مقارنة أنظمة إنارة الشوارع الشمسية

لماذا يأتي نوع النظام قبل القدرة بالواط

تبدأ معظم استفسارات إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية بقدرة بالواط، وهذه نقطة انطلاق خاطئة. قبل مناقشة الطاقة بوقت طويل، يحدد التصميم المعماري ما يمكن لأي قدرة بالواط أن تقدمه: ما إذا كانت اللوحة والبطارية ووحدة التحكم ووحدة الإنارة تشترك في هيكل واحد أو تُركَّب منفصلة، وكيف يمكن توجيه اللوحة.

تُباع اليوم ثلاثة تصاميم معمارية: الكل في واحد (المتكامل)، والكل في اثنين، والنوع المنفصل. يحدد النصف الأول من هذا الدليل كل واحد منها ويقارن بينها في النقاط التي تحدد المشاريع فعلياً. ويوضح النصف الثاني كيفية كتابة اختيارك في مواصفة يمكن إلزام الموردين المنافسين بها.

ما يعنيه الكل في واحد (المتكامل) فعلياً

تضع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية من نوع الكل في واحد اللوحة أحادية البلورة ووحدة التحكم بالشحن MPPT وبطارية LiFePO4 ووحدة LED داخل هيكل واحد من الألومنيوم المصبوب بالقوالب. وتُثبَّت على العمود كعنصر واحد، دون صندوق بطارية منفصل، ودون كابل خارجي بين المكونات، ودون توصيلات ميدانية تُشغَّل في الموقع.

تصنع VOLTIC سلسلة ZHENYE SERIES بهذه الطريقة: وحدات من 100W إلى 300W تنتج من 6,000 إلى 18,000 لومن عند 210LM/W، مع لوحات من 60W إلى 180W وبطاريات LiFePO4 من 240Wh إلى 720Wh في أجسام ADC12 مصبوبة بالقوالب ومحكمة الإغلاق وفق IP65. ولأن اللوحة والمصباح يشتركان في جسم واحد، فإن أي زاوية تركيب تضبطها تنطبق على كليهما.

ما يعنيه النوع المنفصل فعلياً

يفصل النظام المنفصل بين الأجزاء. فتُركَّب اللوحة الشمسية على حامل خاص بها، وتوضع البطارية في حاوية منفصلة، وتكون وحدة الإنارة تجهيزاً مستقلاً، وكلها متصلة بكابل بوحدة تحكم بالشحن. ويتيح الفصل مصفوفة أكبر ومجموعة بطاريات أكبر وميلاً للوحة مستقلاً عن الضوء.

ثمن هذه الحرية هو النطاق. فالأنظمة المنفصلة تضيف حوامل وحاوية بطارية وكابلاً وحماية للكابل ونقاط تركيب أكثر وعمالة ميدانية أكثر. كما تعرّض مكونات أكثر قيمة في مواضع يمكن لسارق بأدوات بسيطة الوصول إليها.

الكل في اثنين: الحل الوسط

يحافظ تصميم الكل في اثنين على البطارية ووحدة الإنارة معاً وينقل اللوحة فقط إلى حامل منفصل. فتكتسب ميلاً وتوجيهاً مستقلين للوحة مع تركيب عنصرين بدلاً من خمسة. وهو يناسب المشاريع التي يهم فيها توجيه اللوحة ولكن لا ينبغي أن يحمل العمود حاوية بطارية منفصلة.

عملياً، الكل في اثنين هو الأقل شيوعاً بين الثلاثة، ويستحق السؤال عنه أساساً عندما يكون في الموقع مشكلة تظليل أو توجيه واحدة ولا يوجد قيد آخر يفرض فصلاً كاملاً.

المقايضات، وجنباً إلى جنب

يقارن الجدول التصاميم المعمارية الثلاثة في النقاط التي تحدد المشاريع الحقيقية. اقرأه قبل أن تقرأ عرض سعر، لأن أرخص سعر للوحدة يخفي عادة أكبر تكلفة مركّبة. وكل صف أدناه يقابل بنداً يمكنك إدراجه في مواصفتك الخاصة.

مشكلة زاوية اللوح التي تحدد معظم المشاريع

في وحدة الإنارة المدمجة، يواجه اللوح والمصباح الاتجاه نفسه، لذا تُحدَّد زاوية اللوح وفق متطلبات الإضاءة. على طريق يمتد من الشرق إلى الغرب، حيث يجب توجيه الضوء على طول الطريق، يكتسب اللوح تلك الزاوية بدلًا من مواجهة الشمس. أول ما يجب التحقق منه هو حصاد الطاقة بزاوية غير مثالية.

اللوح المائل بعيدًا عن زاويته المثالية ينتج طاقة أقل كل يوم، ويجب تعويض هذا النقص في مكان ما: لوح أكبر، أو بطارية أكبر، أو إنتاج مسائي أقل. في النظام المنفصل يمكن توجيه اللوح نحو الشمس بينما يتجه الضوء نحو الطريق، ويمكن تكبير حجم المصفوفة. فوق خط عرض 40 درجة تقريبًا، حيث تبقى شمس الشتاء منخفضة، غالبًا ما يحدد هذا الفرق مصير المشروع. اطلب من كلا الموردين تحديد زاوية التصميم وافتراض حصاد الشتاء والاستقلالية الناتجة بالأيام.

سعة البطارية والاستقلالية والاحتياطي في الأيام الغائمة

سعة البطارية هي النقطة التي تتباين فيها البنى المعمارية بأكبر وضوح. في الوحدة المدمجة يجب أن تتسع حزمة البطارية داخل الهيكل، مما يحد من كمية الطاقة التي يمكن تخزينها. يمكن للنظام المنفصل حمل بنك بطاريات بحجم مستقل عن حجم الهيكل، ولهذا يناسب المناطق ذات مواسم الغيوم الطويلة وشمس الشتاء الضعيفة.

الرقم المهم هو الاستقلالية: عدد الأيام المتتالية ذات الشمس المنخفضة التي يستمر النظام في العمل خلالها وفق ملف إضاءة محدد. اطلبها بالأيام مع تدوين الملف كتابةً. تنشر VOLTIC جدول التعتيم الخاص بها، حيث تعمل بقدرة 100 بالمئة عند وجود الأشخاص و50 بالمئة في وضع الاستعداد خلال الساعات 1 إلى 4، وبقدرة 70 و40 بالمئة خلال الساعات 5 إلى 8، وبقدرة 60 و30 بالمئة خلال الساعات 9 إلى 12، بحيث يمكن حساب الاستقلالية وفق ملف حقيقي بدلًا من قدرة اسمية. تُغطى كيمياء البطارية وتحديد حجمها بمزيد من التفصيل في دليل بطاريات إنارة الشوارع الشمسية.

السرقة والتخريب تغيّران الإجابة في مواقع كثيرة

على الطرق غير الخاضعة للمراقبة، تخسر الأنظمة المنفصلة أمام الوحدات المدمجة لسبب عملي واحد: يمكن إزالة الأجزاء. فاللوح المنفصل وعلبة البطارية ورأس المصباح لكل منها قيمة إعادة بيع، ويمكن أخذ كل منها بأدوات بسيطة. أما وحدة الإنارة المدمجة فتقدّم هيكلًا واحدًا لا يمكن الوصول إلى مكوناته من الأرض.

حيث تكون السرقة خطرًا معروفًا، تُحدَّد عادةً الوحدات المدمجة لكامل المسار، مع مثبتات مقاومة للعبث على كتيفة التثبيت وغطاء البطارية. وإذا كان المشروع يحتاج فعلًا إلى نظام منفصل في منطقة عالية الخطورة، فخصّص ميزانية لأجهزة مقاومة العبث وعلبة بطارية آمنة كبنود منفصلة بدلًا من افتراض أن الأجهزة القياسية كافية.

التكلفة هي تكلفة التركيب وليس سعر الوحدة

قد يبدو سعر وحدة النظام المنفصل تنافسيًا حتى تحسب بقية النطاق: كتائف الألواح، وعلبة البطارية، والكابل، وحماية الكابل، وعمالة الموقع الإضافية. أما وحدة الإنارة المدمجة فتصل كبند واحد وتحتاج عملية تركيب واحدة. ولهذا تعتمد عمليات النشر الريفي التي تشمل مئات الأعمدة عادةً على الوحدات المدمجة.

قارن عروض الأسعار على أساس تكلفة التركيب لكل عمود، واطلب من كل مورد تسعير قائمة المواد الكاملة بدلًا من وحدة الإنارة وحدها. الأعمدة هي النصف الآخر من تلك الفاتورة. يغطي نطاق عمود إنارة الشوارع الشمسية لدينا أعمدة Q235 مجلفنة بالغمر الساخن من 6م إلى 12م، ويشرح دليل أعمدة الإنارة الشمسية الأساس وبيانات الأحمال التي يحتاجها المقاول المدني قبل التسليم.

كيف تحدد أي نوع في المناقصة

أيًّا كانت البنية التي تختارها، تُحسم المناقصة بالأرقام التي تثبّتها كتابةً. القائمة أدناه هي ما يحتاجه المصنع لتقديم عرض دون تخمين، وما يحتاجه المقيّم لمقارنة عرضين بإنصاف. أرسل الموجز نفسه إلى كل مورد.

1. مهمة الإضاءة. حدد فئة الطريق أو شدة الإضاءة والانتظام المطلوبين، مع الإشارة إلى المعيار الذي يستخدمه سوقك، مثل EN 13201 في أوروبا أو IES RP-8 في أمريكا الشمالية. القدرة الكهربائية ليست متطلب إضاءة.
2. خرج اللومن ونوع الحزمة. حدد هدف اللومن عند وحدة الإنارة وتوزيع الضوء الذي يحتاجه عرض الطريق.
3. ارتفاع العمود والمسافة بين الأعمدة. تحدد هذه التخطيط: تقترن طرازاتنا المدمجة بقدرة 100W مع ارتفاع 6-7م ومسافة 25-30م، وبقدرة 300W مع ارتفاع 10-12م ومسافة 40-45م، مع السلم الكامل على نطاق إنارة الشوارع الشمسية.
4. قدرة اللوح وزاوية التصميم. قدرة اللوح ونوع الخلية وافتراض الميل حسب خط عرض الموقع.
5. سعة البطارية وكيمياءها. حدد الواط-ساعة والكيمياء؛ الواط-ساعة هو الرقم الوحيد القابل للمقارنة عبر جهود الأنظمة المختلفة.
6. الاستقلالية. أيام الاحتياطي عند ملف تعتيم مسمى، كتابةً.
7. وحدة التحكم والتعتيم. MPPT هو التوقع الافتراضي؛ دوّن الملف وأوضاع التحكم التي تحتاجها.
8. درجة حرارة اللون وتصنيف IP. لا يمكن تبادل 3000K و4000K و5700K في مواصفات بلدية.
9. حمل الرياح. حدد سرعة الرياح التصميمية واطلب الحساب المطابق لارتفاع عمودك؛ فالتقرير الخاص بعمود 8م لا يغطي عمود 12م.
10. الضمان والمستندات. مدة الضمان وما يغطيه، إضافة إلى تقارير الاختبار والشهادات التي يتطلبها سوقك. اسأل عن السوق الذي تسري فيه كل شهادة قبل قبولها.

أي نوع يناسب مشروعك

طابق البنية مع الموقع بدلًا من التفضيل. الطرق القروية والسكنية ومواقف السيارات والحرم الجامعي والساحات الصناعية تخدمها الوحدات المدمجة على أفضل وجه دائمًا تقريبًا، حيث تهم سرعة التركيب ومقاومة السرقة أكثر من أقصى حجم ممكن للمصفوفة.

• الطرق السكنية والقروية والريفية - مدمجة. نشر سريع، وأعمال مدنية في حدها الأدنى، وتعرّض منخفض للسرقة.
• مواقف السيارات والساحات والحرم الجامعي والساحات الصناعية - مدمجة. تغطية متساوية عند 8م وأقل، حيث يغطي التعتيم بالحركة تكلفته.
• الطرق الرئيسية والطرق السريعة في مناطق جيدة الشمس - الوحدات المدمجة عالية القدرة من 200W إلى 300W أولًا؛ انتقل إلى المنفصل فقط إذا وجب أن تنمو المصفوفة بما يتجاوز الهيكل.
• خطوط العرض العالية أو الغيوم الشتوية الكثيفة أو التظليل الشديد - منفصل أو ثنائي التجميع، حيث يتفوق ميل اللوح والمصفوفة الأكبر على وحدة مدمجة ثابتة.
• وحدات الإنارة المتجهة شمالًا على طرق شرق-غرب - منفصل أو ثنائي التجميع، حيث يمكن توجيه اللوح والضوء بشكل مستقل.
• المواقع ذات خطر السرقة الحاد - مدمجة، مع مثبتات مقاومة للعبث محددة للكتيفة وغطاء البطارية.
• المواقع الساحلية والمعرضة للأعاصير - أي من النوعين، لكن حساب حمل الرياح وأجهزة التثبيت يحددان النتيجة، لذا تحقق من كليهما مقابل سرعة التصميم المحلية.

الأسئلة الشائعة

هل الأفضل لإنارة الشوارع الشمسية هو المدمج أم المنفصل؟

لا أحدهما أفضل عالميًا. يتفوق المدمج في سرعة التركيب وتكلفة الوحدة ومقاومة السرقة وسهولة الصيانة، ويغطي معظم المشاريع السكنية والقروية ومواقف السيارات والحرم الجامعي. ويتفوق المنفصل حيث يحتاج اللوح إلى ميل مستقل، أو حيث يجب أن تكون المصفوفة أكبر مما يسمح به الهيكل، أو حيث تكون شمس الشتاء ضعيفة. اختر حسب ظروف الموقع، لا حسب الفئة.

هل يمكن تركيب إنارة شارع شمسية مدمجة على أي عمود؟

تُركَّب على عمود قياسي بالقطر وسماكة الجدار المناسبين لوزن وحدة الإنارة وحمل الرياح. يجب تحديد حجم وحدة الإنارة والعمود معًا، ويختلف ارتفاع التركيب الموصى به حسب الطراز، من 6-7م لوحدة 100W إلى 10-12م لوحدة 300W. أكد قطر الكتيفة وتفاصيل قمة العمود قبل الطلب.

كم يومًا غائمًا ستستمر إنارة الشارع الشمسية في العمل؟

يعتمد ذلك على واط-ساعة البطارية وملف الإضاءة والمورد الشمسي المحلي، لذا يجب تسعيره كرقم استقلالية بالأيام عند ملف مسمى. اطلب من موردك الاستقلالية التصميمية وافتراض حصاد الشتاء كتابةً. القدرة الاسمية وحدها لا تقول شيئًا عن الاحتياطي في الأيام الغائمة.

أي نوع أرخص في التركيب؟

المدمج، في كل الحالات تقريبًا، لأن وحدة الإنارة تصل كبند واحد وتحتاج عملية تركيب واحدة. تضيف الأنظمة المنفصلة كتائف وعلبة بطارية وكابلًا وحماية للكابل، إضافة إلى عمالة أكبر في الموقع. قارن تكلفة التركيب لكل عمود بدلًا من سعر الوحدة، واطلب قائمة المواد الكاملة.

هل يمكنني ترقية إنارة مدمجة لاحقًا؟

فقط ضمن حدود الهيكل. لا يمكنك تركيب بطارية أو لوح أكبر مما صُمم له الهيكل، وبعض الأنظمة الفرعية قابلة للصيانة في المصنع فقط. خطط للسعة في مرحلة المواصفات. وإذا كنت تتوقع نمو متطلبات الإضاءة، فإن بنية منفصلة أو ثنائية التجميع تترك مجالًا أكبر للتوسع.

أي نوع أسهل في الصيانة؟

النظام المنفصل أسهل في الإصلاح مكونًا بمكون، لأن اللوح والبطارية ووحدة الإنارة يمكن الوصول إليها كل على حدة. أما الوحدة المدمجة فأسهل في إبقاء أسطول كامل يعمل، لأن الأجزاء التي يجب فحصها أقل، والوحدة المعطلة تُستبدل بدلًا من إعادة تجميعها على العمود. عادةً ما يحدد حجم الأسطول والمسافة إلى الموقع هذا الاختيار.

الخطوة التالية: أرسل تفاصيل موقعك

زوّدنا بعرض الطريق وارتفاع العمود ومتطلبات الإضاءة وساعات التشغيل اليومية، وسنخبرك ما إذا كانت الوحدة المدمجة تغطي المشروع أم أن ظروف موقعك تشير إلى نظام منفصل. سنذكر المواصفات كتابةً بدلًا من تركها لكتيب.

بصفتنا مصنع إنارة شوارع شمسية، نورّد وحدة الإنارة المدمجة والعمود والبطارية، بحيث يمكن تحديد المجموعة كاملة معًا. راجع نطاق إنارة الشوارع الشمسية المدمجة ثم أرسل تفاصيل مشروعك للحصول على عرض سعر مباشر من المصنع.