردة ونظيفة.
ظروف أشعة الشمس في الشرق الأوسط
الشرق الأوسط هي واحدة من المناطق التي لديها موارد أشعة الشمس الأكثر وفرة في العالم. وفقًا للبنك الدولي ، يتراوح متوسط الإشعاع الشمسي السنوي في الشرق الأوسط من 1800 كيلو واط/م 2 إلى 2600 كيلو واط/م 2 ، وهو أعلى بكثير من المتوسط العالمي البالغ 1700 كيلو واط/م 2. يبلغ متوسط مدة أشعة الشمس السنوية في الشرق الأوسط حوالي 3000 ساعة ، وهو أيضًا أعلى من المتوسط العالمي البالغ 2500 ساعة.
ومع ذلك ، يواجه الشرق الأوسط أيضًا بعض التحديات في تسخير الطاقة الشمسية ، مثل ارتفاع درجة الحرارة والعواصف الترابية المتكررة. يبلغ متوسط درجة الحرارة السنوية في الشرق الأوسط حوالي 25 درجة مئوية ، والتي يمكن أن تصل إلى 50 درجة مئوية في الصيف. يمكن أن تقلل درجة الحرارة المرتفعة من كفاءة الألواح الشمسية بنسبة 10 ٪ إلى 25 ٪. يمكن للعواصف الترابية أن تقلل من الرؤية والإشعاع الشمسي بنسبة 30 ٪ إلى 40 ٪. لذلك ، من الضروري تحسين نظام ضوء الشارع الشمسي للتعامل مع البيئة القاسية في الشرق الأوسط.
تحسين نظام ضوء الشارع الشمسي
لتحسين كفاءة امتصاص أشعة الشمس في مصابيح الشوارع الشمسية في الشرق الأوسط ، يمكننا تبني بعض التدابير مثل: استخدم مواد جديدة مثل النقاط الكمومية لتحسين كفاءة الامتصاص للألواح الشمسية **: النقاط الكمومية هي جزيئات نانوسية يمكن أن تمتص الضوء عبر طيف من الأطوال الموجية المختلفة ، بما في ذلك الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية. عن طريق طلاء النقاط الكمومية على سطح الألواح الشمسية ، يمكننا زيادة كمية الإشعاع الشمسي الممتص وتعزيز كفاءة الألواح الشمسية. يمكن أن تقاوم النقاط الكمومية درجة الحرارة العالية ومقاومة الغبار ، مما يجعلها مناسبة لمناخ الشرق الأوسط. قم بتحسين نظام الشحن والتفريغ للبطارية لضمان الحد الأقصى من استخدام الطاقة الممتصة: البطارية هي جهاز تخزين الطاقة في نظام ضوء الشارع الشمسي ، والذي يحدد وقت العمل وسطوع مصابيح LED. لتحسين أداء البطارية ، يمكننا استخدام وحدة تحكم ذكية يمكنها ضبط تيار الشحن والجهد وفقًا لحالة الشحن للبطارية والطلب على الحمل. يمكن أن يمنع هذا البطارية من الإفراط في الشحن أو الإفراط في الشحن ، وتوسيع عمر البطارية ، ويحسن كفاءة استخدام الطاقة. تحليل التكاليف والفوائد
تتمتع مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية بالعديد من المزايا على الأضواء الكهربائية التقليدية ، مثل: التكلفة المنخفضة: لا تحتاج مصابيح الشوارع الشمسية إلى الاتصال بالشبكة ، والتي يمكن أن توفر تكلفة الأسلاك والتركيب والصيانة. تحتوي مصابيح الشوارع الشمسية أيضًا على تكاليف تشغيل أقل ، لأنها لا تستهلك الكهرباء من الشبكة. قد تكون التكلفة الأولية لأضواء الشوارع الشمسية أعلى من الأضواء الكهربائية ، ولكن فترة الاسترداد أقصر ، حيث تنخفض تكلفة الألواح والبطاريات الشمسية بمرور الوقت. موثوقية أعلى: مصابيح الشوارع الشمسية مستقلة عن الشبكة ، مما يعني أنها لا تتأثر بانقطاع التيار الكهربائي أو انقطاع التيار الكهربائي. يمكن أن تعمل مصابيح الشوارع الشمسية أيضًا في المناطق النائية حيث لا تتوفر الشبكة أو موثوقة. تتمتع مصابيح الشوارع بالطاقة الشمسية بعمر أطول من المصابيح الكهربائية ، حيث تستخدم مصابيح LED التي يمكن أن تستمر لأكثر من 50000 ساعة ، مقارنة بـ 10000 ساعة للمصابيح المتوهجة أو 20،000 ساعة لمصابيح الفلورسنت. مزيد من المرونة: يمكن تثبيت مصابيح الشوارع الشمسية في أي مكان حيث يوجد أشعة الشمس الكافية ، دون قيود الشبكة أو التضاريس. يمكن أيضًا ضبط مصابيح الشوارع الشمسية على مستويات سطوع مختلفة وألوانها وأنماطها ، وفقًا لتفضيلات المستخدم وحالة البيئة. لحساب فترة الاسترداد لنظام ضوء الشارع الشمسي ، تحتاج إلى النظر في العوامل التالية: التكلفة الأولية للنظام: يتضمن ذلك تكلفة الألواح الشمسية والبطاريات ووحدات التحكم ومصابيح LED وأعمدة وغيرها من الملحقات. تعتمد التكلفة الأولية على حجم وجودة وكمية مكونات النظام. تكلفة تشغيل النظام: يتضمن ذلك تكلفة صيانة وإصلاح واستبدال مكونات النظام. تعتمد تكلفة التشغيل على المتانة والكفاءة والضمان لمكونات النظام. تكلفة الكهرباء للشبكة: هذه هي تكلفة استخدام الأضواء الكهربائية بدلاً من مصابيح الشوارع الشمسية. تعتمد تكلفة الكهرباء على سعر الكهرباء واستهلاك الطاقة ووقت عمل الأضواء الكهربائية. إن فترة الاسترداد لنظام ضوء الشوارع الشمسية الخاصة بك هي الوقت الذي يستغرقه النظام لاسترداد تكلفته الأولية من وفورات تكلفة الكهرباء. يمكن حساب فترة الاسترداد من خلال تقسيم التكلفة الأولية على المدخرات السنوية لتكلفة الكهرباء. كلما كانت فترة الاسترداد أقصر ، كلما كان النظام أكثر فعالية من حيث التكلفة.
إذا كنت بحاجة إلى شراء مصابيح بكميات كبيرة ، فيرجى الاتصال بنا. مصنّعة محترفة ومورد لضوء الفيضان LED ، LED Street Light ، LED Solar Light ، وما إلى ذلك لمزيد من المعلومات ، يرجى زيارة https://www.wosenled.com / أو الاتصال admin@wosenled.com أو WhatsApp +86-13425434349
