فوائد إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية للمدن

لماذا تعيد المدن تنشيط شوارعها؟

ما هو مصباح الشارع الشمسي البلدي؟

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية هي نظام إضاءة متكامل مصمم للطرق العامة، يستخدم ألواحًا كهروضوئية لتحويل ضوء الشمس إلى كهرباء، وبطاريات لتخزين الطاقة، ووحدات إضاءة LED لتوفير الإضاءة. يمكن أن تكون هذه الأنظمة مستقلة عن الشبكة (غير متصلة بالشبكة)، أو هجينة (متصلة بالشبكة مع بطاريات احتياطية)، أو تُستخدم كنظام تكميلي موزع للشبكات القائمة. تُصمم حلول إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية وفقًا لموارد الطاقة الشمسية المحلية، ومتطلبات مستوى الإضاءة، وفترة التشغيل الذاتي (عدد أيام البطاريات الاحتياطية)، وميزات التحكم الشبكي مثل المراقبة عن بُعد والتحكم في شدة الإضاءة.

كيف تلبي حلول إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية احتياجات المدينة

تُقيّم المدن مشاريع الإضاءة وفقًا لمعايير السلامة العامة، والميزانية، والاستدامة، والقدرة على التكيف. وتتوافق تصاميم إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية بشكل مباشر مع هذه الأولويات: فهي تُقلل من استهلاك الكهرباء التشغيلية، وتُتيح النشر السريع في المناطق التي تكون فيها ترقيات الشبكة مكلفة، وتدعم التزامات المناخ والانبعاثات، وتُوفر بيانات القياس عن بُعد للمدن الذكية دون الحاجة إلى حفر خطوط كهرباء. بالنسبة لفرق المشتريات، فإن الكلمة المفتاحية للتقييم هي إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية - وهذا يشمل المنتج، وتصميم النظام، والضمانات، وعقود الخدمة المصممة خصيصًا للبيئات الحضرية.

أهم فوائد إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية للمدن

فيما يلي الفوائد الأساسية القائمة على الأدلة التي يعطيها صناع القرار في البلديات الأولوية عند اختيار إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية.

1. انخفاض تكاليف الطاقة والتشغيل (وفورات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية)

تحوّل مصابيح الشوارع الشمسية البلدية الطاقة الشمسية المُنتجة في الموقع لتلبية احتياجات الإضاءة، مما يُقلل بشكل كبير من فواتير الكهرباء من الشبكة ونفقات التشغيل البلدية. وبالاقتران مع وحدات إضاءة LED عالية الكفاءة، يُمكن خفض استهلاك الطاقة لكل عمود بشكل ملحوظ. تُوثّق وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ووكالات أخرى عمليات التحديث لمصابيح LED التي تُحقق خفضًا في استهلاك الطاقة بنسبة 50-70% مقارنةً بمصابيح الصوديوم عالية الضغط التقليدية؛ كما أن دمج مصابيح LED مع الألواح الكهروضوئية الشمسية يُلغي معظم تكاليف الطاقة من الشبكة لهذا النوع من المصابيح عند تصميمها بشكل صحيح (برنامج الإضاءة الصلبة التابع لوزارة الطاقة الأمريكية).

2. نشر أسرع وأعمال مدنية أقل

تُغني مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية عن حفر الخنادق لتمديد الطاقة، وتتيح تركيبها في الأماكن التي يكون فيها تمديد الشبكة مكلفًا أو بطيئًا. هذه السرعة مهمة للأحياء السكنية الحديثة، والممرات النائية، والحدائق، وإضاءة الفعاليات المؤقتة. كما أن تقليل أعمال البناء يقلل من تعقيد إجراءات الترخيص والاضطرابات الحضرية.

3. مرونة الشبكة والتعافي من الكوارث

أثناء انقطاع التيار الكهربائي الناتج عن العواصف أو الزلازل أو أعطال الشبكة، تستمر مصابيح الشوارع الشمسية المستقلة في العمل باستخدام بطاريات تخزين الطاقة. أما بالنسبة لممرات الاستجابة للطوارئ والتقاطعات الحيوية، فتُوفر حلول الطاقة الشمسية إضاءة احتياطية تُعزز السلامة العامة وتُساعد فرق الاستجابة الأولى على العمل بأمان.

4. الفوائد البيئية والمناخية

تساهم مصابيح الشوارع الشمسية البلدية في خفض انبعاثات النطاق الثاني من خلال استبدال الكهرباء المولدة من الشبكة بتوليد الطاقة الشمسية المتجددة. وتوثق الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) انخفاضًا حادًا في تكاليف الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وانتشارًا أوسع لأنظمة الطاقة الشمسية الموزعة، مما يمكّن البلديات من تحقيق أهداف خفض الانبعاثات بتكلفة أقل (IRENA، 2021).

5. انخفاض التكلفة الإجمالية للملكية للتطبيقات المستهدفة

عند النظر إلى دورة حياة مناسبة - مع الأخذ في الاعتبار النفقات الرأسمالية، وتوفير الطاقة، والصيانة، والعمر الافتراضي المتوقع - يمكن أن تكون مصابيح الشوارع الشمسية منافسة من حيث التكلفة، لا سيما في المناطق التي ترتفع فيها أسعار الكهرباء من الشبكة أو تكون فيها تكاليف الحفر مرتفعة. تختلف فترات استرداد التكاليف باختلاف الموقع والتصميم؛ وتشير العديد من المشاريع إلى استرداد التكاليف في غضون 3 إلى 8 سنوات في ظل ظروف مواتية.

مقارنة اقتصادية: مصابيح الشوارع الشمسية البلدية مقابل مصابيح LED المتصلة بالشبكة

ينبغي أن تستند المقارنات إلى دورة حياة المنتج. يلخص الجدول أدناه السمات النموذجية ومواطن تفوق مصابيح الشوارع الشمسية البلدية أو أوجه قصورها.

تشمل مصادر خصائص دورة الحياة والتكنولوجيا كلاً من IRENA (بيانات تكلفة الطاقة الشمسية الكهروضوئية)، ووزارة الطاقة الأمريكية (أداء مصابيح LED)، ودراسات الحالة البلدية؛ انظر المراجع في النهاية للتحقق.

مثال على حساب فترة الاسترداد (طريقة شفافة وقابلة للتحقق)

يستفيد صناع القرار من التقديرات القابلة للتكرار. فيما يلي مثال مبسط لحسابات عمود واحد لتوضيح كيفية حساب اقتصاديات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات. يجب تعديل المدخلات وفقًا لمعايير الإضاءة المحلية، والإشعاع الشمسي، وتصميم النظام.

• الافتراضات: استبدال مصباح تقليدي بقدرة 100 واط بمصباح LED بقدرة 30 واط، يعمل لمدة 12 ساعة في الليلة (4380 ساعة سنويًا). سعر الكهرباء = 0.12 دولار/كيلوواط ساعة. تكلفة الألواح الشمسية + البطارية + وحدة التحكم + العمود + التركيب = 1800 دولار. تكلفة التشغيل والصيانة السنوية (التنظيف، الفحص) = 20 دولارًا. تكلفة استبدال البطارية في السنة السابعة = 300 دولار.
• الاستهلاك السنوي للطاقة (مصابيح LED): 30 واط × 4380 ساعة = 131.4 كيلوواط ساعة/سنة. التكلفة السنوية للطاقة في حال التوصيل بالشبكة: 131.4 كيلوواط ساعة × 0.12 دولار = 15.77 دولار/سنة (مع العلم أن التصميم يعتمد على الطاقة الشمسية). بالنسبة لمصباح قديم موصول بالشبكة بقدرة 100 واط، تبلغ الطاقة: 100 واط × 4380 ساعة = 438 كيلوواط ساعة/سنة، والتكلفة = 52.56 دولار/سنة. توفير الطاقة = حوالي 36.80 دولار/سنة لكل عمود.
• فترة الاسترداد (بشكل مبسط، مع تجاهل التمويل والحوافز): الفرق الأولي مقارنةً بتحديث شبكة الكهرباء بمصابيح LED (إذا كانت تكلفة التحديث 600 دولار) => التكلفة الإضافية = 1800 دولار - 600 دولار = 1200 دولار. يجب أن تغطي الوفورات السنوية الصافية (الطاقة + تكاليف الحفر/التوصيل المتجنبة) التكلفة الإضافية. إذا كانت تكلفة الحفر/التوصيل المتجنبة لكل عمود 800 دولار (تختلف حسب الموقع)، فإن صافي الزيادة يصبح 400 دولار. مع توفير الطاقة الذي يبلغ حوالي 37 دولارًا سنويًا + تكلفة التوصيل المتجنبة، يمكن أن تكون فترة الاسترداد أقل من 10 سنوات؛ أما المشاريع البلدية الفعلية ذات تكاليف الحفر الأعلى وتعريفات الكهرباء الأعلى، فتُحقق فترة استرداد تتراوح بين 3 و7 سنوات.

هذا المثال توضيحي؛ استخدم بيانات الإشعاع الشمسي المحلية (NREL PVWatts أو خرائط موارد الطاقة الشمسية الكهروضوئية) لتقديرات إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية وعروض أسعار الموردين للحصول على أرقام دقيقة لنفقات رأس المال/التشغيل والصيانة.

أفضل الممارسات الفنية والمشتريات لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات

لضمان الأداء والقيمة على المدى الطويل، ينبغي على المدن اتباع هذه الخطوات العملية عند شراء أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية:

• حدد مواصفات الأداء: مستويات الإضاءة المطلوبة، ونسب التوحيد، وساعات التشغيل، وأيام الاستقلالية، وملفات تعريف التعتيم.
• استخدم مكونات معتمدة: ألواح شمسية حاصلة على شهادات IEC/UL، وبطاريات مزودة ببيانات اختبار دورة الحياة، ووحدات إضاءة LED مزودة بتقارير LM-80/IES.
• طلب حساب تكلفة دورة الحياة: النفقات الرأسمالية، وتكاليف التشغيل والصيانة السنوية، وجدول استبدال البطاريات، وإنتاج الطاقة المتوقع بناءً على الإشعاع الشمسي المحلي.
• يتضمن ذلك المراقبة عن بعد والإبلاغ عن الأعطال لتقليل الحاجة إلى إرسال الشاحنات وتمكين الضمانات القائمة على الأداء.
• خطط للصيانة من خلال عقود قطع الغيار وخيارات إعادة تدوير البطاريات أو استبدالها.
• ينبغي النظر في تنفيذ مشاريع تجريبية للتحقق من صحة التصاميم في الظروف المحلية قبل تطبيقها على مستوى المدينة بأكملها.

اعتبارات واقعية: اختيار الموقع، والسرقة، ومعايير الإضاءة

يتعين على البلديات تقييم التظليل، ومخاطر التخريب/السرقة (حيث تجذب البطاريات عالية القيمة السرقة في بعض المناطق)، والظروف الجوية القاسية المحلية، والتعرض للملوحة أو المناطق الساحلية. استخدم أغلفة مقاومة للعبث، وشارك المجتمع المحلي، ووفر أدوات تثبيت مضادة للسرقة. تأكد من توافق التصاميم مع معايير الإضاءة المحلية لضمان سلامة المشاة والمركبات، وراعِ استخدام عدسات صديقة للسماء المظلمة لتقليل تسرب الضوء وهدر الطاقة.

كيف تدعم شركة كوينينغ للإضاءة مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية؟

شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، التي تأسست عام ٢٠١٣، متخصصة في مصابيح الشوارع الشمسية ومجموعة واسعة من منتجات وحلول الإضاءة الشمسية. تشمل منتجات كوينينغ مصابيح الشوارع الشمسية، والمصابيح الموجهة الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية، ومصابيح الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية. كما تقدم الشركة أيضًا مصادر طاقة وبطاريات خارجية محمولة، وخدمات تصميم مشاريع الإضاءة، وإنتاج وتطوير إضاءة LED المتنقلة.

أهم نقاط القوة التي تقدمها شركة كوينينغ للمشاريع البلدية:

• نطاق المنتج: خط إنتاج متكامل لتلبية احتياجات الإضاءة الحضرية والمناظر الطبيعية، مما يتيح حلاً من مورد واحد للتوحيد القياسي.
• الهندسة والتصميم: فريق بحث وتطوير ذو خبرة وخدمات تصميم مشاريع الإضاءة لتخصيص الأنظمة وفقًا لمتطلبات الإشعاع الشمسي المحلي والاستقلالية والسلامة العامة.
• الجودة والشهادات: حاصلة على شهادة ISO 9001، مع عمليات تدقيق TÚV وشهادات دولية تشمل CE وUL وBIS وCB وSGS وMSDS - مما يدعم الامتثال للمشتريات في ولايات قضائية متعددة.
• التحكم في التصنيع: تعمل المعدات المتطورة وأنظمة مراقبة الجودة الصارمة على تقليل تباين المكونات وتحسين الموثوقية وأداء الضمان.
• علاقات توريد مثبتة: مورد معتمد للشركات المدرجة والمشاريع الهندسية، مما يدل على الخبرة في عمليات الإطلاق واسعة النطاق وعمليات الشراء المؤسسية.

تركز حلول كوينينغ على وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية طويلة العمر، ووحدات إضاءة LED عالية الكفاءة، وبطاريات مختارة بعناية لضمان عمر تشغيلي طويل وأمان عالٍ. وبفضل الجمع بين المراقبة عن بُعد والتصاميم المعيارية، تساعد كوينينغ البلديات على تقليل تكاليف دورة حياة الأنظمة، وتسريع عملية النشر، وتحقيق أهداف المرونة.

اختيار منتج كوينينج المناسب لمشروع بلدي

المنتجات النموذجية المطابقة:

• الشوارع الرئيسية والطرق الحضرية: مصابيح شوارع تعمل بالطاقة الشمسية عالية القدرة مزودة ببصريات متطورة ونظام تعتيم شبكي.
• الحدائق وممرات المشاة: مصابيح الحدائق الشمسية ومصابيح المروج الشمسية مع عرض ألوان وجماليات مناسبة.
• الساحات والمداخل والمناطق الزخرفية: أضواء الأعمدة الشمسية وأضواء سبوت الشمسية لإبراز العناصر المعمارية.
• الممرات النائية ومواقع البناء: مصادر طاقة خارجية محمولة وإضاءة LED متنقلة لتلبية الاحتياجات المؤقتة والمرنة.

يقلل نهج كوينينج المتكامل من تكاليف التنسيق ويضمن مطابقة المكونات (الألواح الكهروضوئية والبطاريات وأجهزة التحكم ومصابيح LED) واختبارها وفقًا لتوقعات دورة حياة البلديات.

خارطة طريق المشتريات والتنفيذ للمدن

1. حدد الأهداف: توفير الطاقة، والمرونة، وأهداف خفض الانبعاثات، وقيود الميزانية.
2. قم بتشغيل مشروع تجريبي: انشر من 10 إلى 50 عمودًا في ظروف تمثيلية لجمع بيانات الأداء لمدة تتراوح من 6 إلى 12 شهرًا.
3. التوسع التدريجي: استخدم الدروس المستفادة في مواصفات الشراء وتخطيط الصيانة.
4. الاستفادة من العقود القائمة على الأداء: الضمانات المرتبطة بإنتاج الطاقة، والحفاظ على شدة الإضاءة، ودورات البطارية.
5. إشراك أصحاب المصلحة: المرافق العامة، والأشغال العامة، وخدمات الطوارئ، والمجموعات المجتمعية من أجل القبول والحد من السرقة.

الأسئلة الشائعة - مصابيح الشوارع الشمسية البلدية

1. هل تعتبر مصابيح الشوارع الشمسية البلدية موثوقة في المدن الغائمة أو ذات خطوط العرض العالية؟

نعم، مع تحديد حجم النظام بشكل صحيح وتوفير استقلالية البطارية. يستخدم المصممون بيانات الإشعاع الشمسي المحلية (ساعات ذروة سطوع الشمس اليومية) لتحديد حجم الألواح الكهروضوئية وتخزين البطاريات. في المناطق ذات الموارد الشمسية المنخفضة، تُعد الأنظمة الهجينة (المتصلة بالشبكة مع بطاريات احتياطية) أو مصفوفات الألواح الكهروضوئية الأكبر حجمًا والبطاريات هي الأكثر شيوعًا. استخدم خرائط موارد الطاقة الكهروضوئية الصادرة عن المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) أو بيانات الأرصاد الجوية المحلية لتحديد الحجم بدقة.

2. ما هي مدة صلاحية البطاريات ومصابيح LED، وما هي تكاليف الاستبدال؟

تدوم بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) عالية الجودة عادةً من 5 إلى 10 سنوات، وذلك حسب عمق التفريغ ودرجة الحرارة. أما مصابيح LED، فتتمتع عادةً بعمر افتراضي يتراوح بين 50,000 و100,000 ساعة (سنوات عديدة من الخدمة). ضع في اعتبارك تكاليف استبدال دورة حياة البطاريات في النماذج المالية، وخطط لإعادة تدويرها أو التخلص منها وفقًا للوائح المحلية.

3. ما هي متطلبات الصيانة النموذجية لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية في البلديات؟

تشمل الصيانة التنظيف الدوري للألواح الكهروضوئية في البيئات المتربة، وفحص حالة البطاريات، وتحديث البرامج الثابتة/وحدات التحكم، وفحص وحدات الإضاءة. يقلل الرصد عن بُعد من عمليات الفحص الميداني من خلال التنبيه عند حدوث أعطال. يجب تضمين جدول زمني للصيانة المخططة وقائمة قطع الغيار في عقود الشراء.

4. كيف يمكن للمدن منع سرقة وتخريب مكونات الإضاءة الشمسية؟

تشمل تدابير التخفيف استخدام مثبتات مقاومة للعبث، وصناديق بطاريات مزودة بمثبتات أو حوامل مدمجة، وأجهزة مضادة للسرقة، وبرامج للتواصل المجتمعي، والمراقبة في المناطق عالية الخطورة. كما يمكن أن يساعد تصميم حاويات البطاريات في قاعدة العمود واستخدام عدد أقل من المكونات الظاهرة ذات القيمة العالية.

5. هل تدعم مصابيح الشوارع الشمسية البلدية ميزات المدينة الذكية؟

نعم. تدعم وحدات التحكم الحديثة المراقبة عن بُعد، وجدولة التعتيم، والإضاءة التكيفية، وتعزيز الإضاءة عند استشعار الحركة، والتكامل مع منصات إدارة المدن عبر شبكات الهاتف المحمول، أو LoRaWAN، أو NB-IoT. تعمل الميزات الذكية على تحسين كفاءة التشغيل والصيانة، وتُضيف قيمةً من خلال تحليل البيانات.

6. كيف يمكنني تقييم الموردين لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية؟

اشترط استخدام مكونات معتمدة، ومشاريع مرجعية، واستقرارًا ماليًا، وشروط ضمان واضحة. أدرج في طلب تقديم العروض ضمانات الأداء، وتقارير اختبارات معملية مستقلة (LM-80، IEC، UL)، وتحليل تكلفة دورة حياة المنتج. ضع في اعتبارك موردين مثل شركة كوينينغ الحاصلة على شهادة ISO 9001 والعديد من الشهادات الدولية لضمان موثوقية عملية الشراء.

للتواصل والاستفسار عن المنتجات

إذا كنت بصدد تقييم حلول إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية للبلديات أو تخطط لمشروع تجريبي، فتواصل مع شركة كوينينغ للإضاءة للحصول على استشارة للمشروع، وبيانات مكوناته، وعروض تسليم المفتاح. توفر كوينينغ منتجات معتمدة، ودعمًا هندسيًا، وإرشادات تركيب مصممة خصيصًا للتطبيقات البلدية. لطلب عرض سعر، أو كتالوج منتجات، أو استشارة تصميم، تواصل معنا عبر موقع الشركة الإلكتروني أو الموزعين المعتمدين للحصول على خدمة محلية.

مراجع

• الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) - تكاليف توليد الطاقة المتجددة في عام 2020. https://www.irena.org/publications/2021/Jun/Renewable-Power-Costs-in-2020 (يونيو 2021)
• وزارة الطاقة الأمريكية - برنامج الإضاءة ذات الحالة الصلبة. https://www.energy.gov/eere/ssl/solid-state-lighting (تم الاطلاع عليه عام 2025)
• NREL — خرائط الطاقة الكهروضوئية وموارد الطاقة الشمسية. https://pvwatts.nrel.gov/ و https://www.nrel.gov/gis/solar. (تم الاطلاع عليها عام 2025)
• موارد البنك الدولي / مشروع إنارة أفريقيا - دراسات حالة حول عمليات النشر ورؤى حول إنارة المناطق الريفية. https://www.lightingafrica.org/ (تم الاطلاع عليه عام 2025)
• نبذة عن شركة كوينينغ للإضاءة وشهاداتها - مواد الشركة (خطوط الإنتاج وشهادات الاعتماد كما وردت من الشركة). (شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، مواد الشركة؛ تاريخ الاطلاع 2025)

للحصول على مساعدة فنية أكثر تفصيلاً، أو دعم في المناقصات، أو دراسة جدوى خاصة بالموقع، اتصل بشركة كوينينج للإضاءة لترتيب تقييم في الموقع واقتراح مخصص لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية.