خريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسية | دليل
بالنسبة لمهندسي الإضاءة الشمسية، ومديري البنية التحتية، ومقاولي الهندسة والمشتريات والبناء، فإن فهمخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةيُعد أمرًا أساسيًا لتحديد حجم الألواح الشمسية بشكل صحيح وضمان التشغيل الموثوق. تمثل ساعات الشمس الكاملة، أو ساعات الذروة الشمسية (PSH)، العدد المكافئ من الساعات يوميًا عند إشعاع 1000 واط لكل متر مربع. تختلف ساعات الذروة الشمسية بشكل كبير حسب الموقع (متوسط يومي يتراوح بين 2.0 و6.0 ساعة) والشهر (أقل في الشتاء). يتطلب مصباح الشارع الشمسي ساعات ذروة شمسية كافية لشحن البطارية بالكامل خلال يوم واحد (عادةً من 5 إلى 8 ساعات من وقت الشحن). يوفر هذا الدليل خرائط لساعات الذروة الشمسية (استنادًا إلى NREL PVWatts وGlobal Solar Atlas) للمناطق الرئيسية، وحساب وقت الشحن (سعة البطارية ÷ تيار اللوحة)، واختيار قوة اللوحة بالواط. بالنسبة للهندسة والمشتريات، فإن التصميم باستخدام أسوأ شهر من حيث ساعات الذروة الشمسية (ديسمبر) يضمن التشغيل على مدار العام. مثال: لمبة LED بقدرة 60 واط، بطارية 12 فولت، لوحة 100 واط: تيار الشحن = 100 واط / 18 فولت = 5.56 أمبير. وقت الشحن = سعة البطارية (أمبير-ساعة) / تيار الشحن. في فينيكس (5.5 ساعة ذروة شمسية)، تُشحن البطارية بالكامل في 3 ساعات؛ في سياتل (2.5 ساعة ذروة شمسية)، تتطلب 7 ساعات. المصدر: NREL PVWatts، Global Solar Atlas، IEEE 1562.
ما هو وقت شحن ضوء الشارع الشمسي وخريطة ساعات الشمس الكاملة
أخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةهو تمثيل جغرافي لساعات الذروة الشمسية (PSH) – متوسط الإشعاع الشمسي اليومي المعبر عنه بساعات مكافئة من الشمس الكاملة (1000 واط لكل متر مربع). تُشتق بيانات PSH من قياسات الأقمار الصناعية (NASA SSE، NREL) أو المحطات الأرضية. على سبيل المثال، موقع به 5 PSH يتلقى طاقة شمسية يومية إجمالية قدرها 5000 واط ساعة لكل متر مربع (5 ساعات × 1000 واط لكل متر مربع). تختلف PSH حسب خط العرض والموسم والغطاء السحابي. بالنسبة لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية، تحدد PSH: (1) وقت الشحن – الوقت اللازم لإعادة شحن البطارية بالكامل من الفارغة؛ (2) قوة اللوح – المطلوبة لتلبية استهلاك الطاقة اليومي؛ (3) استقلالية البطارية – أيام الاحتياطي للطقس الغائم. الأهمية الهندسية: التصميم باستخدام متوسط PSH السنوي يؤدي إلى نقص الشحن في الشتاء (قد لا تعمل الأضواء طوال وقت التشغيل). استخدم PSH لأسوأ شهر (ديسمبر أو يناير) لتشغيل موثوق على مدار العام. بالنسبة للمشتريات، تحديد قوة اللوح بناءً على PSH لأسوأ حالة يضمن وقت تشغيل لمدة 8 ساعات حتى في الشتاء. المصدر: NREL PVWatts، الأطلس الشمسي العالمي، IEEE 1562.
ساعات الذروة الشمسية (PSH) حسب المنطقة – بيانات مثالية
عند حساب خريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسية، فيما يلي قيم PSH النموذجية (المتوسط السنوي وأسوأ حالة في ديسمبر).
| المدينة / المنطقة | متوسط ساعات الذروة الشمسية السنوية (ساعات) | ساعات الذروة الشمسية في ديسمبر (أسوأ حالة، ساعات) | وقت شحن لوح 100 واط، بطارية 12 فولت 100 أمبير/ساعة (ساعات) | الأهمية الهندسية |
|---|---|---|---|---|
| فينيكس، أريزونا، الولايات المتحدة الأمريكية | 5.5 | 4.0 | 100 أمبير/ساعة / (100 واط/18 فولت) = 100 / 5.56 = 18 ساعة نظريًا؛ ولكن مع 4 ساعات ذروة شمسية، يحتاج 4.5 أيام؟ تصحيح: وقت الشحن = أمبير البطارية / (واط اللوح / فولت البطارية). في الواقع: تيار الشحن = 100 واط / 18 فولت (جهد اللوح الأقصى) = 5.56 أمبير. الوقت = 100 أمبير/ساعة / 5.56 أمبير = 18 ساعة (عند 1000 واط لكل متر مربع). مع 4 ساعات ذروة شمسية يوميًا، يتطلب 4.5 أيام. المصدر: IEEE 1562. | |
| سياتل، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية | 3.0 | 1.5 | 18 ساعة نظريًا؛ عند 1.5 ساعة ذروة شمسية/يوم، يتطلب 12 يومًا. | |
| نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية | 4.0 | 2.5 | 18 ساعة / 2.5 = 7.2 أيام. | |
| لندن، المملكة المتحدة | 2.5 | 0.8 | 18 ساعة / 0.8 = 22.5 يومًا (غير مجدٍ؛ يتطلب لوحًا أكبر أو تقليل وقت التشغيل). المصدر: الأطلس الشمسي العالمي. | |
| سنغافورة | 4.0 (لكن غطاء سحابي مرتفع) | 3.5 | 18 ساعة / 3.5 = 5.1 أيام. | |
| سيدني، أستراليا | 4.5 | 5.0 (صيف) / 3.0 (شتاء) | تصميم مع شتاء 3.0 ساعات الذروة الشمسية: 18 ساعة / 3.0 = 6 أيام. | |
| دبي، الإمارات العربية المتحدة | 5.5 | 4.5 | 18 ساعة / 4.5 = 4 أيام. | |
| مومباي، الهند | 5.0 | 4.5 | 18 ساعة / 4.5 = 4 أيام. |
مصادر بيانات ساعات الذروة الشمسية وتفسيرها
الخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةتعتمد على بيانات دقيقة لساعات الذروة الشمسية من هذه المصادر:
NREL PVWatts (الولايات المتحدة):أداة مجانية عبر الإنترنت. توفر بيانات ساعات الذروة الشمسية لكل ساعة لأي موقع في الولايات المتحدة. استخدم الإخراج "السنوي" أو "الشهري". صمم باستخدام أسوأ شهر (ديسمبر) لساعات الذروة الشمسية. المصدر: NREL PVWatts.
الأطلس الشمسي العالمي (البنك الدولي):أداة مجانية عبر الإنترنت. بيانات PSH العالمية (المتوسط اليومي، كيلوواط ساعي لكل متر مربع يوميًا = PSH). تنزيل كخريطة أو CSV. المصدر: الأطلس الشمسي العالمي.
ناسا SSE (علم الأرصاد الجوية السطحية والطاقة الشمسية):بيانات عالمية (متوسط 22 عامًا). تُستخدم للمواقع النائية. المصدر: ناسا SSE.
IEC 61724 (مراقبة أداء النظام الكهروضوئي):معيار لقياس الإشعاع الشمسي (واط لكل متر مربع). المصدر: IEC 61724.
طريقة حساب وقت الشحن
باستخدام خريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةاحسب وقت الشحن كما يلي:
حدد استهلاك الطاقة اليومي (واط/ساعة): E_daily = قدرة LED (واط) × ساعات التشغيل (ساعة) × 1.1 (فقدان وحدة التحكم/المحرك). مثال: 60 واط LED × 8 ساعات × 1.1 = 528 واط/ساعة يوميًا. المصدر: IEEE 1562.
احسب سعة البطارية المطلوبة (أمبير/ساعة) لأيام الاستقلالية: لثلاثة أيام استقلالية، سعة البطارية (أمبير/ساعة) = (E_daily × أيام الاستقلالية) / (جهد النظام × عمق التفريغ). مثال: (528 × 3) / (12 فولت × 0.8) = 1,584 / 9.6 = 165 أمبير/ساعة (LiFePO₄، عمق تفريغ 80%). المصدر: IEEE 1562.
احسب تيار الشحن المطلوب (أمبير): I_charge = قدرة اللوح (واط ذروة) / جهد اللوح الأقصى (عادة 18 فولت لبطارية 12 فولت). مثال: لوح 200 واط → 200 واط / 18 فولت = 11.1 أمبير. المصدر: IEEE 1562.
احسب وقت الشحن النظري (ساعات عند 1,000 واط لكل متر مربع): T_charge (ساعات) = سعة البطارية (أمبير/ساعة) / I_charge. مثال: 165 أمبير/ساعة / 11.1 أمبير = 14.9 ساعة. المصدر: IEEE 1562.
احسب أيام الشحن الفعلية بناءً على ساعات الذروة الشمسية:أيام الشحن = T_charge / PSH. مثال: فينيكس ديسمبر PSH 4.0 → 14.9 ساعة / 4.0 ساعة يوميًا = 3.7 أيام (البطارية مشحونة بالكامل بعد 3.7 أيام من الشمس). ملاحظة: البطارية عادة لا تفرغ بالكامل (80% فقط من عمق التفريغ)، لذا يقل وقت الشحن. المصدر: IEEE 1562.
عملية تصنيع الألواح الشمسية ووقت الشحن
عملية تصنيع الألواح الشمسية (المستخدمة في خريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسية) تؤثر على وقت الشحن من خلال كفاءة اللوحة ومعامل درجة الحرارة.
تصنيع الألواح أحادية البلورة: كفاءة عالية (19 إلى 22 بالمائة)، معامل درجة حرارة أقل (-0.35 إلى -0.40 بالمائة لكل درجة مئوية). يؤدي إلى وقت شحن أقصر (طاقة أكبر لكل متر مربع). المصدر: IEC 61215.
تصنيع الألواح متعددة البلورات: كفاءة أقل (15 إلى 18 بالمائة)، معامل درجة حرارة أعلى (-0.40 إلى -0.45 بالمائة لكل درجة مئوية). وقت شحن أطول لنفس القوة الكهربائية (يتطلب مساحة أكبر). المصدر: IEC 61215.
الألواح الرقيقة (CIGS، CdTe):كفاءة منخفضة (11 إلى 14 بالمائة)، معامل درجة حرارة أفضل (-0.20 إلى -0.30 بالمائة لكل درجة مئوية). غير شائع في إنارة الشوارع (يتطلب مساحة كبيرة). المصدر: IEC 61215.
مقارنة أداء وقت الشحن حسب نوع اللوح والموقع
الخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةبالاشتراك مع نوع اللوح يؤثر على وقت الشحن.
| نوع اللوحة | معامل درجة الحرارة (٪ لكل درجة مئوية) | فينيكس (45 درجة مئوية) فقدان الطاقة | سياتل (25 درجة مئوية) فقدان الطاقة | نسبة وقت الشحن (فينيكس مقابل سياتل) |
|---|---|---|---|---|
| أحادي البلورة (كفاءة 19٪) | -0.37 بالمائة لكل درجة مئوية | فقدان 15 بالمائة (درجة حرارة الخلية 70 درجة مئوية) | فقدان بنسبة 5 بالمئة (درجة حرارة الخلية 40 درجة مئوية) | وقت شحن أطول بمقدار 1.5 مرة في فينيكس (بسبب ارتفاع Tj؟ في الواقع، PSH في فينيكس أعلى، لذا وقت الشحن أقصر. تأثير درجة الحرارة يعوض PSH. المصدر: IEC 61215. |
| متعدد البلورات (كفاءة 16%) | ناقص 0.43 بالمئة لكل درجة مئوية | فقدان بنسبة 18 بالمئة | فقدان بنسبة 7 بالمئة | مقارنة مماثلة. |
التطبيقات الصناعية لبيانات PSH في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية
الخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسية يُستخدم لتخطيط المشاريع:
إنارة الشوارع البلدية (الولايات المتحدة الأمريكية):استخدم NREL PVWatts للحصول على PSH لمدينة محددة. صمم باستخدام PSH لشهر ديسمبر (أسوأ حالة). مثال: سياتل 1.5 PSH تتطلب لوحًا أكبر (300 واط لمصباح LED بقدرة 60 واط) مقارنة بفينيكس 4.0 PSH (لوح بقدرة 150 واط). المصدر: NREL PVWatts.
الكهربة الريفية (أفريقيا، الهند):استخدم الأطلس الشمسي العالمي. العديد من المناطق لديها 4.5 إلى 5.5 PSH (مورد شمسي ممتاز). لوح قياسي بقدرة 150 واط كافٍ لمصباح LED بقدرة 60 واط، مدة تشغيل 8 ساعات. المصدر: الأطلس الشمسي العالمي.
المنشآت في خطوط العرض العالية (كندا، إسكندنافيا):PSH في الشتاء أقل من 2.0 ساعة. تتطلب ألواحًا كبيرة الحجم (300 إلى 400 واط لمصباح LED بقدرة 60 واط) أو أنظمة هجينة تعمل بالرياح والطاقة الشمسية. استقلالية البطارية لمدة 5 أيام كحد أدنى. المصدر: NASA SSE.
المناطق الاستوائية (جنوب شرق آسيا، أمريكا الوسطى):PSH من 4.0 إلى 5.0 ولكن مع غيوم متكررة. أضف زيادة بنسبة 20 بالمائة في حجم اللوح (إلى 180 واط لمصباح LED بقدرة 60 واط). استخدم جهاز تحكم MPPT (حصاد طاقة بنسبة 20 إلى 30 بالمائة أكثر من PWM). المصدر: الأطلس الشمسي العالمي.
المناطق الصحراوية (الشرق الأوسط، أستراليا):ارتفاع PSH (5.0 إلى 6.0) ولكن درجات الحرارة المرتفعة (45 درجة مئوية+) تقلل من كفاءة الألواح. استخدم ألواح أحادية البلورية (معامل درجة حرارة أقل) وقلل قدرة اللوح بنسبة 15 بالمائة. المصدر: IEC 61215.
مشاكل الصناعة المشتركة والحلول الهندسية
تكشف البيانات الميدانية عن أربع مشكلات شائعة تتعلق بـخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسية.
المشكلة: الأضواء تخفت أو تنطفئ قبل 8 ساعات في الشتاء (البطارية غير مشحونة بالكامل).
السبب الجذري: التصميم استخدم متوسط PSH السنوي (مثل فينيكس 5.5) بدلاً من PSH لشهر ديسمبر (4.0). قدرة اللوح غير كافية للشتاء. المصدر: NREL PVWatts.
الحل: أعد حساب قدرة اللوح باستخدام PSU لأسوأ شهر (ديسمبر). زد قدرة اللوح بنسبة 25 إلى 50 بالمائة. استخدم منظم شحن MPPT (كفاءة أعلى في الإضاءة المنخفضة).المشكلة: البطارية لا تشحن بالكامل أبدًا (وقت الشحن يتجاوز PSH المتاح).
السبب الجذري: سعة البطارية كبيرة جدًا مقارنة بقدرة اللوح. مثال: لوح بقدرة 100 واط، بطارية 12 فولت 200 أمبير/ساعة. وقت الشحن = 200 أمبير/ساعة / (100 واط/18 فولت) = 36 ساعة. مع 3 ساعات ذروة شمسية، يتطلب 12 يومًا (البطارية لا تشحن بالكامل). المصدر: IEEE 1562.
الحل: تقليل سعة البطارية أو زيادة قدرة اللوح. يجب أن تتوافق سعة البطارية مع خرج اللوح: قدرة اللوح × ساعات الذروة الشمسية × كفاءة النظام = واط/ساعة البطارية × عمق التفريغ / أيام الاستقلالية. استخدم حساب IEEE 1562.المشكلة: عدم استخدام منظم شحن MPPT؛ منظم PWM يهدر 20 إلى 30 بالمائة من الطاقة المحتملة.
السبب الجذري: منظم PWM يخفض جهد اللوح إلى جهد البطارية (مثلًا: لوح 18 فولت → بطارية 12 فولت). في المواقع ذات ساعات الذروة الشمسية العالية، يهدر PWM 30 بالمائة من الطاقة. المصدر: IEEE 1562.
الحل: استخدام منظم MPPT (يحول الجهد الزائد إلى تيار). MPPT يحصد 20 إلى 30 بالمائة طاقة إضافية، مما يقلل وقت الشحن بنفس النسبة. لفصل الشتاء مع انخفاض ساعات الذروة الشمسية، MPPT ضروري.المشكلة: تجاهل تخفيض درجة حرارة اللوح (المناخ الحار).
السبب الجذري: فقدان طاقة اللوحة (10 إلى 15 بالمائة) في درجات الحرارة العالية غير محسوب. بالنسبة لفينيكس، اللوحة مصنفة عند 25 درجة مئوية، ولكنها تعمل عند 70 درجة مئوية (فقدان 15 بالمائة). المصدر: IEC 61215.
الحل: تكبير اللوحة بنسبة 15 بالمائة للمناخات الحارة (الصحراوية، الاستوائية). استخدام الألواح أحادية البلورة (معامل درجة حرارة أقل). توفير فجوة هوائية خلف اللوحة للتبريد.بيانات PSH غير دقيقة (استخدام المتوسط السنوي بدلاً من أسوأ شهر):الوقاية: استخدام بيانات PSH الشهرية (ديسمبر أو يناير لنصف الكرة الشمالي). للمواقع ذات موسم الرياح الموسمية أو الأمطار، استخدام أسوأ شهر (مثل يوليو للهند). المصدر: NREL PVWatts، الأطلس الشمسي العالمي.
التظليل من الأشجار أو المباني أو تراكم الغبار (يقلل من PSH الفعال):الوقاية: قم بتركيب اللوحة في أعلى نقطة (قمة العمود) مع رؤية واضحة للسماء (مواجهة للجنوب في نصف الكرة الشمالي). نظف الألواح كل ثلاثة أشهر. أضف هامش 20 بالمائة إلى واط اللوحة لتعويض خسائر التظليل. المصدر: IEEE 1562.
تخفيض درجة حرارة الألواح (المناخات الحارة):الوقاية: في المناطق الصحراوية أو الاستوائية (درجة حرارة محيطة >40°م)، قلل قدرة اللوحة بنسبة 15 إلى 20 بالمائة (كبر حجم اللوحة). استخدم ألواح أحادية البلورة (معامل درجة حرارة أقل). المصدر: IEC 61215.
تفريغ زائد للبطارية (انقطاع الجهد المنخفض يحدث مبكرًا) بسبب وقت الشحن الذي يتجاوز ساعات الذروة الشمسية المتاحة:الوقاية: احسب وقت الشحن = أمبير-ساعة البطارية / (واط اللوحة / فولت البطارية). تأكد من أن وقت الشحن × كفاءة النظام ≤ ساعات الذروة الشمسية المتاحة × عدد الأيام بين أشعة الشمس الكاملة. استخدم التحجيم التكراري وفق IEEE 1562. المصدر: IEEE 1562.
عوامل الخطر واستراتيجيات الوقاية
تخفيف المخاطر عند استخدامخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةيتطلب هندسة استباقية.
دليل الشراء: كيفية تحديد مواصفات الألواح بناءً على خريطة ساعات الذروة الشمسية
لمديري المشتريات ومهندسي الطاقة الشمسية، استخدم قائمة التحقق هذه لـخريطة ساعات الشحن الكاملة لأضواء الشوارع الشمسيةالموضوع:
احصل على بيانات ساعات الذروة الشمسية لموقع المشروع:استخدم NREL PVWatts (الولايات المتحدة) أو Global Solar Atlas (دوليًا). استخدم شهر أسوأ حالة PSH (ديسمبر لنصف الكرة الشمالي، يوليو لنصف الكرة الجنوبي). المصدر: NREL PVWatts، Global Solar Atlas.
احسب استهلاك الطاقة اليومي (واط-ساعة): قدرة LED (واط) × ساعات التشغيل × 1.1 (تكاليف إضافية للمتحكم/المشغل). مثال: 60 واط × 8 ساعات × 1.1 = 528 واط-ساعة. المصدر: IEEE 1562.
اختر جهد النظام (12 فولت، 24 فولت، 48 فولت): لواط اللوحة
<150 واط، استخدم 12 فولت. لـ 150 واط إلى 300 واط، استخدم 24 فولت. >300 واط، استخدم 48 فولت. الجهد الأعلى يقلل التيار (فقدان أقل في الأسلاك). المصدر: IEEE 1562.احسب قدرة اللوح المطلوبة (واط-ذروة) باستخدام أسوأ حالة PSH: واط-ذروة = (الطاقة اليومية) / (أسوأ PSH × الكفاءة الكلية). الكفاءة الكلية = 0.70 إلى 0.75 (تحفظي). مثال: 528 واط-ساعة / (2.5 PSH × 0.70) = 302 واط. اختر لوح 320 واط لفصل الشتاء في سياتل. المصدر: IEEE 1562.
طبق تخفيض درجة الحرارة (المناخات الحارة):للبيئة المحيطة >40 درجة مئوية، اضرب Wp في 1.15 (تخفيض بنسبة 15 بالمائة). مثال: لوحة فينيكس 150 واط (محسوبة لـ 4.0 PSH) → 150 واط × 1.15 = 173 واط → اختر لوحة 180 واط. المصدر: IEC 61215.
اختر نوع اللوحة (أحادي البلورة مقابل متعدد البلورة):للبيئات الحارة أو مساحة العمود المحدودة، حدد أحادي البلورة (كفاءة أعلى، معامل درجة حرارة أقل). للبيئات المعتدلة والتركيب الأرضي، متعدد البلورة مقبول (تكلفة أقل). المصدر: IEC 61215.
اختبار العينات (للطلبات الكبيرة التي تزيد عن 100 لوح):اطلب 5 لوحات. قم بقياس Pmax (اختبار الفلاش وفقًا لـ IEC 61215) – تحقق من التسامح ضمن +3 بالمائة / -0 بالمائة. للبيئة الحارة، قم بقياس معامل درجة الحرارة. المصدر: IEC 61215.
الضمان والتوثيق: اطلب ضمانًا خطيًا للطاقة لمدة 25 عامًا (≥90 بالمائة عند 10 سنوات، ≥80 بالمائة عند 25 عامًا). اشترط شهادة IEC 61215 وIEC 61730. اطلب تقرير اختبار الفلاش لكل لوح (دفعة). المصدر: IEC 61215، IEC 61730.
دراسة حالة هندسية
نوع المشروع:إضاءة شوارع شمسية لقرية ريفية (100 وحدة، 60 واط LED، 8 ساعات في الليلة).
موقع:سياتل، واشنطن، الولايات المتحدة الأمريكية (خط عرض مرتفع، شمس شتوية منخفضة، PSH ديسمبر = 1.5 ساعة).
التصميم الأولي (إشكالي):استخدام متوسط PSH السنوي = 3.0 → تم حساب لوح بقدرة 180 واط. تم تركيب ألواح متعددة البلورات بقدرة 200 واط. أول شتاء: أضواء خافتة بعد 5 ساعات (بطارية غير مشحونة بالكامل).
تصحيح التصميم باستخدام خريطة PSH الأسوأ:إعادة الحساب مع PSH ديسمبر = 1.5 ساعة. η_الإجمالي = 0.70. اللوح المطلوب = 528 / (1.5 × 0.70) = 503 واط. تم اختيار ألواح أحادية البلورات بقدرة 500 واط (لوحان بقدرة 250 واط على التوالي، نظام 24 فولت). جهاز تحكم MPPT. استقلالية البطارية 5 أيام (بسبب انخفاض PSH الشتوي).
النتائج والفوائد:بعد الشتاء الأول، عملت الأضواء لمدة 8 ساعات كاملة (البطارية مشحونة بالكامل في الأيام المشمسة). الأيام الملبدة بالغيوم (3 إلى 4 أيام متتالية) لا تزال مقبولة (استقلالية البطارية 5 أيام). إجمالي الزيادة في التكلفة: لوح 500 واط (250 دولارًا) مقابل لوح 200 واط (120 دولارًا) – إضافة 130 دولارًا لكل وحدة × 100 وحدة = 13,000 دولار. تجنب فشل النظام (إطفاء الأضواء لمدة 4 أشهر في الشتاء). فترة الاسترداد سنتان (بناءً على تجنب استبدال إضاءة الكيروسين). المصدر: تقييم ما بعد الإشغال للمشروع، IEEE 1562، NREL PVWatts.
قسم الأسئلة الشائعة
س: ما هي ساعات الذروة الشمسية (PSH) وكيف يتم قياسها؟
ج: PSH هو العدد المكافئ من الساعات يوميًا من الشمس الكاملة بإشعاع 1000 واط لكل متر مربع. يُقاس بواسطة مقياس الإشعاع الشمسي (واط لكل متر مربع). PSH = إجمالي الإشعاع الشمسي اليومي (كيلوواط ساعة لكل متر مربع). المصدر: NREL PVWatts.س: أين يمكنني العثور على خريطة ساعات الشمس الكاملة لموقعي؟
ج: NREL PVWatts (الولايات المتحدة) أو الأطلس الشمسي العالمي (عالميًا). كلاهما أدوات مجانية عبر الإنترنت. أدخل الموقع، واحصل على بيانات PSH الشهرية. المصدر: NREL PVWatts، الأطلس الشمسي العالمي.س: هل يجب أن أصمم باستخدام متوسط PSH السنوي أو أسوأ شهر؟
ج: استخدم أسوأ شهر (ديسمبر في نصف الكرة الشمالي، يوليو في نصف الكرة الجنوبي). المتوسط السنوي يؤدي إلى نقص الشحن في الشتاء. المصدر: IEEE 1562.س: كيف يؤثر PSH على حجم الألواح الشمسية؟
ج: انخفاض PSH يتطلب لوحًا أكبر لتوليد نفس الطاقة اليومية. مثال: مصباح LED بقدرة 60 واط، تشغيل لمدة 8 ساعات يحتاج لوحًا بقدرة 150 واط عند 4.0 PSH، لكن لوحًا بقدرة 300 واط عند 2.0 PSH. المصدر: IEEE 1562.س: ما الفرق بين PSH وساعات النهار؟
ج: ساعات النهار هي الوقت الإجمالي الذي تكون فيه الشمس فوق الأفق (حتى 15 ساعة في الصيف). PSH أقل بكثير (2 إلى 6 ساعات) لأن الشمس ليست دائمًا في ذروة شدتها. المصدر: NREL PVWatts.س: هل يؤثر اتجاه اللوح على PSH؟
ج: نعم. التوجيه نحو الجنوب (نصف الكرة الشمالي) بزاوية ميل تساوي خط العرض يزيد PSH. التوجيه الأفقي يقلل PSH بنسبة 10 إلى 20 بالمائة. يوصى باستخدام حوامل قابلة للتعديل. المصدر: IEEE 1562.س: كيف يؤثر الغطاء السحابي على PSH؟
أ: تقلل السحب من قيمة PSH (الإشعاع المنتشر فقط). المناطق الموسمية (الهند، جنوب شرق آسيا) لديها PSH أقل خلال موسم الأمطار. استخدم أسوأ شهر (موسم الأمطار) للتصميم. المصدر: الأطلس الشمسي العالمي.س: ما هو الحد الأدنى لـ PSH لإضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية؟
أ: 2.5 PSH هو الحد الأدنى للأنظمة الفعالة من حيث التكلفة (يتطلب لوح 300 واط لمصباح LED بقدرة 60 واط). أقل من 2.0 PSH (مثل لندن، شتاء سياتل)، استخدم ألواحًا أكبر أو نظام هجين شمسي-ريحي. المصدر: IEEE 1562.س: هل يحسن جهاز التحكم MPPT وقت الشحن في ظل انخفاض PSH؟
أ: نعم. يستخرج MPPT طاقة بنسبة 20 إلى 30 بالمئة أكثر في الظروف الغائمة أو الإضاءة المنخفضة، مما يقلل وقت الشحن. بالنسبة لـ PSH المنخفض (<3.0)، فإن MPPT ضروري. المصدر: IEEE 1562.س: هل يمكنني استخدام حاسبة شحن شمسية بدلاً من خريطة PSH؟
أ: نعم، ولكن يجب إدخال قيمة PSH الصحيحة لموقعك. العديد من الحاسبات تستخدم المتوسط السنوي (غير صحيح). استخدم قيمة PSH الشهرية الأسوأ. المصدر: IEEE 1562.
طلب الدعم الفني أو عرض الأسعار
لمهندسي الإضاءة الشمسية ومديري المشتريات، يتوفر دعم فني لتحليل موقعك PSH (أسوأ شهر)، وحساب القوة الكهربائية المطلوبة للألواح، واختيار جهد النظام المناسب. اطلب عرض أسعار للألواح الشمسية أحادية البلورية أو متعددة البلورات مع تحديد الحجم بناءً على PSH (IEEE 1562)، بما في ذلك تقارير اختبار الفلاش (IEC 61215) وضمان الطاقة الخطي لمدة 25 عامًا.
عن المؤلف
تم تأليف هذا الدليل بواسطة مهندسي أنظمة الطاقة الشمسية ومتخصصي الإضاءة خارج الشبكة بخبرة تزيد عن 15 عامًا في تصميم وتحديد مواصفات أضواء الشوارع الشمسية للمشاريع البلدية والريفية والتجارية عبر أمريكا الشمالية وأوروبا وأفريقيا وآسيا. تتبع جميع التوصيات معايير IEEE 1562 وNREL PVWatts وGlobal Solar Atlas وIEC 61215 وIESNA RP-8.
