دمج حلول الإضاءة الطارئة وحلول الطاقة الاحتياطية

مبادئ تصميم الإضاءة الخارجية المرنة

من المتوقع بشكل متزايد أن تلبي أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات احتياجات الإضاءة الروتينية، بالإضافة إلى توفير إضاءة الطوارئ الحيوية والطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، أو الظروف الجوية القاسية، أو أحداث السلامة العامة. وتعني مرونة أنظمة الإضاءة الخارجية تحديد أنظمة تحافظ على الحد الأدنى من مستويات الإضاءة لفترة زمنية متفق عليها، وتدمج إدارة بطاريات ومنطق تحكم يمكن التنبؤ بهما، وقابلة للتحقق وفقًا للمعايير. يحدد هذا القسم أهداف التصميم ومؤشرات الأداء التي ينبغي على مهندسي البلديات استخدامها كأساس مرجعي.

أهداف التصميم ومعايير الأداء الدنيا

حدد الأهداف قبل البدء بالتصميم: الحد الأدنى لمستويات الإضاءة (اللوكس) على الطرق والأرصفة أثناء حالات الطوارئ (على سبيل المثال، يتراوح مستوى الإضاءة بين 50 و150 لوكس للشوارع الرئيسية، وذلك حسب القوانين المحلية)، ومدة التشغيل المستقل (عادةً ما تتراوح بين 8 و72 ساعة في خطط مرونة البلديات)، وأوقات إعادة التشغيل المقبولة. أما بالنسبة لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية، فإن مؤشرات الأداء الرئيسية النموذجية هي:

• الاستقلالية في حالات الطوارئ: من 12 إلى 72 ساعة (يتم تحديد ذلك بناءً على تقييم المخاطر)
• توافر النظام: أكثر من 99% سنوياً للممرات الرئيسية
• عمر دورة البطارية: أكثر من 2000 دورة (الهدف الشائع لبطاريات LiFePO4)

تقييم المخاطر واتفاقيات مستوى الخدمة

قم بتقييم المخاطر المحلية (مثل تواتر العواصف، ومناطق الفيضانات، ومخاطر حرائق الغابات، وموثوقية الشبكة) وترجمتها إلى اتفاقيات مستوى الخدمة (SLAs). يجب أن تحدد اتفاقيات مستوى الخدمة مستويات الإضاءة، وفترات التشغيل المستقل، وأوقات الاستجابة للصيانة. على سبيل المثال، قد تتطلب اتفاقية مستوى الخدمة أن تحافظ التقاطعات الحيوية على مستوى إضاءة 50 لوكس لمدة 24 ساعة خلال ساعتين من الإبلاغ عن انقطاع التيار الكهربائي.

دمج إضاءة الطوارئ مع شبكات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

الأساليب المعمارية: النسخ الاحتياطي المركزي مقابل النسخ الاحتياطي الموزع

توجد بنيتان أساسيتان لدمج إضاءة الطوارئ في أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية:

• موزعة: يحتوي كل عمود على ألواح شمسية، وبطارية، ووحدة تحكم، ونظام طوارئ. المزايا: تصميم معياري، لا توجد نقطة فشل واحدة، نشر تدريجي. العيوب: تكلفة أعلى للوحدة.
• نظام مركزي/هجين: تدعم وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية والبطاريات المجمعة عدة أعمدة. المزايا: تقليل تكرار المكونات وصيانة مركزية. العيوب: نقطة فشل واحدة، وتكاليف إضافية للكابلات وحفر الخنادق.

يعتمد الاختيار على الكثافة الحضرية والبنية التحتية القائمة وقدرات الصيانة.

استراتيجيات التحكم في وضع الطوارئ

يجب على أجهزة التحكم تطبيق سلوكيات ذات أولوية عند ندرة الطاقة: خفض إضاءة الدوائر غير الحرجة، وتمديد وقت التشغيل في حالات الطوارئ عن طريق تقليل ناتج الإضاءة للحفاظ على الحد الأدنى من مستويات الأمان، وفصل الأحمال بشكل استباقي بناءً على الإنتاج المتوقع. ميزات التحكم النموذجية:

• التعتيم التكيفي (حسب وقت الليل وحسب وجود الأشخاص)
• تخفيف الأحمال بناءً على حالة الشحن (SoC)
• القياس عن بعد والتنبيهات للصيانة التنبؤية

خيارات الطاقة الاحتياطية وأحجامها لأعمدة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

خيارات التكنولوجيا: البطاريات والمولدات والأنظمة الهجينة

تشمل خيارات النسخ الاحتياطي لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية ما يلي:

خيار	حالات الاستخدام النموذجية	المزايا	القيود
بطاريات الليثيوم أيون (LiFePO4)	أنظمة احتياطية موزعة على مستوى الأعمدة؛ شبكات صغيرة	عمر دورة طويل، تصميم صغير الحجم، استجابة سريعة، صيانة منخفضة	التكلفة، والإدارة الحرارية المطلوبة
بطاريات الرصاص الحمضية (VRLA)	مشاريع صغيرة الحجم منخفضة التكلفة	تكلفة أولية أقل	عمر دورة أقصر، وزن أثقل، مشاكل صيانة في المناخات الحارة
مولدات الديزل/الغاز	النسخ الاحتياطي طويل الأمد، والعقد المركزية البعيدة	كثافة طاقة عالية، وقت تشغيل طويل	الخدمات اللوجستية للوقود، والانبعاثات، والصيانة
هجين (بطارية + مولد كهربائي)	الممرات الحيوية التي تتطلب استجابة فورية وقدرة على العمل لفترات طويلة	المرونة، الاستخدام الأمثل للوقود	ضوابط معقدة، نفقات رأسمالية أعلى

منهجية تحديد المقاسات العملية

خطوات تحديد حجم عمود إنارة الشارع بالطاقة الشمسية البلدية مع متطلبات الطوارئ:

1. حدد واط الإضاءة الطارئة المطلوبة (W_emergency) من ناتج الإضاءة وكفاءتها لتحقيق الحد الأدنى من اللوكس.
2. حدد ساعات الاستقلالية المطلوبة (H). مثال: H = 24 ساعة لتخطيط المرونة.
3. حساب سعة البطارية القابلة للاستخدام: السعة_كيلوواط ساعة = (واط_الطوارئ * ساعة) / (عمق_تفريغ_البطارية * كفاءة_العاكس).
4. قم بتخفيض القدرة بسبب درجة الحرارة والتقادم (أضف هامشًا بنسبة 15-30% حسب المناخ).

مثال: مصباح LED للطوارئ بقدرة 40 واط، يعمل لمدة 24 ساعة ← الطاقة = 0.96 كيلوواط ساعة/يوم. مع كفاءة ذهاب وإياب 90% وعمق تفريغ 80%، السعة المطلوبة ≈ 1.33 كيلوواط ساعة؛ بتطبيق هامش أمان 25% ← بطارية بسعة 1.66 كيلوواط ساعة تقريبًا. تستخدم العديد من أعمدة الإنارة البلدية بطاريات بسعة 2-5 كيلوواط ساعة لتوفير المرونة والاستقلالية لعدة ليالٍ.

اعتبارات التنفيذ والمعايير والاختبار ودورة الحياة

المعايير والامتثال ذات الصلة

يضمن الالتزام بالمعايير المعترف بها السلامة والأداء الأمثل. المراجع الرئيسية:

• المعيار الدولي IEC 60598 (وحدات الإضاءة) - ينطبق على وحدات الإضاءة الخارجية
• IEC 62485 / IEC 62619 — سلامة البطاريات واختبارها
• NFPA 101 (قانون سلامة الأرواح) - إضاءة الطوارئ وإضاءة المخارج عند الاقتضاء
• القوانين البلدية المحلية وقواعد الربط البيني للمرافق

ينبغي على المصممين التحقق من شهادات المنتج (CE، UL، BIS، CB، TÜV) والإصرار على تقارير اختبار المصنع والتحقق من الأداء من قبل جهة خارجية.

الاختبار والتشغيل والصيانة التنبؤية

خطوات التشغيل: اختبارات قبول إنتاجية الألواح الكهروضوئية، واختبارات سعة البطارية، ومحاكاة وضع الطوارئ لفترة التشغيل الذاتي الكامل، والتحقق من صحة القياس عن بُعد. استخدم تسجيل البيانات لمدة 12 شهرًا على الأقل لتحديد خطوط الأساس للأداء. الصيانة التنبؤية القائمة على اتجاهات حالة الشحن/حالة الصحة تقلل من وقت التوقف غير المجدول.

تكاليف دورة الحياة والتكلفة الإجمالية للملكية (TCO)

يجب أن تشمل التكلفة الإجمالية للملكية النفقات الرأسمالية، ونفقات التشغيل والصيانة، ودورات استبدال البطاريات، وقيمة خدمات الطاقة (السلامة، والحد من الجريمة، وتقليل الحمل على الشبكة خلال أوقات الذروة). تُظهر مقارنة دورة الحياة النموذجية نفقات رأسمالية أولية أعلى لأنظمة الطاقة الشمسية والبطاريات البلدية مقارنةً بأنظمة الإضاءة التي تعمل بالشبكة فقط، ولكن نفقات تشغيلية أقل ومرونة فائقة على مدى 10-15 عامًا عندما يتجاوز عمر البطاريات 2000 دورة ويكون انخفاض شدة إضاءة مصابيح LED منخفضًا.

كوينينغ: شريك في حلول الطوارئ لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

نبذة عن الشركة وملخص قدراتها

شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، تأسست عام ٢٠١٣، وتُركز على مصابيح الشوارع الشمسية، والكشافات الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية، ومصابيح المروج الشمسية، ومصابيح الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، ووحدات الطاقة الخارجية المحمولة والبطاريات، وتصميم مشاريع الإضاءة، وإنتاج وتطوير صناعة إضاءة LED المتنقلة. بعد سنوات من التطوير، أصبحنا المورد المعتمد للعديد من الشركات المدرجة الشهيرة والمشاريع الهندسية، ومركزًا رائدًا لحلول هندسة الإضاءة الشمسية، حيث نقدم لعملائنا إرشادات وحلولًا احترافية آمنة وموثوقة.

لدينا فريق بحث وتطوير ذو خبرة واسعة، ومعدات متطورة، وأنظمة صارمة لمراقبة الجودة، ونظام إدارة متطور. حصلنا على شهادة نظام ضمان الجودة الدولي ISO 9001 وشهادة التدقيق الدولية TÜV، وحصلنا على سلسلة من الشهادات الدولية مثل CE، UL، BIS، CB، SGS، MSDS، وغيرها.

المنتجات والميزات التقنية المميزة

المنتجات الرئيسية: مصابيح الشوارع الشمسية، مصابيح الإضاءة الموضعية الشمسية، مصابيح الحدائق الشمسية، مصابيح الأعمدة الشمسية، الألواح الكهروضوئية الشمسية، مصابيح الحدائق الشمسية.

المزايا التنافسية لشركة كوينينغ:

• مجموعة منتجات متكاملة: تعمل الأعمدة المعيارية ووحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المتطابقة وحزم بطاريات LiFePO4 على تبسيط عملية الشراء وضمان توافق المكونات.
• الخدمات الهندسية: التصميم والمحاكاة والتشغيل في الموقع مع ملفات تعريف إضاءة الطوارئ المصممة خصيصًا.
• ضمان الجودة: عمليات تصنيع مدعومة بشهادات ISO 9001 و TÜV ومجموعة واسعة من الشهادات الدولية.
• سجل حافل بالإنجازات: مورد للشركات المدرجة في البورصة والمشاريع الهندسية الكبرى، مما يتيح الحصول على مراجع بلدية.

كيف تدعم كوينينغ متطلبات الإضاءة الطارئة

تقدم شركة كوينينغ حلولاً متكاملة، بدءاً من وحدات LiFePO4 المثبتة على الأعمدة والمصممة لتوفير الطاقة بشكل مستقل لعدة ليالٍ، وصولاً إلى وحدات هجينة مركزية للبنية التحتية الحيوية. تشمل أنظمتها برامج تحكم ثابتة تُمكّن من فصل الأحمال الكهربائية عبر نظام على شريحة (SoC)، ومنصات مراقبة عن بُعد لإدارة الأصول، وخدمات تشغيل متوافقة مع المعايير المحلية.

دراسات الحالة، والاقتصاد، وإطار اتخاذ القرار

الاقتصاد المقارن (مثال)

يوضح الجدول أدناه مثالاً مبسطاً للتكلفة الإجمالية للملكية لممر إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية المكون من 100 عمود على مدى 12 عامًا (القيم توضيحية؛ يلزم الحصول على عروض أسعار محلية للشراء).

سيناريو	النفقات الرأسمالية الأولية لكل عمود (بالدولار الأمريكي)	عقد تشغيل وصيانة لمدة 12 عامًا (بالدولار الأمريكي)	دورة الاستبدال	تكلفة دورة حياة العمود الواحد
الطاقة الشمسية + البطارية (على مستوى القطب، LiFePO4)	3500	600	عمر البطارية من 8 إلى 10 سنوات	4100
مصابيح LED متصلة بالشبكة	1200	2200 (الطاقة + الصيانة)	لا يوجد بطارية	3400
نظام هجين (بطارية مركزية + مولد كهربائي)	4800	1000	صيانة المولدات الكهربائية وتزويدها بالوقود	5800

ملاحظة: ينبغي على البلديات تقييم الفوائد غير النقدية (المرونة، والسلامة العامة، وخفض الكربون) جنبًا إلى جنب مع التكلفة الإجمالية للملكية.

قائمة التحقق من القرارات للبلديات

• حدد مستويات الإضاءة الطارئة وأهداف الاستقلالية في اتفاقيات مستوى الخدمة.
• تقييم إنتاج الطاقة الشمسية وتأثيراتها المناخية الخاصة بكل موقع.
• اختر بنية النظام (موزعة مقابل مركزية) بناءً على قدرة الصيانة واحتياجات تحمل الأعطال.
• حدد التركيب الكيميائي للبطارية، وعمرها الافتراضي، والاختبارات المعتمدة.
• يتطلب الأمر مراقبة عن بعد واجتياز اختبارات التشغيل بنجاح.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي فترة الاستقلالية الموصى بها لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية المستخدمة كإضاءة طوارئ؟

تتراوح أهداف التشغيل الذاتي الشائعة بين 12 و72 ساعة، وذلك تبعاً لمستوى تحمل المخاطر وأهمية النظام. بالنسبة للطرق الرئيسية، يُعد 24 ساعة الحد الأدنى المعتاد؛ أما بالنسبة للبنية التحتية الحيوية، فيُنصح بتشغيل الأنظمة بشكل مستقل لعدة أيام أو استخدام أنظمة هجينة.

2. هل يمكن تحديث مصابيح الشوارع البلدية الحالية لتشغيلها في حالات الطوارئ؟

نعم. تشمل خيارات التحديث إضافة ألواح شمسية وبطاريات على مستوى الأعمدة أو إنشاء وحدات بطاريات مركزية في الأحياء. يجب تقييم القدرة الهيكلية وكابلات الأعمدة والتراخيص المحلية قبل التحديث.

3. ما هي أفضل أنواع كيمياء البطاريات لإضاءة الشوارع الخارجية في البلديات؟

تُفضّل بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) على نطاق واسع في التطبيقات البلدية نظرًا لعمرها التشغيلي الطويل، وثباتها الحراري، ومستوى أمانها العالي. تأكد من أن البطاريات معتمدة وفقًا لمعايير IEC/UL ذات الصلة للاستخدام الخارجي.

4. كيف يمكنني التحقق من أن نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية التابع للبلدية سيلبي متطلبات الطوارئ؟

يُشترط تقديم تقارير اختبار من المصنع، وتحقق مختبري مستقل، واختبارات تشغيل ميدانية تحاكي أسوأ الظروف (مثل انخفاض إنتاجية الألواح الكهروضوئية وحمل الطوارئ الكامل طوال مدة التشغيل المطلوبة). يُوصى بتثبيت نظام قياس عن بُعد لتتبع الأداء في ظروف التشغيل الفعلية.

5. ما هي الصيانة المطلوبة للحفاظ على موثوقية إضاءة الطوارئ؟

تشمل الصيانة الدورية (سنوية أو نصف سنوية)، وفحوصات حالة البطارية، وتنظيف وحدات الطاقة الشمسية، وتحديثات البرامج الثابتة، ومراجعة تنبيهات القياس عن بُعد. وتساهم الصيانة التنبؤية القائمة على تحليل اتجاهات حالة البطارية في تقليل الأعطال غير المخطط لها.

6. كيف يؤثر دمج إضاءة الطوارئ على المشتريات البلدية؟

ينبغي أن ينتقل نظام الشراء من تقديم عروض أسعار منخفضة التكلفة مبدئياً إلى عقود قائمة على الأداء تحدد اتفاقيات مستوى الخدمة، وأهداف التوافر، والجزاءات/المكافآت بناءً على الأداء المقاس. ويجب أن تشمل العقود التشغيل، وقطع الغيار، والتدريب.

إذا كنت ترغب في تقييم الموقع، أو تصميم مخصص، أو توصيات بالمنتجات لحلول الطوارئ الخاصة بإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية، فاتصل بشركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة للاستشارة أو اطلع على كتالوج منتجاتهم لاستكشاف مصابيح الشوارع الشمسية، والمصابيح الموضعية الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية، ومصابيح الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية.

المراجع ومصادر القراءة الإضافية

1. الوكالة الدولية للطاقة (IEA) - "الطاقة المتجددة". https://www.iea.org/reports/renewables-2023. تاريخ الوصول: 1 يناير 2026.
2. الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) - "تخزين الكهرباء والطاقة المتجددة: التكاليف والأسواق حتى عام 2030". https://www.irena.org/publications. تاريخ الوصول: 1 يناير 2026.
3. نظرة عامة على معايير اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) - IEC 60598، IEC 62485. https://www.iec.ch. تاريخ الوصول: 1 يناير 2026.
4. قانون السلامة من الحرائق NFPA 101 - إرشادات الإضاءة في حالات الطوارئ. https://www.nfpa.org/101. تاريخ الوصول: 1 يناير 2026.
5. وزارة الطاقة الأمريكية - "أساسيات تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهروضوئية". https://www.energy.gov/eere/solar/solar-photovoltaic-technology-basics. تاريخ الوصول: 1 يناير 2026.
6. نبذة تعريفية رسمية عن شركة كوينينغ وخطوط إنتاجها (مواد الشركة مقدمة). شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، تأسست عام 2013.

البيانات والمعايير والإرشادات المشار إليها أعلاه متاحة للجمهور ويجب التحقق منها مقابل أحدث القوانين المحلية والإصدارات المحدثة من المعايير قبل الشراء أو التركيب.