تأثير مصابيح الشوارع الشمسية على استدامتها

في السنوات الأخيرة،مصابيح الشوارع الشمسيةوقد اكتسبت شعبية متزايدة في جميع أنحاء العالم كحل إضاءة كفاءة في استخدام الطاقة وصديقة للبيئة.فهم العوامل التي تؤثر على استمرارية مصابيح الشوارع الشمسية يصبح حاسماأحد العناصر الرئيسية التي تؤثر على أدائها على المدى الطويل هي المواد المستخدمة في بناءها.

1مواد الألواح الشمسية

الألواح الشمسية هي قلب مصابيح الشوارع الشمسية، مسؤولة عن تحويل ضوء الشمس إلى كهرباء.السيليكون البوليكريستاليوالسيليكون غير المتحرك
لوحات السيليكون أحادية البلورات معروفة بكفاءتها العالية، مع القدرة على تحويل نسبة أكبر من أشعة الشمس إلى كهرباء مقارنة بالأنواع الأخرى.إنها مصنوعة من بنية بلورية واحدةوالتي تمنحهم مظهر متساو. هذه المادة عالية الجودة تظهر أيضا استدامة ممتازة. لوحات السيليكون أحادي البلور يمكن أن تتحمل ظروف بيئية قاسية،مثل ضوء الشمس القوي، درجات الحرارة العالية، والأمطار الغزيرة. مقاومة لتدهورها مع مرور الوقت يضمن حياة أطول للضوء الشارع الشمسي. على سبيل المثال،في المناطق ذات أشعة الشمس المكثفة مثل الصحاري في الشرق الأوسط، تم إثبات أن مصابيح الشوارع الشمسية القائمة على السيليكون أحادية البلورات تحافظ على أدائها على مدى سنوات عديدة ، مما يوفر إضاءة موثوقة.

   لوحات السيليكون البوليكريستالين، من ناحية أخرى ، مصنوعة من بلورات السيليكون المتعددة. في حين أن كفاءتها أقل قليلاً من لوحات السيليكون أحادية البلورات ، فهي أكثر فعالية من حيث التكلفة.من حيث المدى الطويل، لا تزال لوحات السيليكون البوليكريستالية قوية للغاية. يمكنها تحمل الظروف الخارجية العادية، بما في ذلك تقلبات درجة الحرارة وتغيرات الطقس المعتدلة.تحت بيئات قاسية للغاية، مثل المناطق ذات الرطوبة العالية والهواء المملح (مثل المناطق الساحلية) ، قد تكون أكثر عرضة للتآكل مقارنة مع ألواح السيليكون أحادية البلورات.
لوحات السيليكون غير المتحركة هي الأقل كفاءة بين الأنواع الثلاثة. يتم تصنيعها عن طريق إيداع طبقة رقيقة من السيليكون على الركيزة. على الرغم من أنها رخيصة وخفيفة الوزن، إلا أنها لا تقتصر على الوقود.فصلتها أقل نسبياًألواح السيليكون غير المتحركة أكثر حساسية للتغيرات في درجة الحرارة وكثافة الضوء مع مرور الوقت قد تواجه ظاهرة تسمى "التدهور الناجم عن الضوء"" حيث تنخفض كفاءتهم تدريجياً عند التعرض لأشعة الشمس لفترة طويلةهذا يجعلهم أقل ملاءمة للتطبيقات طويلة الأجل، عالية الأداء في مصابيح الشوارع الشمسية، وخاصة في المناطق ذات أشعة الشمس الغنية.

2مواد رأس المصابيح ومقودها

   رأس المصباح وعقدة المصباحوتلعب مصابيح الشوارع الشمسية دوراً هاماً في حماية مكونات الإضاءة ودعم الهيكل الكلي.والبلاستيك.

سبيكة الألومنيوم هي خيار شائع لرؤوس المصابيح وأقواسها بسبب طبيعتها خفيفة الوزن ، مما يجعل التثبيت أسهل. كما أنها لديها مقاومة جيدة للتآكل ،وخاصة عندما يتم معالجتها باستخدام تقنيات التشطيب أو غيرها من تقنيات إتمام السطحيمكن أن يقاوم سبيكة الألومنيوم الرطوبة والبيئات الحمضية أو القلوية الخفيفة دون الصدأ بسهولة. بالإضافة إلى ذلك ، لديها خصائص ممتازة لتبديد الحرارة ،والذي هو حاسم لأداء على المدى الطويلمصابيح LEDفي رأس المصباح. يمكن أن يتم تبديد الحرارة الناتجة عن مصابيح LED بكفاءة من خلال غطاء سبيكة الألومنيوم ، مما يمنع الإفراط في التسخين ويمدد عمر مصابيح LED. على سبيل المثال ،في المناطق الحضرية حيث الهواء قد يحتوي على ملوثات، مصابيح الشوارع الشمسية المصنوعة من سبيكة الألومنيوم يمكن أن تحافظ على سلامتها لسنوات عديدة.
الفولاذ المقاوم للصدأ هو خيار آخر للمواد المقاومة للاستمرار. إنه يقدم قوة عالية ومقاومة للتآكل متفوقة. يمكن أن يتحمل الفولاذ المقاوم للصدأ الظروف الجوية القاسية ، بما في ذلك العواصف الشديدة ،الرياح القويةفي المناطق الساحلية حيث تآكل المياه المالحة هو مصدر قلق كبير، يتم التوصية بشدة الرؤوس والأسطوانات المصباح الفولاذ المقاوم للصدأ.قدرتهم على مقاومة الصدأ والحفاظ على استقرار الهيكل مع مرور الوقت يضمن وظيفة طويلة الأجل لمصابيح الشوارع الشمسيةومع ذلك، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ أكثر تكلفة من سبائك الألومنيوم، مما قد يؤثر على التكلفة الإجمالية لنظام أضواء الشوارع الشمسية.
يستخدم البلاستيك في بعض الأحيان في رؤوس المصابيح وأقواسها، وخاصة في التطبيقات الأكثر دراية بالتكلفة. المواد البلاستيكية خفيفة الوزن ويمكن تشكيلها بسهولة إلى أشكال مختلفة.كما أنها رخيصة نسبياًومع ذلك ، فإن استدامتها محدودة مقارنةً بالمواد المعدنية. البلاستيك عرضة للتدهور تحت الأشعة فوق البنفسجية (UV) من أشعة الشمس. مع مرور الوقت ، تتحول البلاستيكات إلى مواد ذات قيمة عالية.التعرض الطويل لأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يسبب أن يصبح البلاستيك هشوبالإضافة إلى ذلك، قد لا تكون البلاستيك قوية مثل المعدن، مما يجعلها أكثر عرضة للتلف من الاصطدامات أو الرياح القوية.رؤوس المصابيح والأسقف المصنوعة من البلاستيك أكثر ملاءمة للمناطق ذات المناخ المعتدل والبيئات ذات التأثير المنخفض.

3مواد البطاريات

البطاريات ضرورية لتخزين الكهرباء المولدة من الألواح الشمسية خلال النهار لاستخدامها في الليل.مواد البطارية الأكثر شيوعًا المستخدمة في مصابيح الشوارع الشمسية هي بطاريات الرصاص - الحمض وبطاريات الليثيوم - أيون.
تم استخدام بطاريات الرصاص والحمض على نطاق واسع في الماضي بسبب تكلفتها المنخفضة نسبياً. فهي موثوقة من حيث تخزين الطاقة ويمكن أن توفر إمدادات طاقة مستقرة.فهي لا تستمر إلا بضع قيودبطاريات الرصاص والحمض لديها عدد محدود من دورات الشحن والتفريغ. مع الاستخدام المتكرر ، تقل سعة البطارية تدريجياً ، وقد تحتاج إلى استبدالها بعد بضع سنوات.كما أنها تتطلب صيانة منتظمةفي ظروف الطقس البارد ، يمكن أن يقلل أداء بطاريات الحمض الرصاصي بشكل كبير. على سبيل المثال ،في المناطق ذات الشتاء القاسي، مصابيح الشوارع الشمسية التي تعمل بالرصاص والحمض قد تواجه أوقات تشغيل أقصر في الليل.
بطاريات الليثيوم - أيون، من ناحية أخرى، تقدم العديد من المزايا من حيث المتانة. لديهم كثافة طاقة أعلى، مما يعني أنها يمكن أن تخزن المزيد من الطاقة في حزمة أصغر وأخف وزنا.بطاريات الليثيوم - أيون لديها أيضاً عمر أطول، مع عدد أكبر من دورات الشحن - الفراغ مقارنة بطاريات الرصاص - الحمض.أداء جيد في كل من البيئات الحارة والباردةوبالإضافة إلى ذلك، تتطلب بطاريات الليثيوم أيون صيانة أقل، مما يقلل من التكلفة الإجمالية للملكية مع مرور الوقت.صمودها الطويل الأجل وأدائها الأفضل يجعلها خيارًا شائعًا بشكل متزايد لأنظمة أضواء الشوارع الشمسية عالية الجودة.

4مادة التحكم
المراقبمصباح الشوارع الشمسيمسؤولة عن تنظيم شحن وتفريغ البطارية ، وكذلك التحكم في تشغيل الأضواء.مواد التحكم عالية الجودة ضرورية لضمان التشغيل المستقر والفعال لنظام مصابيح الشوارع الشمسية.
عادة ما يتم تصنيع أجهزة التحكم بمواد مقاومة للرطوبة والغبار والتداخلات الكهرومغناطيسية.غالباً ما يستخدمون لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) مع مكونات تم اختيارها بعناية لكونها موثوقةعادة ما يتم تصنيع غطاء جهاز التحكم من مواد مثل البلاستيك أو المعدن ، حيث يكون البلاستيك أكثر شيوعًا بسبب فعاليته من حيث التكلفة وطبيعة خفيفة الوزن.المواد البلاستيكية عالية الجودة تستخدم لضمان العزل الجيد والحماية من عوامل البيئةيمكن أن توفر أجهزة التحكم المعدنية حماية أفضل من الأضرار الجسدية والتداخلات الكهرومغناطيسية ولكنها عادةً ما تكون أكثر تكلفة.يمكن لمراقب مصمم ومصمم بشكل جيد أن يطيل بشكل كبير عمر البطارية ونظام مصابيح الشوارع الشمسية ككل من خلال منع الشحن الزائد، الإفراط في التفريغ، وغيرها من المشاكل المحتملة التي يمكن أن تضر المكونات.

في الختام، فإن المواد المستخدمة في بناء مصابيح الشوارع الشمسية لها تأثير عميق على مدة استمراريتها.,و رؤوس المصابيح و العصا و المراقبين التي تدعم و تنظم النظام اختيار المواد لكل مكون أمر حاسممواد متينة لكل جزء من مصابيح الشوارع الشمسية، يمكن للمصنعين التأكد من أن هذه الحلول الإضاءة المستدامة توفر إضاءة موثوقة ودائمة، وتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة في جميع أنحاء العالم.سواء كان في شارع مدينة مزدحمة أو منطقة ريفية نائية، الاختيار الصحيح للمواد يمكن أن يحدث فرقًا كبيرًا في أداء ومدة حياة مصابيح الشوارع الشمسية.