تقييم دورة الحياة (LCA) لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية

لماذا تُعدّ دراسة دورة الحياة مهمة لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية؟

فهم سياق القرار

غالبًا ما تُقيّم مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية ليس فقط بناءً على التكلفة الرأسمالية وفترة استرداد رأس المال، بل أيضًا بشكل متزايد بناءً على الأداء البيئي طوال دورة حياتها. يوفر تقييم دورة الحياة (LCA) منهجية منظمة وموحدة لقياس الآثار البيئية في مراحل التصنيع والنقل والتركيب والتشغيل (بما في ذلك استبدال البطاريات) ونهاية العمر الافتراضي. بالنسبة للمدن وفرق المشتريات التي تسعى لتحقيق أهداف الحياد الكربوني والمرونة والاقتصاد الدائري، يُعد تقييم دورة الحياة ضروريًا لتجنب نقل الأعباء من انبعاثات الكربون إلى آثار أخرى (مثل استنزاف الموارد أو المواد السامة).

الفوائد الرئيسية للبلديات وأصحاب المصلحة

يساعد تطبيق تقييم دورة الحياة على شراء مصابيح الشوارع الشمسية البلدية أصحاب المصلحة على: (1) مقارنة البدائل (الطاقة الشمسية + البطارية + LED مقابل LED المتصلة بالشبكة)، (2) تحديد النقاط الساخنة (مثل إنتاج البطاريات أو عمليات الاستبدال المتكررة)، (3) تحسين تكاليف دورة الحياة بما في ذلك الاستبدال وإعادة التدوير، و(4) تقديم أدلة قوية على ادعاءات الاستدامة المطلوبة من قبل الممولين والجهات التنظيمية.

إجراء تقييم دورة الحياة لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

تعريف النطاق: حدود النظام والوحدة الوظيفية

اختر وحدة وظيفية واضحة، على سبيل المثال، مصباح إنارة شوارع يعمل بالطاقة الشمسية يوفر 12 لوكس على الطريق لمدة 20 عامًا أو 1000 لومن-ساعة سنويًا. يجب أن تشمل حدود النظام وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ووحدة إنارة LED، ونظام البطاريات، ووحدة التحكم بالشحن، والعمود، والأعمال المدنية، وزيارات الصيانة، والنقل، وعمليات نهاية العمر الافتراضي (إعادة التدوير، والتخلص). يؤثر اختيار نظام إدارة دورة حياة المنتج (من المهد إلى البوابة، أو من المهد إلى اللحد، أو من المهد إلى المهد) على النتائج وعدالة المقارنة.

تحليل المخزون: جمع البيانات ومصادر البيانات الشائعة

تُسهم بيانات جرد دورة حياة المنتج (LCI) عالية الجودة في الحصول على نتائج موثوقة. استخدم قائمة مكونات المنتج (BOM) من الشركة المصنعة، وأوزان المكونات، واستهلاك الطاقة أثناء التصنيع، ومسافات ووسائل النقل، ودورات البطارية المتوقعة، وجداول الصيانة. تشمل قواعد بيانات ومراجع جرد دورة حياة المنتج الموثوقة ما يلي:

• ecoinvent (قاعدة بيانات جرد دورة الحياة)
• تقارير المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) حول تقييم دورة حياة أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (للتأثيرات المتضمنة في وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية)
• ISO 14040/44 للإرشادات المنهجية (الهدف والنطاق، الجرد، تقييم الأثر)

توثيق الافتراضات (العمر الافتراضي، معدلات التدهور، فترات الاستبدال، مزيج الكهرباء للتصنيع) لضمان الشفافية وإمكانية التكرار.

تقييم الأثر وتفسيره والنتائج المقارنة

مؤشرات التأثير الشائعة وكيفية تفسيرها

تشمل فئات التأثير النموذجية المستخدمة في تقييم دورة حياة إنارة الشوارع: إمكانية الاحترار العالمي (GWP، غرام مكافئ ثاني أكسيد الكربون)، والطلب التراكمي على الطاقة (CED)، واستنزاف الموارد، والسمية البشرية. في عمليات الشراء البلدية، غالبًا ما تُؤثر إمكانية الاحترار العالمي واستنزاف الموارد على القرارات، ولكن التفسير الشامل يتجنب المفاضلات غير المقصودة (مثل انخفاض إمكانية الاحترار العالمي مع زيادة استخدام المعادن الحرجة).

مثال للمقارنة: مصابيح الشوارع الشمسية البلدية مقابل مصابيح LED المتصلة بالشبكة (توضيحية)

يُقدّم الجدول أدناه مقارنة توضيحية مستندة إلى الأدبيات. تختلف القيم باختلاف المنطقة، واختيارات المكونات، والافتراضات؛ استخدمها كمعيار مرجعي، وقم دائمًا بإجراء تقييم دورة حياة خاص بكل مشروع.

المصادر: دراسات تقييم دورة حياة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الصادرة عن المختبر الوطني للطاقة المتجددة؛ تقارير قطاع الكهرباء الصادرة عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ/الوكالة الدولية للطاقة. انظر قسم المراجع للاطلاع على الروابط والتواريخ.

من نتائج تقييم دورة الحياة إلى قرارات الشراء والتصميم

تفسير النقاط الساخنة وتحسين التصميم

إذا حددت دراسة تقييم دورة الحياة البطاريات وبدائلها كنقاط ساخنة، فضع في اعتبارك إجراء تغييرات في التصميم: استخدم بطاريات LiFePO4 ذات عمر دورة أطول، وزِد سعة البطارية القابلة للاستخدام لتقليل عمق التفريغ، وحدد وحدات بطاريات معيارية لتسهيل الاستبدال/إعادة الاستخدام، وخطط لجمعها وإعادة تدويرها. إذا كانت وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ذات تأثير كبير، فقيّم الوحدات ذات الكفاءة الأعلى (التي تقلل المساحة المطلوبة وغالبًا ما تقلل التأثيرات البيئية لكل وحدة كهرباء) وشهادات التصنيع منخفضة التأثير.

السياسات والمعايير والتقارير - ما الذي ينبغي أن تطلبه البلديات

ينبغي أن تتضمن مواصفات المشتريات البلدية ما يلي: (1) تقرير تقييم دورة حياة مستقل ومتوافق مع معيار ISO 14040/44، يتضمن بيانات وافتراضات شفافة، (2) بيان بالعمر الافتراضي المتوقع وجدول الصيانة، (3) دليل على شهادة المنتج من جهة خارجية (مثل CE، UL، BIS، إلخ)، و(4) خطة لاستعادة المنتج أو إعادة تدويره عند انتهاء عمره الافتراضي. تُمكّن هذه المتطلبات من إجراء مقارنات عادلة وتقلل من النزاعات التي قد تنشأ بعد الشراء.

فعالية التكلفة بما في ذلك الآثار البيئية الخارجية

دمج نتائج تقييم دورة الحياة (LCA) في تحليل تكلفة دورة الحياة (LCCA). يُمكّن تقييم الآثار البيئية الخارجية (مثل التكلفة الاجتماعية للكربون) فرق المشتريات من تقييم الخيارات بما يتجاوز مجرد التكلفة الرأسمالية. ويُدرج العديد من الممولين ومقدمي المنح الآن الأداء البيئي ضمن معايير التقييم.

دراسات حالة، إرشادات عملية، واختيار الموردين (أضواء على مقاطعة قوانغدونغ كوينينغ)

أبرز الحالات العملية والدروس المستفادة

تتشارك المشاريع البلدية الناجحة عادةً في ممارسات مشتركة، منها: تحديد نطاق تقييم دورة الحياة في مرحلة التصميم، واختيار مكونات ذات عمر افتراضي طويل (مثل مصابيح LED ببيانات عمر افتراضي LM80، ووحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية بضمانات مقاومة لظاهرة التدهور الناجم عن الجهد)، وأنظمة إدارة البطاريات لزيادة عمرها الافتراضي إلى أقصى حد. كما يتيح الرصد المنتظم للأداء الميداني (الإشعاع الشمسي، وحالة شحن البطارية، ومعدلات الأعطال) الصيانة التكيفية، ويقلل من الآثار البيئية المرتبطة بالاستبدال.

لماذا تختار موردًا ذا خبرة؟ - مثال كوينينج

شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، التي تأسست عام 2013، متخصصة في مصابيح الشوارع الشمسية البلدية ومجموعة شاملة من منتجات الإضاءة الشمسية، بما في ذلك مصابيح الشوارع الشمسية، والأضواء الكاشفة الشمسية، وأضواء الحدائق الشمسية، وأضواء المروج الشمسية، وأضواء الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، ووحدات الطاقة الخارجية المحمولة، والبطاريات. وتشمل نقاط قوة كوينينغ التنافسية ما يلي:

• خبرة شاملة في المشاريع: تصميم المنتجات، وتكامل الأنظمة، وهندسة مشاريع الإضاءة.
• أنظمة البحث والتطوير والجودة: حاصلة على شهادة ISO 9001، وعمليات مدققة من قبل TÜV، وشهادات المنتج مثل CE وUL وBIS وCB وSGS وMSDS.
• ضوابط التصنيع والاختبار: اختبار داخلي لأداء الخلايا الكهروضوئية، وعمر دورة البطارية، وصيانة لومن LED لضمان عمر خدمة طويل ومدخلات تقييم دورة الحياة المتوقعة.
• سجل حافل بالإنجازات: مورد معتمد للشركات المدرجة والمشاريع الهندسية الكبيرة، يقدم حلولاً واستراتيجيات صيانة مصممة خصيصاً بناءً على تقييم دورة حياة المنتج.

من خلال اختيار موردين مثل كوينينج الذين يقدمون بيانات فنية شفافة (قائمة مكونات المنتج، والعمر الافتراضي المتوقع، وتقارير الاختبار)، يمكن للبلديات إنتاج تقييمات دورة حياة موثوقة بشكل أسرع وتقليل مخاطر الشراء.

كيف تدعم شركة كوينينج عمليات الشراء القائمة على تقييم دورة الحياة

تُقدّم شركة كوينينغ بيانات تفصيلية عن مكونات الأنظمة، وشهادات اختبار مستقلة، وإرشادات حول تحديد الحجم الأمثل للنظام (مصفوفة الألواح الكهروضوئية، وسعة البطارية، واختيار وحدات الإضاءة) لتقليل تأثيرات دورة حياة النظام مع الحفاظ على مستويات الخدمة. وتُصمّم مجموعة منتجاتها (أعمدة إنارة الشوارع الشمسية، وأعمدة الإنارة الشمسية، وأعمدة إنارة الحدائق الشمسية، وألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية، ومصابيح الحدائق الشمسية) لدعم المشاريع البلدية ذات المتطلبات التقنية والبيئية المتنوعة.

التعليمات

1. ما هو العمر الافتراضي النموذجي الذي يُستخدم في تقييم دورة الحياة لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية في البلديات؟

استخدم عمرًا افتراضيًا عمليًا للمشروع، يتراوح عادةً بين 15 و25 عامًا. تدوم مصابيح LED عادةً من 7 إلى 15 عامًا حسب الحفاظ على شدة الإضاءة، بينما تدوم الألواح الكهروضوئية من 20 إلى 25 عامًا، والبطاريات من 5 إلى 10 أعوام حسب تركيبها الكيميائي وعدد دورات الشحن والتفريغ. يجب أن يشمل تقييم دورة الحياة استبدال البطاريات المخطط له وتحديثات المكونات المحتملة.

2. كيف يؤثر اختيار البطارية على نتائج تقييم دورة الحياة؟

غالباً ما يكون تصنيع البطاريات واستبدالها المتكرر من أكبر العوامل المساهمة في ظاهرة الاحتباس الحراري واستنزاف الموارد في تقييمات دورة حياة أنظمة الإضاءة الشمسية خارج الشبكة. ويساهم اختيار أنواع كيميائية ذات عمر تشغيلي أطول (مثل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم بدلاً من بطاريات الرصاص الحمضية)، والإدارة المُحسّنة للبطاريات، واستراتيجيات الاستبدال المعيارية في تقليل آثار دورة الحياة.

3. هل يمكن استخدام نتائج تقييم دورة الحياة في تقييم عمليات الشراء؟

نعم. يمكن للبلديات أن تطلب تقييم دورة حياة متوافق مع معايير ISO وأن تستخدم إجمالي الاحتباس الحراري لكل وحدة وظيفية، وتكرار الاستبدال طوال العمر، وإمكانية إعادة التدوير كمعايير للتقييم إلى جانب التكلفة والأداء التقني.

4. ما هي المعايير التي يجب أن تتبعها دراسة تقييم دورة الحياة لضمان المصداقية؟

اتبع المنهجية المعتمدة في معياري ISO 14040 وISO 14044، واستخدم قواعد بيانات تقييم دورة الحياة المعترف بها (مثل ecoinvent ومجموعات بيانات NREL PV) والتقارير الشفافة. ويعزز التحقق من طرف ثالث المصداقية.

5. هل مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية أفضل بيئياً دائماً من مصابيح الشبكة الكهربائية؟

ليس دائمًا. عادةً ما تتميز مصابيح الشوارع الشمسية بانخفاض معامل الاحترار العالمي التشغيلي في المناطق ذات الشبكات الكهربائية كثيفة الكربون. مع ذلك، في المناطق ذات الشبكات النظيفة وخيارات المكونات الرديئة (بطاريات منخفضة الجودة، مصابيح LED قصيرة العمر)، قد تتقلص فوائد دورة الحياة. وتُحدد تقييمات دورة الحياة الخاصة بكل مشروع النتيجة الفعلية.

6. كيف ينبغي للبلديات التعامل مع نهاية عمر مكونات الإضاءة الشمسية؟

أدرج خدمات الاسترجاع وإعادة التدوير في العقود. تتطلب وحدات الطاقة الشمسية والبطاريات والمحركات الإلكترونية قنوات إعادة تدوير مناسبة. يساهم الموردون الذين لديهم برامج منظمة لإدارة نهاية عمر المنتجات وخيارات مواد قابلة لإعادة التدوير في تقليل الأعباء البيئية والمخاطر التنظيمية.

للتواصل، والخطوات التالية، ودعوة للعمل

لتنفيذ برنامج إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية القائم على تقييم دورة الحياة، ابدأ بما يلي: (1) تحديد الوحدة الوظيفية وعمر المشروع، (2) اشتراط بيانات شفافة لتقييم دورة الحياة من الموردين، (3) تضمين مخرجات تقييم دورة الحياة في عملية الشراء. للحصول على حلول متكاملة، وبيانات المنتجات، وتقييم ميداني، تواصل مع شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة للاستشارات الفنية وكتالوجات المنتجات المصممة خصيصًا للمشاريع البلدية.

للتواصل مع كوينينغ:للحصول على استشارات المشاريع، أو حزم بيانات تقييم دورة الحياة، أو لعرض مواصفات المنتج (أضواء الشوارع الشمسية، والأضواء الكاشفة الشمسية، وأضواء الحدائق الشمسية، وأضواء الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، وأضواء الحدائق الشمسية)، تواصل مع فريق المبيعات والهندسة في شركة كوينينج للحصول على مقترحات وشهادات مفصلة.

مراجع

• ISO 14040:2006 — الإدارة البيئية — تقييم دورة الحياة — المبادئ والإطار. https://www.iso.org/standard/37456. (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)
• المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، تقييم دورة حياة استخدام الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري للخلايا الكهروضوئية (فثيناكس وكيم). https://www.nrel.gov/docs/fy12osti/53483.pdf (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)
• الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) - الفريق العامل الثالث في التقرير التقييمي السادس، سياق قطاع الطاقة ونطاقات انبعاثات الشبكة النموذجية. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/ (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)
• إيكو إنفنت — قاعدة بيانات جرد دورة حياة التصنيع والمواد والعمليات. https://www.ecoinvent.org/ (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)
• الوكالة الدولية للطاقة (IEA) - بيانات توليد الكهرباء والانبعاثات. https://www.iea.org/ (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)
• معلومات شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة وخطوط إنتاجها (مواد الشركة وشهاداتها كما هو موضح). وثائق الشركة الداخلية وشهاداتها (ISO 9001، TÜV، CE، UL، BIS، CB، SGS، MSDS). (تم الاطلاع بتاريخ 4 يناير 2026)