تصميم مخططات الإضاءة لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية

تحسين الإضاءة الخارجية لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات

تتطلب مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية مزيجًا دقيقًا من هندسة الإضاءة، وتحديد حجم الطاقة الشمسية، والتخطيط للصيانة طويلة الأجل. يشرح هذا الدليل أساليب وحسابات مجربة لتصميم مخططات إضاءة موثوقة وفعالة تلبي أهداف السلامة والراحة والميزانية، مع مراعاة ممارسات الشراء البلدية.

فهم أهداف المشروع لنشر أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات

قبل البدء بالتصميم الفني، يجب توضيح أهداف المشروع: تصنيف الطريق (شريان رئيسي، طريق فرعي، طريق سكني)، ومستوى الإضاءة المطلوب وتجانسها، وساعات التشغيل، وأيام التشغيل الذاتي (الأيام التي يجب أن يعمل فيها النظام دون شمس)، والتوقعات الجمالية، وقيود الميزانية. ينبغي أن يكون مصطلح "إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية" هو المصطلح الرئيسي الذي يُرشد لغة الشراء والمواصفات عند التنسيق مع صانعي القرار في البلدية وطلبات تقديم العروض.

معايير ومستويات الإضاءة المستهدفة لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية

تختلف أهداف إضاءة الطرق والمشاة باختلاف المنطقة ونوع الطريق. تشمل الإرشادات المعترف بها دوليًا توصيات اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) والجمعية الدولية لإضاءة الطرق (IES) التي تحدد مستوى الإضاءة المستمر (Em) والتجانس (U0). بالنسبة للتطبيقات البلدية، تتراوح مستويات الإضاءة الأفقية المتوسطة المستمرة النموذجية كما يلي:

• الطرق السكنية/المحلية: 3-10 لوكس
• الطرق الرئيسية: 10-20 لوكس
• الشرايين الحضرية الرئيسية: 20-50 لوكس

استخدم القيم الأكثر تحفظًا (الأعلى) في المناطق الحساسة للسلامة أو المناطق ذات الكثافة العالية للمشاة. يجب أن تُحدد تصاميم مصابيح الشوارع الشمسية البلدية بوضوح قيمة الطاقة الكهرومغناطيسية المستهدفة ومستوى التوحيد لضمان اتساق عملية الشراء والتحقق من الأداء.

تقييم الموقع: الإشعاع الشمسي، والعوائق، وقيود التركيب لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية

تُعدّ بيانات موارد الطاقة الشمسية الدقيقة ضرورية لتحديد حجم أنظمة الألواح الكهروضوئية والبطاريات. احصل على متوسط ​​الإشعاع الشمسي اليومي (كيلوواط ساعة/م²/يوم) الخاص بالموقع من PVGIS أو NASA POWER. ضع في اعتبارك تأثير التظليل الناتج عن الأشجار أو المباني أو الأعمدة، إذ يُمكن أن يُقلّل التظليل من إنتاج الطاقة بشكل كبير.

مدخلات الموقع الرئيسية:

• خطوط الطول والعرض لبيانات الإشعاع الشمسي
• متوسط ​​ساعات ذروة سطوع الشمس (PSH) أو الإشعاع الشمسي اليومي
• قيود ارتفاع وميل تركيب الألواح الكهروضوئية على الأعمدة
• العوائق وخطوط الرؤية المطلوبة لسلامة الطرق

اختيار التركيبات وقياس الضوء لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

اختر تجهيزات إضاءة LED مزودة بتقارير قياس ضوئي كاملة (ملفات IES). المقاييس المهمة:

• الكفاءة الضوئية (لومن/واط) - القيم الأعلى تقلل من استهلاك الطاقة وتكلفة النظام
• درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) - 3000-4000 كلفن، وهي قيم نموذجية للسلامة الحضرية وتجسيد الألوان.
• ملف IES لتوزيع الضوء لنمذجة التباعد والانتظام
• تصنيف الحماية من دخول الماء والغبار (IP) وتصنيف مقاومة الصدمات (IK) لضمان المتانة

ينبغي على المصممين إدخال ملفات IES في برامج حساب الإضاءة (مثل DIALux و AGi32) مع تباعد الأعمدة وارتفاع التركيب للتنبؤ بالإضاءة المستمرة والانتظام.

المسافات، وارتفاع التركيب، وأنماط التخطيط لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية

تحدد هندسة التصميم (نسبة المسافة إلى الارتفاع S/H) وارتفاع التركيب مدى التناسق. إرشادات نموذجية:

• الشوارع السكنية: S/H = 3–4
• الطرق الفرعية: S/H = 2.5–3
• الطرق الرئيسية/الشرايين: S/H = 2–2.5

مثال: بالنسبة لارتفاع تركيب 6 أمتار (H) ونسبة S/H تساوي 3، فإن المسافة بين الأعمدة (S) ≈ 18 مترًا. تحقق من ذلك باستخدام النمذجة الضوئية لتلبية أهداف إضاءة أو شدة إضاءة مصابيح الشوارع الشمسية البلدية.

ميزانية الطاقة: تقدير استهلاك الطاقة لأعمدة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

احسب احتياجات الطاقة الليلية لكل وحدة إضاءة على النحو التالي:

الطاقة الليلية (واط ساعة) = قدرة المصباح (واط) × ساعات التشغيل (ساعة) × (1 / كفاءة المحرك × خسائر النظام الأخرى)

مثال على الحساب (توضيحي):

• مستوى الإضاءة المستهدف للطريق الرئيسي: 10 لوكس
• المساحة التي تغطيها وحدة الإضاءة فعليًا (بمسافة 18 مترًا × عرض الطريق 6 أمتار ≈ 108 مترًا مربعًا) - تُستخدم في التصميم الضوئي
• الناتج المطلوب من النموذج الضوئي ← بافتراض 9000 لومن
• كفاءة الجهاز 130 لومن/واط → القدرة الاسمية ≈ 9000 / 130 ≈ 69 واط (تقريبًا إلى 70 واط)
• عدد الساعات في الليلة: ١١ ساعة ← الطاقة الليلية ≈ ٧٠ واط × ١١ ساعة = ٧٧٠ واط ساعة
• يشمل ذلك تخفيض قدرة النظام (الأسلاك، درجة الحرارة، فقد الطاقة في محول البطارية/MPPT) ≈ 20% ← طاقة التصميم ≈ 960 واط/ليلة

تحديد حجم الألواح الكهروضوئية الشمسية والبطاريات لأعمدة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

معايير تحديد الحجم الرئيسية:

• الطاقة اليومية المطلوبة (واط ساعة)
• متوسط ​​الإشعاع الشمسي اليومي (PSH)
• عامل تخفيض قدرة اللوحة (الأوساخ، درجة الحرارة، الأسلاك) ~ 0.75–0.85
• أيام الاستقلالية المطلوبة (عادةً من 2 إلى 5 أيام لضمان موثوقية الخدمات البلدية)
• عمق تفريغ البطارية (DoD) - تستخدم أنظمة الليثيوم عادةً 80-90% من طاقتها القابلة للاستخدام؛ بينما تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية 50% من طاقتها القابلة للاستخدام.

معادلات تحديد المقاسات (مبسطة):

حجم مصفوفة الخلايا الكهروضوئية (واط) = الطاقة اليومية للنظام (واط ساعة) / (PSH × تخفيض قدرة الخلايا الكهروضوئية)

سعة البطارية (واط ساعة) = طاقة النظام اليومية × أيام الاستقلالية / نسبة البطارية القابلة للاستخدام

أدوات التحكم، واستراتيجيات التعتيم، والميزات الذكية لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية

لتحسين استهلاك الطاقة والامتثال لسياسات الإضاءة البلدية، استخدم أنظمة تحكم ذكية:

• جداول التعتيم التكيفي (على سبيل المثال، 100% عند حظر التجول و50-70% في وقت متأخر من الليل)
• تعزيز السرعة عند استشعار الحركة في المناطق ذات الحركة المرورية المنخفضة
• المراقبة عن بُعد القائمة على تقنيات ZigBee أو LoRaWAN أو NB-IoT للكشف عن الأعطال وقياس استهلاك الطاقة

يمكن للضوابط المناسبة أن تقلل من أحجام الألواح الكهروضوئية والبطاريات المطلوبة عن طريق خفض متوسط ​​الطلب على الطاقة مع الحفاظ على السلامة عند الحاجة.

اعتبارات الصيانة والاختبار ودورة حياة مصابيح إنارة الشوارع الشمسية البلدية

يجب تصميم الأنظمة البلدية بحيث يسهل صيانتها. التوصيات الرئيسية:

• حدد مكونات مقاومة للتآكل وسهولة الوصول لاستبدال البطارية
• يتضمن ذلك المراقبة عن بعد للكشف المبكر عن الأعطال ونقص الطاقة
• خطط للتنظيف السنوي لمصفوفات الخلايا الكهروضوئية وإجراء قياسات ضوئية دورية لوحدات الإضاءة للتحقق من مستوى الإضاءة المحفوظ.
• تقدير وميزانية استبدال البطارية (عادةً بعد 5-10 سنوات حسب التركيب الكيميائي)

مثال توضيحي: خطوات التصميم الشاملة لإضاءة شارع تعمل بالطاقة الشمسية (طريق التجميع)

1. حدد الهدف: الحفاظ على إضاءة أفقية ثابتة عند 10 لوكس، وتجانس U0 ≥ 0.25
2. بيانات الموقع: استهلاك الطاقة لكل متر مربع يوميًا = 4.0 كيلوواط ساعة/م²/يوم؛ ارتفاع الأعمدة 6 أمتار؛ المسافة بين الأعمدة 18 مترًا؛ عدد ساعات الإضاءة الليلية 11 ساعة
3. النموذج الضوئي ← التدفق الضوئي الأولي المطلوب ≈ 9000 لومن ← اختيار مصباح LED بقدرة 70 واط وكثافة 130 لومن/واط
4. الطاقة الليلية = 70 واط × 11 ساعة = 770 واط ساعة؛ طاقة التصميم = 960 واط ساعة (بما في ذلك 20% خسائر)
5. حجم اللوحة الكهروضوئية = 960 واط ساعة / (4.0 × 0.8 تخفيض القدرة) ≈ لوحة 300 واط
6. بطارية (استقلالية لمدة 3 أيام، ليثيوم أيون قابلة للاستخدام بنسبة 80٪) = 960 واط ساعة × 3 / 0.8 ≈ 3600 واط ساعة → بطارية 12 فولت × 300 أمبير ساعة (~3600 واط ساعة قابلة للاستخدام)

ينبغي التحقق من صحة هذا المثال باستخدام القياس الضوئي المحلي، ومعاملات تصحيح درجة الحرارة، وقواعد الشراء الخاصة بأجهزة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية.

المشتريات والجودة: الشهادات والضمانات الخاصة بأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية

اطلب من الموردين تقديم ما يلي:

• ملفات القياس الضوئي IES وتقارير LM-79
• تقارير اختبار البطارية وبيانات دورة حياتها
• بيانات وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية وشهادات IEC/UL
• أدلة أنظمة الجودة (ISO 9001) وعمليات التدقيق من قبل جهات خارجية (TÜV، SGS)
• ضمان الأداء (على سبيل المثال، ضمان أداء وحدة الإضاءة من 5 إلى 7 سنوات، وضمان أداء الألواح الكهروضوئية من 10 إلى 25 سنة، وضمان أداء البطارية حسب التركيب الكيميائي)

لماذا تختار شريكًا متكاملًا لمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية؟

تستفيد المشاريع البلدية من مورد متكامل يقدم: تحديد دقيق لحجم النظام، ووحدات إضاءة معايرة من المصنع، وتكامل مختبر للبطاريات ووحدات التحكم، وتشغيل الموقع، وإعداد نظام مراقبة عن بُعد. هذا يقلل من مخاطر الأداء ويضمن المساءلة الواضحة عن مستويات الإضاءة طوال فترة الضمان.

شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة - الخبرات والعروض

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.

نقاط قوة شركة كوينينج وخطوط إنتاجها الرئيسية ذات الصلة بمشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية:

• المنتجات: مصابيح إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية، مصابيح الإضاءة الموجهة بالطاقة الشمسية، مصابيح إنارة الحدائق بالطاقة الشمسية، مصابيح إنارة الأعمدة بالطاقة الشمسية، ألواح الطاقة الشمسية الكهروضوئية، مصابيح إنارة الحدائق بالطاقة الشمسية
• الميزة التقنية: فريق بحث وتطوير ذو خبرة، واختبارات قياس ضوئي داخلية، ومعدات إنتاج متطورة
• الجودة والشهادات: ISO 9001، تدقيق TÜV، CE، UL، BIS، CB، SGS، MSDS
• دعم المشروع: تصميم مشاريع الإضاءة، وتكامل الأنظمة، والمراقبة عن بُعد، وتوجيهات التشغيل والصيانة.

تُقدّم شركة كوينينغ حلولاً مُخصصة لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية للبلديات، تشمل تحديد حجم الألواح الكهروضوئية والبطاريات بما يتناسب مع كل موقع، واختيار وحدات الإضاءة باستخدام ملفات IES، وتقديم توصيات بشأن التركيب وارتفاعه، بالإضافة إلى خدمات التوريد والتشغيل المدعومة بضمان. بفضل سجلّها الحافل وشهاداتها، تُعدّ كوينينغ شريكاً مؤهلاً للمناقصات البلدية التي تتطلب سلاسل توريد موثوقة وشهادات تدقيق من جهات خارجية.

قائمة التحقق النهائية لنجاح مشروع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية

• حدد أهداف الإضاءة (Em، U0) وساعات التشغيل
• اجمع بيانات دقيقة عن موارد الطاقة الشمسية والتظليل
• استخدم قياس الضوء ومحاكاة الإضاءة من IES لتحقيق التباعد والتجانس
• قم بتحديد حجم الألواح الكهروضوئية والبطارية مع تخفيضات متحفظة في القدرة والاستقلالية المطلوبة
• حدد مكونات أجهزة قوية واطلب تقارير وشهادات اختبار من جهات خارجية
• يجب تضمين المراقبة عن بعد وخطة الصيانة في العقد

الأسئلة الشائعة

1. ما هو معدل الاستقلالية النموذجي (بالأيام) الموصى به لأعمدة إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية في البلديات؟

تتراوح مدة التشغيل المستقلة عادةً بين يومين وخمسة أيام، وذلك حسب متطلبات الموثوقية وتقلبات الطقس المحلية. قد تتطلب الممرات الحيوية من ثلاثة إلى خمسة أيام، بينما قد تكفي يومين فقط للشوارع السكنية ذات الحركة المرورية المنخفضة. يُنصح دائمًا بتحديد الحجم مع مراعاة تخفيضات تقديرية، والتحقق من ذلك باستخدام بيانات الإشعاع الشمسي التاريخية.

2. كيف يمكنني التحقق من أن مصباح الشارع الشمسي البلدي سيلبي مستويات الإضاءة المطلوبة بعد التركيب؟

يتطلب الأمر ملفات قياس الإضاءة IES المقدمة من المورد، وإجراء محاكاة للإضاءة (DIALux/AGi32). بعد التركيب، يتم إجراء قياسات لوكس دورية في الموقع في منتصف فترة التشغيل وعند نهاية فترة الضمان للتحقق من الأداء.

3. ما هي أفضل تركيبة كيميائية للبطاريات المستخدمة في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات؟

تُعدّ بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم (LiFePO4) عادةً الخيار الأمثل من حيث تكلفة دورة الحياة، وذلك بفضل ارتفاع عمق التفريغ القابل للاستخدام، وطول عمر الدورة، وانخفاض تكاليف الصيانة مقارنةً ببطاريات الرصاص الحمضية. مع ذلك، فإنّ التكاليف الأولية أعلى؛ لذا يُنصح بالاختيار بناءً على حسابات التكلفة الإجمالية للملكية ومراعاة درجة الحرارة المحيطة.

4. ما مقدار الصيانة التي تتطلبها مصابيح الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية؟

يُنصح بالصيانة الدورية السنوية أو نصف السنوية، والتي تشمل تنظيف الألواح الكهروضوئية، والفحص البصري، وتحديث البرامج الثابتة لأنظمة التحكم، وفحص حالة البطارية. يُقلل الرصد عن بُعد من عمليات الفحص الميداني من خلال الكشف المبكر عن الأعطال.

5. هل يمكننا تحديث الأعمدة الموجودة برؤوس إنارة الشوارع التي تعمل بالطاقة الشمسية؟

نعم، يمكن إجراء عمليات التحديث إذا كانت الأعمدة سليمة إنشائيًا وخالية من العوائق لتركيب الألواح الكهروضوئية. يجب أن تراعي عمليات التحديث مسارات الكابلات، وحدود حمولة رأس العمود، واحتمالية التظليل. يلزم إجراء تحليل إنشائي وفحص ضوئي قبل البدء بعملية التحديث.

للتواصل / الاستفسار عن المنتج

للحصول على تصميمات مخصصة لأعمدة إنارة الشوارع الشمسية البلدية، ومواصفات المنتجات، ودعم المشاريع المتكاملة، تواصلوا مع شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، أو تفضلوا بزيارة كتالوج منتجاتها للاطلاع على أعمدة إنارة الشوارع الشمسية، والأضواء الكاشفة الشمسية، وأضواء الحدائق الشمسية، وأضواء الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، وأضواء الحدائق الشمسية. تقدم كوينينغ الدعم الهندسي، والشهادات، وإرشادات التركيب لمساعدة البلديات على تحقيق نتائج إضاءة موثوقة وموفرة للطاقة.

مراجع

• المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) - أساسيات أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية خارج الشبكة. https://www.nrel.gov/docs/fy13osti/58437.pdf (تم الاطلاع بتاريخ 1 ديسمبر 2025)
• المفوضية الأوروبية - مركز الأبحاث المشتركة - أداة PVGIS لقياس الإشعاع الشمسي وأداء الخلايا الكهروضوئية. https://ec.europa.eu/jrc/en/pvgis (تم الاطلاع بتاريخ 28 نوفمبر 2025)
• جمعية هندسة الإضاءة (IES) - إرشادات إضاءة الطرق و RP-8 (نظرة عامة). https://www.ies.org/ (تم الاطلاع بتاريخ 1 ديسمبر 2025)
• اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) - إضاءة الطرق لحركة السيارات والمشاة (نظرة عامة على منشورات اللجنة الدولية للإضاءة). https://cie.co.at/eil (تم الاطلاع بتاريخ 25 نوفمبر 2025)
• مركز أبحاث الإضاءة (معهد رينسيلار للفنون التطبيقية) - موارد بحثية حول إضاءة الشوارع وأداء مصابيح LED. https://www.lrc.rpi.edu/ (تم الاطلاع بتاريخ 20 نوفمبر 2025)
• تحديد حجم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وفقدان الطاقة فيها - اعتبارات عملية لتصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. مواد وزارة الطاقة الأمريكية/المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) ومنشورات تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية. https://www.nrel.gov/ (تم الاطلاع بتاريخ 1 ديسمبر 2025)