Lợi ích của đèn đường năng lượng mặt trời đô thị đối với các thành phố

Vì sao các thành phố đang hồi sinh đường phố của mình?

Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị là gì?

Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị là một hệ thống chiếu sáng tích hợp được thiết kế cho các tuyến đường công cộng, sử dụng các mô-đun quang điện (PV) để chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng, pin để lưu trữ năng lượng và đèn LED để chiếu sáng. Các hệ thống này có thể hoạt động độc lập (không kết nối lưới điện), kết hợp (kết nối lưới điện với hệ thống pin dự phòng) hoặc được sử dụng như một phần bổ sung phân tán cho các mạng lưới hiện có. Các giải pháp đèn đường năng lượng mặt trời đô thị được thiết kế phù hợp với nguồn năng lượng mặt trời tại địa phương, yêu cầu về mức độ chiếu sáng, khả năng tự chủ (số ngày hoạt động của pin dự phòng) và các tính năng điều khiển kết nối mạng như giám sát từ xa và điều chỉnh độ sáng.

Giải pháp đèn đường năng lượng mặt trời đô thị đáp ứng nhu cầu của thành phố như thế nào?

Các thành phố đánh giá các dự án chiếu sáng dựa trên các mục tiêu về an toàn công cộng, ngân sách, tính bền vững và khả năng phục hồi. Thiết kế đèn đường năng lượng mặt trời đô thị đáp ứng trực tiếp các ưu tiên này: chúng giảm nhu cầu điện năng vận hành, cho phép triển khai nhanh chóng ở những nơi việc nâng cấp lưới điện sẽ tốn kém, hỗ trợ các cam kết về khí hậu và giảm phát thải, và có thể cung cấp dữ liệu đo lường từ xa cho thành phố thông minh mà không cần đào rãnh để đặt đường dây điện. Đối với các nhóm mua sắm, từ khóa cần đánh giá là đèn đường năng lượng mặt trời đô thị — điều này bao gồm sản phẩm, thiết kế hệ thống, bảo hành và hợp đồng dịch vụ được thiết kế riêng cho môi trường đô thị.

Những lợi ích hàng đầu của đèn đường năng lượng mặt trời đô thị đối với các thành phố

Dưới đây là những lợi ích chính, dựa trên bằng chứng, mà các nhà hoạch định chính sách đô thị ưu tiên khi lựa chọn đèn đường năng lượng mặt trời.

1. Giảm chi phí năng lượng và vận hành (Tiết kiệm từ đèn đường năng lượng mặt trời đô thị)

Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị chuyển đổi năng lượng mặt trời tại chỗ để đáp ứng nhu cầu chiếu sáng, giảm đáng kể hóa đơn tiền điện lưới và chi phí vận hành của thành phố. Kết hợp với đèn LED hiệu quả, mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi cột đèn có thể giảm mạnh. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) và các cơ quan khác đã ghi nhận việc thay thế đèn LED mang lại hiệu quả giảm năng lượng từ 50-70% so với đèn natri cao áp truyền thống; việc kết hợp đèn LED với hệ thống quang điện mặt trời (PV) sẽ loại bỏ hầu hết chi phí điện lưới cho thiết bị chiếu sáng đó khi được thiết kế đúng cách (DOE, Chương trình Chiếu sáng Trạng thái Rắn).

2. Triển khai nhanh hơn và giảm chi phí xây dựng công trình dân dụng

Đèn đường năng lượng mặt trời giúp tránh việc đào rãnh để kéo dây điện và cho phép lắp đặt ở những nơi việc mở rộng lưới điện tốn kém hoặc chậm. Tốc độ này rất quan trọng đối với các khu dân cư mới phát triển, các hành lang giao thông vùng sâu vùng xa, công viên và chiếu sáng sự kiện tạm thời. Giảm thiểu công tác xây dựng dân dụng cũng làm giảm độ phức tạp trong việc xin giấy phép và sự gián đoạn đô thị.

3. Khả năng phục hồi lưới điện và phục hồi sau thảm họa

Trong trường hợp mất điện lưới do bão, động đất hoặc sự cố lưới điện, đèn đường năng lượng mặt trời độc lập vẫn tiếp tục hoạt động nhờ hệ thống lưu trữ pin. Đối với các hành lang ứng phó khẩn cấp và các giao lộ quan trọng, giải pháp năng lượng mặt trời cung cấp khả năng chiếu sáng dự phòng, tăng cường an toàn công cộng và giúp lực lượng cứu hộ hoạt động an toàn.

4. Lợi ích về môi trường và khí hậu

Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị giúp giảm lượng khí thải phạm vi 2 của đô thị bằng cách thay thế điện lưới bằng điện năng lượng mặt trời tái tạo. Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế (IRENA) ghi nhận sự sụt giảm mạnh chi phí điện mặt trời và việc áp dụng rộng rãi hơn điện mặt trời phân tán, cho phép các đô thị đáp ứng các mục tiêu giảm phát thải với chi phí phải chăng hơn (IRENA, 2021).

5. Giảm tổng chi phí sở hữu cho các ứng dụng mục tiêu

Khi xem xét trong một vòng đời phù hợp — bao gồm chi phí đầu tư ban đầu (CapEx), tiết kiệm năng lượng, bảo trì và tuổi thọ dự kiến ​​— đèn đường năng lượng mặt trời có thể cạnh tranh về chi phí, đặc biệt là ở những nơi giá điện lưới cao hoặc chi phí đào rãnh đáng kể. Thời gian hoàn vốn khác nhau tùy thuộc vào vị trí và cấu hình; nhiều dự án báo cáo thời gian hoàn vốn từ 3 đến 8 năm trong điều kiện thuận lợi.

So sánh kinh tế: Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị so với đèn LED nối lưới

Việc so sánh nên dựa trên vòng đời sản phẩm. Bảng dưới đây tóm tắt các đặc điểm điển hình và những điểm mạnh hoặc điểm yếu của đèn đường năng lượng mặt trời đô thị.

Các nguồn thông tin về vòng đời sản phẩm và đặc điểm công nghệ bao gồm IRENA (dữ liệu chi phí PV), Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (hiệu suất đèn LED) và các nghiên cứu trường hợp của chính quyền địa phương; xem phần tài liệu tham khảo ở cuối để xác minh.

Ví dụ về cách tính thời gian hoàn vốn (Phương pháp minh bạch, có thể kiểm chứng)

Những người ra quyết định sẽ được hưởng lợi từ các ước tính có thể tái tạo. Dưới đây là một ví dụ tính toán đơn giản cho một cột đèn để minh họa cách tính toán kinh tế của đèn đường năng lượng mặt trời đô thị. Điều chỉnh các thông số đầu vào theo tiêu chuẩn chiếu sáng địa phương, bức xạ mặt trời và thiết kế hệ thống.

• Giả định: Đèn LED thay thế đèn cũ 100W bằng đèn LED 30W, hoạt động 12 giờ/đêm (4.380 giờ mỗi năm). Giá điện = 0,12 USD/kWh. Hệ thống PV + pin + bộ điều khiển + cột + lắp đặt = 1.800 USD. Chi phí vận hành và bảo trì hàng năm (vệ sinh, kiểm tra) = 20 USD. Chi phí thay pin vào năm thứ 7 = 300 USD.
• Mức tiêu thụ năng lượng hàng năm (đèn LED): 30 W * 4.380 giờ = 131,4 kWh/năm. Chi phí năng lượng hàng năm nếu sử dụng điện lưới: 131,4 kWh * 0,12 USD = 15,77 USD/năm (nhưng thiết kế là năng lượng mặt trời). Đối với đèn cũ 100 W nối lưới: 100 W * 4.380 giờ = 438 kWh/năm, chi phí = 52,56 USD/năm. Tiết kiệm năng lượng = khoảng 36,80 USD/năm cho mỗi cột đèn.
• Thời gian hoàn vốn (giả định đơn giản, bỏ qua yếu tố tài chính và ưu đãi): Chi phí ban đầu chênh lệch so với việc chỉ nâng cấp hệ thống đèn LED đơn giản (nếu chi phí nâng cấp là 600 đô la) => chi phí phát sinh = 1.800 đô la - 600 đô la = 1.200 đô la. Tiết kiệm ròng hàng năm (năng lượng + chi phí đào rãnh/kết nối được tránh) phải bù đắp chi phí phát sinh. Nếu chi phí đào rãnh/kết nối được tránh cho mỗi cột là 800 đô la (thay đổi tùy địa điểm), thì khoản tiết kiệm ròng thêm là 400 đô la. Với mức tiết kiệm năng lượng khoảng 37 đô la/năm + chi phí kết nối được tránh được, thời gian hoàn vốn có thể dưới 10 năm; các dự án thực tế của thành phố với chi phí đào rãnh cao hơn và giá điện cao hơn sẽ có thời gian hoàn vốn từ 3 đến 7 năm.

Ví dụ này chỉ mang tính minh họa; hãy sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời tại địa phương (NREL PVWatts hoặc bản đồ tài nguyên PV) để ước tính sản lượng PV và báo giá từ nhà cung cấp để có số liệu chính xác về chi phí đầu tư/vận hành và bảo trì.

Các thực tiễn tốt nhất về kỹ thuật và mua sắm cho các dự án đèn đường năng lượng mặt trời đô thị

Để đảm bảo hiệu suất và giá trị lâu dài, các thành phố nên thực hiện các bước thiết thực sau đây khi mua hệ thống đèn đường năng lượng mặt trời đô thị:

• Xác định các thông số kỹ thuật hiệu suất: mức độ chiếu sáng yêu cầu, tỷ lệ đồng đều, giờ hoạt động, số ngày tự chủ và cấu hình làm mờ.
• Sử dụng các linh kiện được chứng nhận: Tấm pin mặt trời có chứng nhận IEC/UL, pin có dữ liệu kiểm tra tuổi thọ chu kỳ, đèn LED có báo cáo LM-80/IES.
• Yêu cầu tính toán chi phí vòng đời sản phẩm: Chi phí đầu tư ban đầu (CapEx), chi phí vận hành và bảo trì hàng năm, lịch trình thay thế pin và sản lượng năng lượng dự kiến ​​dựa trên bức xạ mặt trời tại địa phương.
• Tích hợp chức năng giám sát từ xa và báo cáo lỗi để giảm thiểu số lần xe kỹ thuật đến hiện trường và cho phép bảo hành dựa trên hiệu suất.
• Lập kế hoạch bảo trì với các hợp đồng cung cấp phụ tùng thay thế và các phương án tái chế hoặc thay thế pin.
• Hãy xem xét các dự án thí điểm để kiểm chứng thiết kế trong điều kiện địa phương trước khi triển khai trên toàn thành phố.

Những yếu tố thực tế cần xem xét: Lựa chọn địa điểm, vấn nạn trộm cắp và tiêu chuẩn chiếu sáng

Các đô thị phải đánh giá vấn đề che khuất ánh sáng, nguy cơ phá hoại/trộm cắp (pin có giá trị cao thường bị trộm ở một số vùng), điều kiện thời tiết khắc nghiệt tại địa phương và tác động của muối hoặc môi trường ven biển. Sử dụng các vỏ bọc chống phá hoại, sự tham gia của cộng đồng và phần cứng lắp đặt chống trộm. Đảm bảo thiết kế tuân thủ các tiêu chuẩn chiếu sáng địa phương để đảm bảo an toàn cho người đi bộ và phương tiện giao thông, đồng thời xem xét các loại quang học thân thiện với bầu trời đêm để giảm thiểu sự thất thoát ánh sáng và lãng phí năng lượng.

Cách Queneng Lighting hỗ trợ các dự án đèn đường năng lượng mặt trời của thành phố

Công ty TNHH Công nghệ Chiếu sáng Quảng Đông Queneng, thành lập năm 2013, chuyên về đèn đường năng lượng mặt trời và nhiều sản phẩm, giải pháp chiếu sáng năng lượng mặt trời khác. Danh mục sản phẩm của Queneng bao gồm đèn đường năng lượng mặt trời, đèn chiếu điểm năng lượng mặt trời, đèn sân vườn năng lượng mặt trời, đèn cột năng lượng mặt trời, tấm pin quang điện năng lượng mặt trời và đèn sân vườn năng lượng mặt trời. Công ty cũng cung cấp nguồn điện và pin di động ngoài trời, thiết kế dự án chiếu sáng, và sản xuất, phát triển đèn LED di động.

Những thế mạnh chính mà Queneng mang lại cho các dự án đô thị:

• Phạm vi sản phẩm: Dòng sản phẩm hoàn chỉnh đáp ứng mọi nhu cầu chiếu sáng đô thị và cảnh quan, cho phép sử dụng giải pháp từ một nhà cung cấp duy nhất để chuẩn hóa.
• Kỹ thuật và thiết kế: Đội ngũ R&D giàu kinh nghiệm và dịch vụ thiết kế dự án chiếu sáng để tùy chỉnh hệ thống phù hợp với yêu cầu về bức xạ mặt trời, tính tự chủ và an toàn công cộng tại địa phương.
• Chất lượng và chứng nhận: Đạt chứng nhận ISO 9001, được kiểm toán bởi TÚV và có các chứng nhận quốc tế bao gồm CE, UL, BIS, CB, SGS và MSDS — hỗ trợ tuân thủ các quy định về mua sắm tại nhiều khu vực pháp lý.
• Kiểm soát sản xuất: Thiết bị tiên tiến và hệ thống kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt giúp giảm thiểu sự khác biệt giữa các linh kiện, nâng cao độ tin cậy và hiệu lực bảo hành.
• Mối quan hệ cung ứng đã được chứng minh: Là nhà cung cấp được chỉ định cho các công ty niêm yết và các dự án kỹ thuật, cho thấy kinh nghiệm trong việc triển khai quy mô lớn và các quy trình mua sắm của các tổ chức.

Các giải pháp của Queneng tập trung vào các mô-đun PV tuổi thọ cao, đèn LED hiệu suất cao và pin được lựa chọn dựa trên tuổi thọ chu kỳ và độ an toàn. Kết hợp với giám sát từ xa và thiết kế dạng mô-đun, Queneng giúp các đô thị giảm thiểu chi phí vòng đời, cải thiện tốc độ triển khai và đáp ứng các mục tiêu về khả năng phục hồi.

Lựa chọn sản phẩm Queneng phù hợp cho dự án đô thị

Các sản phẩm điển hình phù hợp:

• Các tuyến đường chính và đường huyết mạch đô thị: Đèn đường năng lượng mặt trời công suất cao với hệ thống quang học tiên tiến và khả năng điều chỉnh độ sáng thông minh.
• Công viên và lối đi bộ: Đèn sân vườn năng lượng mặt trời và đèn chiếu bãi cỏ năng lượng mặt trời với khả năng tái tạo màu sắc và tính thẩm mỹ phù hợp.
• Quảng trường, lối vào và khu vực trang trí: Đèn trụ năng lượng mặt trời và đèn chiếu điểm năng lượng mặt trời để tạo điểm nhấn kiến ​​trúc.
• Hành lang vùng xa và công trường xây dựng: Nguồn điện ngoài trời di động và đèn LED chiếu sáng di động cho các nhu cầu tạm thời và linh hoạt.

Cách tiếp cận tích hợp của Queneng giúp giảm thiểu chi phí phối hợp và đảm bảo các thành phần (tấm pin mặt trời, pin lưu trữ, bộ điều khiển và đèn LED) được lựa chọn và kiểm tra phù hợp với kỳ vọng vòng đời của đô thị.

Lộ trình mua sắm và triển khai cho các thành phố

1. Đặt ra các mục tiêu: tiết kiệm năng lượng, khả năng phục hồi, mục tiêu giảm phát thải và các ràng buộc về ngân sách.
2. Tiến hành thử nghiệm: triển khai 10–50 cột trong điều kiện đại diện để thu thập dữ liệu hiệu suất trong 6–12 tháng.
3. Mở rộng quy mô theo từng giai đoạn: sử dụng những bài học kinh nghiệm để lập kế hoạch mua sắm và bảo trì.
4. Tận dụng các hợp đồng dựa trên hiệu suất: bảo hành gắn liền với sản lượng năng lượng, độ duy trì quang thông và chu kỳ sạc pin.
5. Thu hút sự tham gia của các bên liên quan: các công ty tiện ích, công trình công cộng, dịch vụ khẩn cấp và các nhóm cộng đồng để cùng nhau chấp nhận và giảm thiểu nạn trộm cắp.

Câu hỏi thường gặp (FAQ) — Đèn đường năng lượng mặt trời của thành phố

1. Đèn đường năng lượng mặt trời của thành phố có đáng tin cậy ở những thành phố nhiều mây hoặc ở vĩ độ cao không?

Có, với việc tính toán kích thước hệ thống phù hợp và thời gian tự cung cấp pin hợp lý. Các nhà thiết kế sử dụng dữ liệu bức xạ mặt trời tại địa phương (số giờ nắng cao điểm hàng ngày) để tính toán kích thước hệ thống quang điện và lưu trữ pin. Ở những vùng có nguồn năng lượng mặt trời thấp hơn, các hệ thống lai (nối lưới với hệ thống dự phòng pin) hoặc các dàn quang điện và pin lớn hơn là phổ biến. Sử dụng bản đồ tài nguyên quang điện của NREL hoặc dữ liệu khí tượng địa phương để tính toán kích thước chính xác.

2. Pin và đèn LED có tuổi thọ bao lâu và chi phí thay thế là bao nhiêu?

Pin lithium sắt photphat (LiFePO4) chất lượng cao thường có tuổi thọ từ 5 đến 10 năm tùy thuộc vào độ xả và nhiệt độ. Đèn LED thường có tuổi thọ hữu ích từ 50.000 đến 100.000 giờ (nhiều năm sử dụng). Hãy tính toán chi phí thay thế vòng đời trong các mô hình tài chính và lên kế hoạch tái chế/xử lý pin theo quy định địa phương.

3. Các yêu cầu bảo trì điển hình đối với đèn đường năng lượng mặt trời đô thị là gì?

Công tác bảo trì bao gồm vệ sinh định kỳ hệ thống PV trong môi trường nhiều bụi, kiểm tra tình trạng pin, cập nhật phần mềm/bộ điều khiển và kiểm tra đèn chiếu sáng. Giám sát từ xa giúp giảm thiểu việc kiểm tra trực tiếp bằng cách cảnh báo lỗi. Cần đưa lịch bảo trì định kỳ và danh mục phụ tùng thay thế vào hợp đồng mua sắm.

4. Các thành phố có thể làm gì để ngăn chặn hành vi trộm cắp và phá hoại các linh kiện đèn năng lượng mặt trời?

Các biện pháp giảm thiểu rủi ro bao gồm sử dụng ốc vít chống phá hoại, hộp đựng pin có neo hoặc giá đỡ âm, thiết bị chống trộm, các chương trình tham gia cộng đồng và giám sát tại các khu vực có nguy cơ cao. Việc thiết kế hộp đựng pin tích hợp vào chân cột và sử dụng ít linh kiện có giá trị cao dễ nhìn thấy cũng có thể giúp ích.

5. Đèn đường năng lượng mặt trời đô thị có hỗ trợ các tính năng thành phố thông minh không?

Đúng vậy. Các bộ điều khiển hiện đại hỗ trợ giám sát từ xa, lập lịch làm mờ, chiếu sáng thích ứng, tăng cường chiếu sáng khi phát hiện chuyển động và tích hợp với các nền tảng quản lý thành phố thông qua kết nối di động, LoRaWAN hoặc NB-IoT. Các tính năng thông minh giúp cải thiện hiệu quả vận hành và bảo trì, đồng thời mang lại giá trị gia tăng thông qua phân tích dữ liệu.

6. Làm thế nào để đánh giá các nhà cung cấp cho các dự án đèn đường năng lượng mặt trời đô thị?

Yêu cầu các linh kiện được chứng nhận, các dự án tham khảo, sự ổn định tài chính và các điều khoản bảo hành rõ ràng. Bao gồm các đảm bảo về hiệu suất, báo cáo thử nghiệm của phòng thí nghiệm độc lập (LM-80, IEC, UL) và phân tích chi phí vòng đời trong yêu cầu chào giá (RFP). Cân nhắc các nhà cung cấp như Queneng với chứng nhận ISO 9001 và nhiều chứng nhận quốc tế khác để tăng sự tin tưởng trong quá trình mua sắm.

Liên hệ và hỏi đáp về sản phẩm

Nếu bạn đang đánh giá các giải pháp đèn đường năng lượng mặt trời cho đô thị hoặc đang lên kế hoạch cho dự án thí điểm, hãy liên hệ với Queneng Lighting để được tư vấn dự án, nhận bảng dữ liệu linh kiện và đề xuất trọn gói. Queneng cung cấp các sản phẩm được chứng nhận, hỗ trợ kỹ thuật và hướng dẫn lắp đặt phù hợp với các dự án đô thị. Để yêu cầu báo giá, danh mục sản phẩm hoặc tư vấn thiết kế, hãy liên hệ qua trang web của công ty hoặc các nhà phân phối được ủy quyền để được phục vụ tại địa phương.

Tài liệu tham khảo

• IRENA — Chi phí sản xuất điện năng tái tạo năm 2020. https://www.irena.org/publications/2021/Jun/Renewable-Power-Costs-in-2020 (Tháng 6 năm 2021)
• Bộ Năng lượng Hoa Kỳ — Chương trình Chiếu sáng Trạng thái rắn. https://www.energy.gov/eere/ssl/solid-state-lighting (truy cập năm 2025)
• NREL — PVWatts & Bản đồ Tài nguyên Năng lượng Mặt trời. https://pvwatts.nrel.gov/ và https://www.nrel.gov/gis/solar. (truy cập năm 2025)
• Ngân hàng Thế giới / Tài liệu về chiếu sáng châu Phi — các nghiên cứu trường hợp triển khai và hiểu biết về chiếu sáng nông thôn. https://www.lightingafrica.org/ (truy cập năm 2025)
• Tổng quan và chứng nhận của công ty Queneng Lighting — tài liệu doanh nghiệp (dòng sản phẩm và các tuyên bố chứng nhận theo như công ty nêu). (Công ty TNHH Công nghệ Chiếu sáng Quảng Đông Queneng, tài liệu công ty; truy cập năm 2025)

Để được hỗ trợ kỹ thuật chi tiết hơn, hỗ trợ đấu thầu hoặc nghiên cứu khả thi cụ thể cho từng địa điểm, hãy liên hệ với Queneng Lighting để sắp xếp khảo sát tại chỗ và đề xuất đèn đường năng lượng mặt trời đô thị tùy chỉnh.