الإضاءة الشمسية في نيجيريا

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: لماذا تحتاج نيجيريا إلى نهج استراتيجي

تواجه نيجيريا نقصًا مستمرًا في إنارة الشوارع في المناطق الحضرية وشبه الحضرية والريفية. توفر أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية حلًا موثوقًا به لشوارع أكثر أمانًا، وساعات تشغيل أطول، وفواتير طاقة أقل، لا سيما في المناطق التي يكون فيها إمداد الشبكة الكهربائية غير موثوق أو مكلفًا للغاية. تقدم هذه المقالة إرشادات عملية وقابلة للتحقق للمسؤولين والمهندسين وفرق المشتريات ومطوري المشاريع الذين يخططون أو يديرون مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في نيجيريا.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: السياق الحالي وأسباب نجاحها في نيجيريا

يُعاني نظام الكهرباء في نيجيريا من تفاوت في مستويات الوصول إليه، مع انقطاعات متكررة وشبكة توزيع حضرية محدودة. وتُغني أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية اللامركزية عن الحاجة إلى خطوط توزيع جديدة، وتُقلل من تكاليف الكهرباء المتكررة. ووفقًا للبنك الدولي، فقد كان الوصول إلى الكهرباء في نيجيريا متأخرًا تاريخيًا عن العديد من الدول المماثلة، ولذلك تظل الحلول غير المتصلة بالشبكة والحلول الهجينة ذات أهمية بالغة في تخطيط البنية التحتية البلدية (البنك الدولي، تاريخ الاطلاع: 1 يونيو 2024).

المزايا الرئيسية للبلديات:

• نشر سريع دون الحاجة إلى توسيع الشبكة.
• تكاليف تشغيل يمكن التنبؤ بها وتخفيضات كبيرة في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مدى العمر الافتراضي.
• تحسين السلامة العامة وتمديد ساعات النشاط التجاري.
• المرونة في إعطاء الأولوية للممرات عالية الخطورة (الأسواق والمدارس ومراكز النقل).

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: مبادئ التصميم الفني وتحديد الحجم

يبدأ التصميم الجيد بتقييم دقيق للموقع وبيانات دقيقة عن موارد الطاقة الشمسية (الإشعاع الشمسي، والتظليل، وموقع الأعمدة). خطوات التصميم النموذجية:

1. تحديد متطلبات الإضاءة (مستويات اللوكس، والتجانس) باستخدام المعايير المحلية أو توصيات IES.
2. اختر وحدات إضاءة LED المصنفة للاستخدام البلدي الخارجي (مخرج لومن مناسب، توزيع بصري، CRI، وتصنيف IP).
3. تحديد أبعاد مصفوفة الخلايا الكهروضوئية وتخزين البطاريات بناءً على ساعات ذروة الشمس المحلية، وأيام الاستقلالية (عادةً من 2 إلى 5 أيام)، والحمل المتوقع (وقت التشغيل الليلي وملف تعريف التعتيم).
4. تتضمن عناصر التحكم الذكية: أجهزة استشعار من الغسق إلى الفجر، وخاصية التعتيم على 3 مراحل، والمراقبة عن بعد (إنترنت الأشياء) لتقليل الصيانة وتحسين استخدام الطاقة.
5. تصميم يتميز بالمتانة الميكانيكية: تصنيف مقاومة الرياح للأعمدة، وتركيب مضاد للسرقة، وحماية من زيادة التيار، وإدارة درجة حرارة البطاريات.

تشمل الاعتبارات التصميمية التي تؤثر بشكل جوهري على أداء دورة حياة المنتج: انخفاض شدة الإضاءة (LED L70)، وتركيب البطارية (LiFePO4 مقابل بطاريات الرصاص الحمضية)، وجودة وحدات التحكم بالشحن ومحولات MPPT. على سبيل المثال، توفر بطاريات LiFePO4 الحديثة عادةً دورات شحن أكثر بكثير وعمق تفريغ قابل للاستخدام أعلى من بطاريات الرصاص الحمضية المغلقة، مما يحسن التكلفة الإجمالية للملكية على المدى الطويل (نظرة عامة من IRENA على تقنيات البطاريات، تم الاطلاع عليها في 1 يونيو 2024).

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: التكلفة، وفترة الاسترداد، ونماذج التمويل

يتعين على المشترين في البلديات تقييم النفقات الرأسمالية (CAPEX) والنفقات التشغيلية (OPEX) والتمويل. وعلى عكس أعمدة الإنارة الممولة من الشبكة، فإن أنظمة الطاقة الشمسية تتطلب نفقات أولية (ألواح، بطاريات، أعمدة، أجهزة تحكم) مع تقليل فواتير الكهرباء الشهرية والحد من احتمالية انقطاع التيار الكهربائي.

أساليب التمويل الشائعة:

• الشراء البلدي المباشر (ميزانية رأس المال).
• شراكة بين القطاعين العام والخاص مع شركة خدمات الطاقة لتوفير خدمات التركيب والتشغيل والصيانة بموجب عقد.
• يتم دمج تمويل المانحين أو تمويل التنمية (البنك الدولي، منح/قروض بنك التنمية الأفريقي) مع الميزانيات المحلية.
• عقود قائمة على الأداء حيث يرتبط الدفع بوقت التشغيل ومستويات الإضاءة.

نظراً لأن الأسعار تختلف باختلاف المواصفات، يجب أن تتطلب عملية الشراء تفاصيل كاملة عن تكلفة دورة الحياة (أفق زمني من 10 إلى 15 عاماً)، وليس فقط سعر الوحدة.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: جدول مقارنة (إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية مقابل إنارة الشوارع المتصلة بالشبكة)

المصادر: اتجاهات سوق الطاقة الشمسية خارج الشبكة GOGLA (2023)، ومراجعات التكنولوجيا IEA و IRENA (تم الوصول إليها في 2024-06-01).

قائمة التحقق من مشتريات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية للبلديات النيجيرية

ينبغي أن تتضمن وثائق الشراء بيانات أداء قابلة للتحقق وضمانات. الحد الأدنى لمتطلبات المناقصة:

• مواصفات النظام التفصيلية (قوة اللوحة، نوع البطارية وسعتها، اللومن، تقدير صيانة اللومن L70، نوع وحدة التحكم، تصنيفات IP و IK).
• شهادات اختبار من جهات خارجية لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية ومصابيح LED (معايير IEC/EN) وللبطاريات (UN 38.3 عند الاقتضاء).
• الحد الأدنى للضمان: وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية من 10 إلى 25 عامًا (ضمان الطاقة)، ​​وضمان البطارية حسب دورة الحياة أو السنوات، وضمان وحدة الإضاءة (عادةً من 3 إلى 7 سنوات).
• إمكانية المراقبة عن بعد واتفاقية مستوى الخدمة (SLA) لضمان استمرارية التشغيل.
• لضمان استدامة عمليات التشغيل والصيانة، يجب الاستعانة بشريك محلي للصيانة أو المحتوى المحلي.
• اختبارات قبول واضحة ومؤشرات أداء رئيسية (مستويات الإضاءة، المدة، إنتاج الطاقة، دقة القياس عن بعد).

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: المخاطر الشائعة للمشروع وطرق التخفيف منها

إدارة المخاطر تحافظ على قيمة الاستثمار البلدي:

• السرقة والتخريب - استخدم مثبتات مقاومة للعبث، وأقفال بطارية مدمجة، وحاويات بطارية مرتفعة، ومكونات مرقمة تسلسليًا.
• تدهور البطارية - حدد التركيب الكيميائي لـ LiFePO4 حيثما تسمح الميزانية وقم بتضمين خطة إعادة تدوير/استبدال البطارية.
• ضعف الأداء بسبب التظليل أو سوء التركيب - يلزم إجراء مسح للموقع واختبارات قبول باستخدام مقاييس الإشعاع ومقاييس الضوء.
• سوء التشغيل والصيانة - يشمل التدريب المحلي، وتخزين قطع الغيار، والمراقبة عن بعد مع أجهزة إنذار للأعطال.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: نموذج مواصفات توضيحي

فيما يلي مثال موجز للمواصفات يمكن للبلدية اعتماده. هذا المثال توضيحي فقط؛ يجب أن تتضمن وثائق المناقصة التحقق من الموردين واختبارهم.

• وحدة إضاءة LED: 12000 لومن مبدئي، >70% من الحفاظ على اللومن عند 50000 ساعة (L70 ≥ 50000 ساعة)، CRI ≥ 70، IP66.
• الطاقة الشمسية الكهروضوئية: وحدات أحادية/متعددة البلورات، 200-350 واط لكل قطب حسب احتياجات الاستقلالية؛ معتمدة وفقًا لمعيار IEC 61215/61730.
• البطارية: LiFePO4، عمق التفريغ 80%، عمر الدورة ≥ 2000 دورة عند عمق تفريغ 80%، إدارة درجة الحرارة.
• وحدة التحكم: وحدة تحكم شحن MPPT مع حماية من الشحن الزائد/التفريغ الزائد، وقياس عن بعد عن بعد (GSM/LoRa)، وجداول التعتيم.
• العمود: قاعدة مجلفنة بالغمس الساخن أو من الفولاذ المقاوم للصدأ، طلاء مضاد للتآكل، تصنيف مناسب لأحمال الرياح.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات: دور السياسات والمنح والبرامج الخاصة بنيجيريا

لدى المؤسسات الفيدرالية والولائية النيجيرية، ولا سيما وكالة كهربة الريف (REA)، برامج يمكن أن تكمل ذلك.مشاريع الإضاءة الشمسية البلديةبما في ذلك توفير فرص تمويل لمشاريع الإضاءة العامة والكهرباء خارج الشبكة. ينبغي للبلديات السعي إلى التوافق مع البرامج الوطنية والنظر في التمويل المختلط من شركاء التنمية لتقليل العوائق المالية (REA Nigeria، تم الاطلاع عليه في 1 يونيو 2024).

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: العمل مع مصنعين ومكاملين ذوي سمعة طيبة

يُقلل اختيار مورد ذي خبرة من المخاطر التقنية. إذ يُمكن للموردين الموثوقين توفير باقات متكاملة تشمل مصابيح LED عالية الجودة، ووحدات الطاقة الشمسية، والبطاريات، وأنظمة التركيب، وأنظمة الاتصالات عن بُعد، بالإضافة إلى تصميم المشاريع وخدمات ما بعد البيع طويلة الأجل. فيما يلي، نُعرّفكم بمورد يتمتع بنقاط قوة مُحددة تُناسب احتياجات المشتريات البلدية.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة - القدرات وأهميتها

شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة، التي تأسست عام 2013، متخصصة في مصابيح الشوارع الشمسية، والأضواء الكاشفة الشمسية، ومصابيح الحدائق الشمسية، ومصابيح المروج الشمسية، ومصابيح الأعمدة الشمسية، والألواح الكهروضوئية الشمسية، ووحدات الطاقة الخارجية المحمولة والبطاريات، وتصميم مشاريع الإضاءة، وإنتاج وتطوير إضاءة LED المتنقلة. بعد سنوات من التطوير، أصبحت كوينينغ موردًا معتمدًا للعديد من الشركات المدرجة في البورصة والمشاريع الهندسية، وتعمل كـهندسة الإضاءة الشمسيةمركز أبحاث يقدم حلولاً وإرشادات مهنية.

نقاط القوة الرئيسية وعوامل التميّز:

• فريق بحث وتطوير ذو خبرة ومعدات إنتاج متطورة لحلول بلدية مصممة خصيصًا.
• أنظمة صارمة لمراقبة الجودة والإدارة؛ معتمدة وفقًا لمعيار ISO 9001 ومدققة من قبل هيئات دولية مثل TÜV.
• الشهادات الدولية: CE، UL، BIS، CB، SGS، MSDS (كما هو معلن)، مما يدعم التصدير والامتثال لمعايير الشراء الدولية.
• مجموعة منتجات متوافقة مع احتياجات البلديات: مصابيح الشوارع الشمسية، مصابيح الإضاءة الموضعية الشمسية، مصابيح الحدائق الشمسية، مصابيح الأعمدة الشمسية، الألواح الكهروضوئية الشمسية، مصابيح الحدائق الشمسية.
• القدرة على تقديم حلول شاملة: التصميم، والتوريد، وإرشادات التركيب، وأطر التشغيل والصيانة لتحقيق نجاح المشروع على المدى الطويل.

بالنسبة للبلديات النيجيرية، يُعدّ التعاون مع مورد يمتلك خبرة في الاختبارات الدولية، وتجربة عملية في المشاريع، وقدرات القياس عن بُعد، وخيارات خدمة محلية، أمراً بالغ الأهمية. إنّ ما يميّز شركة كوينينغ من تنوّع منتجاتها، وسجلّها الحافل بالاختبارات، وخدمات التصميم المتكاملة، يجعلها شريكاً مثالياً لبرامج إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في البلديات.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في المدن: خارطة طريق للتنفيذ العملي في مدينة نيجيرية

نهج مرحلي مُوصى به:

1. دراسة الجدوى ورسم الخرائط - تحديد أولويات الشوارع حسب السلامة وحركة المرور والأهمية الاقتصادية؛ جمع بيانات الإشعاع والتظليل.
2. نشر تجريبي (10-50 عمودًا) - اختبار تصميم أحد الموردين في الظروف المحلية والتحقق من صحة مؤشرات الأداء الرئيسية لمدة 6-12 شهرًا.
3. التوسع من خلال إطار عمل المشتريات - إصدار عقود قائمة على الأداء تشمل المراقبة عن بعد واتفاقيات مستوى الخدمة، وشراء قطع الغيار وتدريب الفرق المحلية.
4. التقييم المستمر - استخدام القياس عن بعد لتحسين التعتيم، واكتشاف الأعطال، وجدولة الصيانة الوقائية؛ ونشر النتائج من أجل الشفافية وجذب التمويل للتوسع.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: أفضل الممارسات البيئية والاجتماعية والصيانة

لتحقيق أقصى قدر من التأثير وتقليل الآثار الخارجية السلبية إلى أدنى حد:

• أدرج بنود إعادة تدوير البطاريات وإدارة نهاية عمرها الافتراضي في عقود الشراء.
• تدريب الفنيين المحليين وإنشاء سلاسل إمداد محلية لقطع الغيار لتقليل وقت التوقف عن العمل.
• إشراك المجتمعات المحلية في تحديد أماكن وضع المعدات وتوقيتها لضمان القبول الاجتماعي والحد من مخاطر التخريب.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما هي الأعمار النموذجية لمكونات مصابيح الشوارع الشمسية البلدية؟

ج1: تتميز مصابيح LED عادةً بعمر افتراضي يزيد عن 50,000 ساعة (L70)، بينما تُضمن وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية لمدة تتراوح بين 10 و25 عامًا (ضمان الطاقة)، ​​أما البطاريات فتعتمد على تركيبها الكيميائي - فأنظمة LiFePO4 غالبًا ما تدوم من 5 إلى 10 سنوات أو أكثر حسب عدد دورات التشغيل ودرجة الحرارة؛ بينما تدوم بطاريات الرصاص الحمضية المغلقة عادةً من سنتين إلى أربع سنوات. لذا، يُنصح دائمًا بالتحقق من ضمانات المورد ومؤشرات العمر الافتراضي المتوقعة عند الشراء.

س2: كيف تضمن البلديات استمرار عمل الإضاءة خلال المواسم الغائمة؟

أ2: صمم الجهاز بعمر بطارية كافٍ (عادةً من يومين إلى خمسة أيام)، مع زيادة سعة البطارية بشكل مدروس، وتطبيق استراتيجيات التعتيم الذكية (تقليل شدة الإضاءة خلال ساعات انخفاض الطلب). تساعد المراقبة عن بُعد في رصد اتجاهات حالة الشحن، مما يسمح بالتدخلات الاستباقية.

س3: هل حلول إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية أغلى على المدى الطويل من الإضاءة المتصلة بالشبكة؟

ج٣: عادةً ما تكون التكلفة الأولية للطاقة الشمسية أعلى، لكن التكلفة الإجمالية للملكية قد تكون أقل على مدى ١٠-١٥ عامًا نظرًا لعدم وجود فواتير كهرباء من الشبكة وانخفاض تكلفة التوقف عن العمل. لذا، من الضروري إجراء مقارنة شاملة لتكاليف دورة الحياة (التكاليف الرأسمالية + التكاليف التشغيلية + تكاليف الاستبدال) لاتخاذ القرار المناسب.

س4: ما هي بنود المشتريات التي تحمي البلديات من الأنظمة ذات الأداء الضعيف؟

A4: تتطلب ضمانات الأداء (الحد الأدنى لوقت التشغيل وإنتاج اللومن)، واختبار القبول، والمراقبة عن بعد، واتفاقيات مستوى الخدمة للصيانة، وشروط الضمان والاستبدال الواضحة مع عقوبات مالية في حالة عدم الأداء.

س5: كيف يمكن الحد من السرقة والتخريب؟

أ5: استخدم صناديق بطاريات آمنة، وأقفالًا مقاومة للعبث، وإضاءة حساسة للحركة (لتقليل جاذبيتها في جميع الأوقات)، وشارك المجتمع المحلي. ضع في اعتبارك طلاء الأعمدة برموز شريطية تعريفية واستخدام أجهزة إنذار عن بُعد لمنع الدخول غير المصرح به.

س6: هل يمكن للبلديات دمج تقنية قياس بيانات أعمدة الإنارة مع أنظمة إدارة المدينة؟

ج6: نعم. تدعم وحدات التحكم الحديثة في مصابيح الشوارع الشمسية البلدية تقنية GSM أو LoRaWAN أو NB-IoT للقياس عن بعد ويمكن دمجها مع أنظمة إدارة الأصول المركزية لدعم الصيانة التنبؤية وتحليلات الطاقة.

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية: معلومات الاتصال والخطوات التالية

إذا كنتم بصدد تقييم مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في نيجيريا، فإن شركة كوينينغ تقدم لكم إرشادات التصميم، وعينات من المنتجات، ووثائق الاعتماد، ومراجع من مشاريع هندسية سابقة. للحصول على عرض أسعار مُخصص، أو تقييم جدوى، أو مساعدة في برنامج تجريبي، تواصلوا مع ممثل كوينينغ أو اطلبوا كتيب المنتجات وبياناتها الفنية. إن تطبيق أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية المصممة بدقة سيُحسّن السلامة، ويُقلل تكاليف التشغيل البلدية، ويُسرّع التنمية الحضرية المستدامة.

مراجع

1. البنك الدولي - نسبة السكان الذين يحصلون على الكهرباء - نيجيريا. https://data.worldbank.org/indicator/EG.ELC.ACCS.ZS?locations=NG (تم الاطلاع بتاريخ 1 يونيو 2024)
2. GOGLA - تقرير اتجاهات سوق الطاقة الشمسية خارج الشبكة لعام 2023. https://www.gogla.org/market-insight/off-grid-solar-market-trends-report-2023 (تم الاطلاع عليه بتاريخ 1 يونيو 2024)
3. وكالة كهربة الريف (نيجيريا) - البرامج والمشاريع. https://rea.gov.ng/ (تم الاطلاع بتاريخ 1 يونيو 2024)
4. الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (IRENA) - نظرة عامة على تخزين الطاقة بالبطاريات وتقنياتها. https://www.irena.org/ (ابحث عن: بطاريات) (تم الاطلاع بتاريخ 1 يونيو 2024)
5. مشروع ناسا باور - بيانات الأرصاد الجوية السطحية وموارد الطاقة الشمسية. https://power.larc.nasa.gov/ (تم الاطلاع بتاريخ 1 يونيو 2024)
6. وكالة الطاقة الدولية - توقعات الطاقة في أفريقيا (السياق الإقليمي للحصول على الطاقة). https://www.iea.org/reports/africa-energy-outlook-2019 (تم الاطلاع بتاريخ 1 يونيو 2024)

للتواصل مع مركز التكنولوجيا المتقدمة: للاستفسار عن المشاريع، أو تقديم مقترحات تجريبية، أو لطلب بيانات منتجات كوينينغ وشهاداتها، يرجى التواصل مع شركة قوانغدونغ كوينينغ لتكنولوجيا الإضاءة المحدودة عبر قنوات الاتصال الخاصة بها. استعن بشريك تقني مؤهل في وقت مبكر من تخطيطك لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية البلدية لضمان نتائج مستدامة وفعّالة من حيث التكلفة.