إضاءة منخفضة الكربون تعمل بالطاقة الشمسية وإنترنت الأشياء - منظر طبيعي فينهاي، حديقة تيانجين للعلوم البحرية

تُمثل "الأهداف المزدوجة للكربون" - الوصول إلى ذروة انبعاثات الكربون وتحقيق الحياد الكربوني - سياسات الصين الوطنية الأساسية طويلة الأجل ومبادراتها العملية المحددة. وفي قطاع الإضاءة الحضرية، يُمثل تحقيق كفاءة الطاقة منخفضة الكربون، بالإضافة إلى تقنيات انعدام الكربون وتقنيات خفض انبعاثاته، اتجاهاً حتمياً في تطوير الإضاءة الحضرية مستقبلاً. ولا يقتصر هذا على تحسين حياة السكان فحسب، بل يمتد ليشمل حماية البيئة الطبيعية العالمية وتعزيز الأمن الاقتصادي للبلاد على مستوى العالم.

فكيف نخلق بيئة إضاءة خضراء ونحقق خفضًا لانبعاثات الكربون المنخفضة أو حتى إضاءة حضرية خالية من الكربون؟

بصفتها مزودًا شاملًا لحلول الإضاءة الحضرية الذكية، استثمرت شركة سانكسينغ للإضاءة بشكل كامل في الطاقة الشمسية الجديدة، وساهمت في تحقيق أهداف خفض الانبعاثات الكربونية المزدوجة من خلال التكنولوجيا في مشروع تطوير وتجديد الإضاءة الحضرية في تيانجين، وتحديدًا مشروع إضاءة المناظر الطبيعية في بينهاي التابع لمتنزه العلوم البحرية. وبتبنيها نهجًا رائدًا في تطوير تقنيات الإضاءة الحضرية الخالية من الكربون، قدمت الشركة نموذجًا ناجحًا آخر لبناء بيئة إضاءة حضرية خضراء وصحية.

في مشروع حديقة تيانجين للعلوم البحرية، تعاونت شركة سانكسينغ للإضاءة بشكل وثيق مع الجهات المعنية لفهم احتياجات العملاء ومفاهيم التنمية الحضرية فهمًا عميقًا. واختارت الشركة مصباح الفناء الذكي "دانديليون" الذي يعمل بالطاقة الشمسية كوحدة الإضاءة الرئيسية للمشروع، حيث يستخدم الطاقة الشمسية الكهروضوئية، مما يُغني عن الحاجة إلى مدّ الكابلات. ويُبرز هذا التصميم المزايا التقنية لخفض انبعاثات الكربون وتوفير بيئة إضاءة صديقة للبيئة، كما يُحسّن تجربة التنقل لسكان المنطقة، ويُسهم في التنمية المستدامة للمدينة.

لنأخذ مصباح الفناء الذكي الذي يعمل بالطاقة الشمسية من شركة Sanxing Lighting، والذي يحمل اسم "Dandelion"، كمثال لشرح مزاياه بالتفصيل في مجال الطاقة الشمسية الجديدة والإضاءة الحضرية الذكية:

كفاءة تحويل الضوء العالية

تم تجهيز مصباح الفناء الذكي الذي يعمل بالطاقة الشمسية "Dandelion" بألواح شمسية من السيليكون أحادي البلورة، والتي توفر معدل تحويل ضوئي أعلى (يصل إلى 18٪) وعمرًا أطول مقارنة بألواح السيليكون متعددة البلورات، مما يجعلها أكثر فعالية من حيث التكلفة.

من حيث تقنية الإنتاج، تُطعّم ألواح السيليكون أحادية البلورة أولاً وتُنشر على رقائق السيليكون - عادةً بكميات ضئيلة من البورون والفوسفور والأنتيمون وعناصر أخرى ثانوية. تتم عملية النشر في فرن نشر عالي الحرارة مصنوع من أنابيب الكوارتز، لتشكيل وصلات P/N على رقائق السيليكون. بعد ذلك، تُستخدم الطباعة الحريرية لتطبيق معجون فضي مُعدّ مسبقاً على الرقائق لإنشاء خطوط شبكية. بعد التلبيد، يُشكّل القطب الخلفي في الوقت نفسه. يُطبّق طلاء مضاد للانعكاس على جانب الشبكة لمنع انعكاس عدد كبير من الفوتونات عن السطح الأملس لرقائق السيليكون، مما يزيد من الاحتفاظ بالطاقة الضوئية ويحقق كفاءة أعلى في تحويل الضوء. يُستخدم السيليكون أحادي البلورة أيضاً في الألواح الشمسية لمحطات الفضاء.

ثانياً، يتم تغليف الألواح الشمسية بالزجاج المقسى ومادة EVA، مما يمنع تراكم الغبار ويضمن نفاذية عالية للضوء، مما يوفر مستوى أعلى من الضمان لكفاءة تحويل الضوء.

كفاءة شحن وتفريغ مستقرة

يعتمد أداء كفاءة الشحن والتفريغ واستقرارها على خصائص مادة البطارية. تم تجهيز مصباح الفناء الذكي "Dandelion" الذي يعمل بالطاقة الشمسية ببطاريات الليثيوم، والتي توفر أداءً ممتازًا في سعة التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة، وكفاءة الشحن، وكثافة الطاقة.

• قدرة عالية على التكيف مع درجات الحرارة المختلفة: تتميز الصين بمساحة شاسعة وتفاوت كبير في درجات الحرارة بين المناطق والفصول. وبالمقارنة مع بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم، التي تُعطي الأولوية لمقاومة درجات الحرارة العالية، فإن بطارية الليثيوم المستخدمة في مصباح الفناء الذكي الذي يعمل بالطاقة الشمسية "Dandelion" تضمن إنتاجًا مستقرًا ليس فقط في ظروف درجات الحرارة المرتفعة، بل تعمل أيضًا بكفاءة عالية في فصل الشتاء في خطوط العرض العليا أو المناطق الداخلية، مع أداء ممتاز في التفريغ في درجات الحرارة المنخفضة التي تتراوح من -15 درجة مئوية إلى +50 درجة مئوية.

• كفاءة شحن عالية: يعتمد أداء كفاءة الشحن بشكل كبير على نسبة سعة الشحن بتيار ثابت إلى إجمالي سعة البطارية، والمعروفة أيضًا بنسبة التيار الثابت. يتميز جهاز "Dandelion" بنسبة تيار ثابت عالية، مما يترجم إلى كفاءة شحن عالية.

• كثافة طاقة عالية: تحدد كثافة طاقة البطارية بشكل مباشر سعة تخزين الطاقة. فبينما تصل كثافة طاقة بطاريات فوسفات الحديد الليثيوم العادية إلى حوالي 150 واط/كجم، تصل كثافة طاقة بطارية الليثيوم في مصباح "دانديليون" إلى 265 واط/كجم. وفي ظل ظروف الإضاءة نفسها، يتمتع مصباح "دانديليون" بسعة تخزين طاقة أكبر. وعند اقترانه بوحدة التحكم الذكية من سانكسينغ لايتينغ، يضمن التشغيل الطبيعي لمدة تتراوح بين 3 و7 أيام حتى في ظروف الغيوم أو انعدام أشعة الشمس.

عمر خدمة طويل: يتحدد عمر خدمة مصابيح الإضاءة الشمسية بشكل أساسي بألواح الطاقة الشمسية والبطاريات. يتميز مصباح الفناء الذكي "Dandelion" الذي يعمل بالطاقة الشمسية بمزايا تقنية فريدة لكل من ألواح السيليكون أحادية البلورة وبطاريات الليثيوم، مما يضمن عمر خدمة طويل.

أولاً، تتميز ألواح السيليكون أحادية البلورة في جهاز "Dandelion" بمعدل تدهور بطيء للغاية، مما يعني أداءً قويًا في مقاومة الشيخوخة، مع عمر افتراضي يصل إلى 20 عامًا. بالإضافة إلى ذلك، يدعم الأداء الممتاز لتبديد الحرارة إطالة عمر الجهاز.

ماذا يعني هذا بالنسبة للاحتفاظ بالطاقة بمرور الوقت؟ على سبيل المثال، بعد 20 عامًا، ستختلف كفاءة تحويل الضوء الكلية بين لوحة السيليكون أحادية البلورة ولوحة السيليكون متعددة البلورات بنسبة 12% تقريبًا.

• عمر خدمة طويل لبطارية الليثيوم: تتمتع بطارية الليثيوم في جهاز "Dandelion" بعمر خدمة يتراوح بين 8 و10 سنوات. لفهم سبب متانتها، نحتاج أولاً إلى معرفة العوامل التي تؤثر على عمر خدمة بطارية الليثيوم.

يرتبط عمر بطارية الليثيوم بعدد دورات الشحن والتفريغ. تُعرَّف دورة الشحن والتفريغ بأنها عملية كاملة يتم فيها شحن البطارية من 0% إلى 100% ثم تفريغها مرة أخرى إلى 0%. مع كل دورة تكتمل، تنخفض سعة البطارية قليلاً. بعبارة أخرى، يقل عمر بطارية الليثيوم مع كل دورة شحن وتفريغ، وليس مع عدد مرات الشحن كما يعتقد الكثيرون. لا يُحتسب الشحن قبل تفريغ البطارية بالكامل دورة كاملة، بل هو مجرد حلقة شحن وتفريغ. تُعتبر الدورة كاملة فقط عندما تصل الطاقة المُفرَّغة التراكمية للحلقات إلى طاقة دورة شحن وتفريغ كاملة واحدة.

بالنظر إلى كفاءة الشحن والتفريغ الممتازة لبطارية الليثيوم "Dandelion" وكثافة الطاقة العالية، فمن السهل فهم سبب تمتعها بعمر خدمة طويل.

الإضاءة الذكية

يُجهز مصباح الفناء الذكي "دانديليون" الذي يعمل بالطاقة الشمسية بوحدة تحكم ذكية متطورة. يستطيع هذا المصباح ضبط وقت الإضاءة وشدتها ونظام تخزين الطاقة تلقائيًا وفقًا لفصول السنة المختلفة وحركة المشاة وظروف ضوء الشمس. على سبيل المثال، قد يعمل المصباح بنسبة 30% من شدته في المساء الباكر، ثم يرتفع إلى 80% أو 100% عند حلول الظلام الدامس، أو يُخفّض شدته إلى أقل من 50% خلال هطول الأمطار الغزيرة. يُلبي هذا التصميم احتياجات الإضاءة مع توفير الطاقة وتقليل الانبعاثات.

بالإضافة إلى ذلك، يتميز جهاز التحكم الذكي بالطاقة الشمسية بوظائف ذكية مثل طاقة الشحن والتفريغ القابلة للتعديل، والحماية من الحرارة الزائدة، واستشعار درجة الحرارة الخارجية، واستشعار جسم الإنسان، مما يوفر دعمًا موثوقًا للأجهزة لإضاءة المدن الذكية.

التكنولوجيا تُعزز الاستدامة الكربونية المزدوجة: إنترنت الأشياء الشمسية لإضاءة المدن منخفضة الكربون

سواءً كانت ألواحًا شمسية، أو بطاريات، أو أجهزة تحكم، أو أعمدة إنارة، أو مصادر إضاءة، فإنها تُشكّل الأساس المادي لتحقيق إضاءة حضرية منخفضة الكربون. مع ذلك، فإن كيفية إدارة وتشغيل هذه الأجهزة الطرفية لتمكينها من العمل بكفاءة مثلى تندرج ضمن النطاق الوظيفي لمنصة البرمجيات.

منصة SaaS لإدارة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية من Sanxing Lighting

استنادًا إلى تقنيات جديدة مثل إنترنت الأشياء (IoT)، والبيانات الضخمة، والحوسبة السحابية، والذكاء الاصطناعي (AI)، تتيح منصة Sanxing Lighting Solar Street Light Management SaaS التثبيت الذكي عن بعد، وإدارة التشغيل، وصيانة مصابيح الشوارع الشمسية الموزعة على نطاق واسع. وهو يدعم عزل التطبيقات متعددة المستخدمين وتوسيع وكالة الأعمال متعددة المستويات، مما يوفر إدارة مرنة وفعالة للبيانات بما في ذلك جمع البيانات وتصنيفها والتخزين المنظم واسترجاع البيانات وتحليل الاستخدام، بالإضافة إلى تقارير الأعمال التحليلية المخصصة.

تتميز المنصة بتصميم أعمال معياري يتيح إدارة مرنة، ما يلبي احتياجات التطوير السريع لتطبيقات الصناعة. وهي تُمكّن من وظائف مثل الإدارة، والتحكم، وضبط المعلمات، ومراقبة الحالة، والتحليل الإحصائي للبيانات، وإدارة النظام، وإصدار السياسات لأعمدة الإنارة الفردية أو المجمعة.

• تقنية التشغيل والصيانة الذكية والدقيقة: التنقل الدقيق بنقرة واحدة (غير متصل بالإنترنت + غير مضاء)، وعرض توزيع الأعطال على الخرائط، وتسجيل الصيانة لتحسين جودة التشغيل والصيانة وكفاءة الإدارة مع تقليل التكاليف.

• وظيفة التقارير المخصصة متعددة الأبعاد: مراقبة شاملة لعمليات البناء وإعداد التقارير. يمكن إنشاء تقارير متنوعة بمرونة بناءً على شروط مثل المنطقة، والمُبلغ، والصلاحيات، مما يساعد المستخدمين على إجراء تحليل متعدد الجوانب وديناميكي لتحديد المشكلات وحلها في الوقت المناسب.

• وظيفة تحليل البيانات الضخمة المرئية وإعداد التقارير: تُنتج هذه الوظيفة منتجات خدمية تشمل تقارير تحليل الأعطال، وتوزيع إشارات الشبكة ذات النطاق الضيق، وتحليل حالة تشغيل المعدات عبر أبعاد متعددة. كما تُمكّن من الحصول على رؤى معمقة للبيانات وإجراء تحليل إحصائي دقيق ومتعدد الأبعاد.

• وظيفة تشغيل الأجهزة المجمعة تدعم مجموعات الأجهزة التي تم إنشاؤها ذاتيًا، واختيار المنطقة عبر نظام المعلومات الجغرافية، وإضافة المجموعات (حسب المدينة/الشارع/المجتمع) لعمليات الأجهزة المجمعة والترقيات عن بعد، مما يوفر تجربة مستخدم ممتازة.

• وظيفة إدارة السياسات: تسمح بإصدار السياسات للأجهزة الفردية أو مجموعات الأجهزة من خلال إصدار السياسات على أساس المجموعة أو بشكل فردي أو مجدول، مما يحسن الكفاءة ويسهل الإدارة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن منصة إدارة مصابيح الشوارع الشمسية من سانكسينغ لايتينغ SaaS مصحوبة بخدمة تطبيق جوال، مما يتيح للمستخدمين إدارة المنصة في أي وقت وفي أي مكان - مباشرة في متناول أيديهم.