Μέχρι το 2026, αναμένεται ότι θα υπάρχουν 359 εκατομμύρια φανάρια σε όλο τον κόσμο. Απλά σκεφτείτε πόση ηλεκτρική ενέργεια θα χρησιμοποιείται ετησίως από έναν τόσο μεγάλο αριθμό φώτων δρόμου. Απαιτούνται πολύ περισσότερα για την κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης για κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας λόγω της τάσης αυξανόμενης εξάντλησης των ορυκτών καυσίμων. Ευτυχώς, οι άνθρωποι γνωρίζουν από καιρό αυτό το ζήτημα και έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια πριν από χρόνια. Ως αποτέλεσμα, έχει επιτευχθεί τεράστια πρόοδος.
Σε σύγκριση με την αιολική ενέργεια, η ηλιακή ενέργεια είναι πιο προσιτή, φιλική προς το περιβάλλον και δεν εξαντλείται ως ένα είδος ανανεώσιμης ενέργειας. Η χρήση ηλιακής ηλεκτρικής ενέργειας για φωτισμό δρόμων είναι ένα συνηθισμένο παράδειγμα. κάθε φως είναι ένα ανεξάρτητο ηλιακό σύστημα εκτός δικτύου.
Πώς λειτουργούν τα ηλιακά φώτα δρόμου;
Ένας ηλιακός ελεγκτής φόρτισης κατευθύνει τους ηλιακούς συλλέκτες για να συλλέξουν το ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας και να το μετατρέψουν σε ενέργεια. Ηλιακά πάνελ θα χρησιμοποιηθούν για την επαναφόρτιση της μπαταρίας αποθήκευσης. Η μπαταρία αποθήκευσης χρησιμοποιείται τη νύχτα για την τροφοδοσία της πηγής φωτός LED. Ένας ελεγκτής DC μπορεί να σταματήσει την υπερφόρτιση ή την υποφόρτιση ώστε να βλάψει την μπαταρία αποθήκευσης.
Το ηλιακό πάνελ, το οποίο είναι ένα φωτοβολταϊκό (PV) στοιχείο που δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας την αρχή των φωτοβολταϊκών εφέ, λειτουργεί ως φωτοκύτταρο όλη την ημέρα για να συλλαμβάνει την ηλιακή ενέργεια και να τη μετατρέπει σε ηλεκτρική έξοδο που στη συνέχεια αποθηκεύεται στην μπαταρία από τον έξυπνο ελεγκτή MPPT ή PWM . Η μπαταρία φορτίζεται στο φωτιστικό LED όταν πέφτει ο νυχτερινός φωτισμός αφού ο έξυπνος ελεγκτής ανιχνεύσει μια συγκεκριμένη τιμή τάσης. Ανάβοντας το φως Κατά τη διάρκεια της ημέρας, αυτή η διαδικασία αναστρέφεται.
Διάγραμμα συστήματος για ηλιακό φωτισμό
Ας εξετάσουμε τη συνοχή κάθε συστήματος ηλιακού φωτισμού δρόμου. Το ηλιακό πάνελ, η επαναφορτιζόμενη μπαταρία, το φως led και ο ελεγκτής είναι τα τέσσερα κύρια εξαρτήματα. Καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας, το ηλιακό πάνελ συγκεντρώνει το ηλιακό φως και χρησιμοποιεί το φαινόμενο PV για να το μετατρέψει σε ενέργεια. και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε έναν ηλιακό ελεγκτή φόρτισης για να αποθηκεύσετε την ισχύ σε μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία. Η μπαταρία τροφοδοτεί το φως led, το οποίο φωτίζει το περιβάλλον του δρόμου τη νύχτα. Το ηλιακό φως του δρόμου διαθέτει έναν καινοτόμο έξυπνο ελεγκτή που του επιτρέπει να λειτουργεί έξυπνα. Όταν πέφτει το φως του ήλιου τη νύχτα, πέφτει η τάση από το ηλιακό πάνελ. Όταν ο ελεγκτής το παρατηρήσει αυτό, δίνει εντολή στην μπαταρία να αδειάσει και να ανάψει το φωτισμό led. Η διαδικασία αντιστρέφεται όταν η ποσότητα του φωτός της ημέρας αυξάνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Η πιο πρόσφατη τεχνολογία επιτρέπει στα ηλιακά φώτα δρόμου να συνεχίσουν να παρέχουν φως ακόμα και όταν ο ήλιος δεν λάμπει για λίγες μέρες. Διάφοροι παράγοντες ωθούν τώρα τους χρήστες να μετατραπούν σε ηλιακό φωτισμό δρόμων.
Οφέλη και μειονεκτήματα του ηλιακού φωτισμού οδών
Όπως όλα τα άλλα, η χρήση ηλιακών φώτων δρόμου έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, και είναι σημαντικό να γνωρίζετε και τα δύο.
Πλεονεκτήματα
Τα ηλιακά φώτα έχουν συχνά μια ποικιλία πλεονεκτημάτων, όπως το ότι είναι απλά στην εγκατάσταση και δεν απαιτούν ισχύ από το δίκτυο. Ωστόσο, θα πρέπει να εξετάσετε εάν αυτά τα πλεονεκτήματα είναι αρκετά επιτακτικά για να αντικαταστήσετε τον συμβατικό οδικό φωτισμό με ηλιακούς.
1. Φιλικό προς το περιβάλλον και ενεργειακά αποδοτικό
Η υπερθέρμανση του πλανήτη προκαλείται αναμφισβήτητα από το αποτύπωμα άνθρακα. Η χρήση πράσινης ενέργειας αναγνωρίζεται περισσότερο ως τρόπος μείωσης των επιπτώσεων του άνθρακα. Για να προστατεύσουμε τον πλανήτη μας, άνθρωποι σε όλο τον κόσμο εργάζονται σκληρά για να προωθήσουν την οικολογικά φιλική πράσινη ενέργεια. Γνωρίζουμε μόνο ότι οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως ο άνθρακας, το φυσικό αέριο, το πετρέλαιο και άλλες μπορεί τελικά να εξαντληθούν. Τα ηλιακά φώτα δρόμου τροφοδοτούνται εξ ολοκλήρου από ηλιακή ενέργεια και δεν χρειάζονται βενζίνη. Η ηλιακή ενέργεια είναι η καλύτερη επιλογή για πράσινο φωτισμό αφού είναι άπειρη και μη ανανεώσιμη.
2. Λογική τιμή
Όσον αφορά τόσο την αρχική επένδυση όσο και τα τρέχοντα έξοδα λειτουργίας και συντήρησης, ο ηλιακός φωτισμός δρόμων είναι μια ανώτερη επιλογή. Καθώς τα ηλιακά φώτα τροφοδοτούνται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δεν θα χρειάζεται να πληρώνετε για ηλεκτρική ενέργεια κάθε μήνα. Καθώς τα φώτα είναι ασύρματα και δεν συνδέονται με ηλεκτρικό δίκτυο, δεν υπάρχουν συνεχείς δαπάνες που σχετίζονται με την εγκατάστασή τους, συμπεριλαμβανομένου του κόστους τάφρου και καλωδίων.
3. Μειωμένο κόστος συντήρησης
Δεν θα χρεωθείτε για ηλεκτρικό ρεύμα, καθώς η ηλιακή ενέργεια τροφοδοτεί κάθε ηλιακό φως δρόμου. Ο ελεγκτής ηλιακής φόρτισης ελέγχει την ένταση του φωτός, επομένως δεν χρειάζεται να αντικαταστήσετε το μονό ηλιακό φως δρόμου. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μικρή συντήρηση. Επίσης, μόλις ολοκληρωθεί η εγκατάσταση, δεν απαιτείται περαιτέρω χειρωνακτική εργασία, εξοικονομώντας χρήματα από έξοδα συντήρησης. Επιπλέον, παρά τις κακές καιρικές συνθήκες ή τις διακοπές ρεύματος, τα φώτα του δρόμου με ηλιακή ενέργεια θα παραμείνουν αναμμένα όλη τη νύχτα.
4. Αποτελεσματική εγκατάσταση, χωρίς εγκαταστάσεις ρεύματος
Τα έργα που περιλαμβάνουν εμπορικό φωτισμό ισχύος απαιτούν συχνά εργασίες καλωδίων, εκσκαφές, τοποθέτηση σωλήνων καλωδίων, σπείρωμα καλωδίων εντός σωλήνων και απομάκρυνση σκουπιδιών τάφρων. Όλες αυτές οι διαδικασίες απαιτούν πολλή προσπάθεια και εργαλεία. Επιπλέον, ο πίνακας διανομής, ο πίνακας διανομής και ο μετασχηματιστής είναι όλα ακριβά.
Ωστόσο, επειδή κάθε σύστημα ηλιακού φωτισμού είναι διαφορετικό, δεν απαιτείται ηλεκτρική σύνδεση κατά την εγκατάσταση ηλιακών φώτων δρόμου. Επομένως, η τοποθέτηση καλωδίων, η διάνοιξη τάφρων και άλλες σχετικές εργασίες είναι δωρεάν. Για τις προκαταρκτικές εργασίες απαιτούνται μόνο ένα γερό θεμέλιο και ένας λάκκος για μια μπαταρία. Η διαδικασία εγκατάστασης είναι γενικά αρκετά βασική και απλή.
5. Όχι κλοπή καλωδίων ή υψηλές τιμές καλωδίων
Σε απομακρυσμένες περιοχές, η κλοπή καλωδίων είναι ένα διαδεδομένο πρόβλημα και η κατασκευή καλωδίων και η μεταφορά των απαραίτητων προμηθειών μπορεί να είναι δαπανηρή.
Τα προβλήματα με τον συμβατικό φωτισμό εξαλείφονται με ένα ηλιακό σύστημα φωτισμού. Καθώς κάθε μονάδα θα είναι αυτόνομη και χωρίς καλωδιακές συνδέσεις, δεν θα υπάρχουν καλώδια για κλοπή. Κανένα άλλο στοιχείο του συστήματος δεν θα επηρεαστεί από κλοπές που σχετίζονται με το ηλιακό σύστημα.
6. Αξιόπιστο και ασφαλές
Τα παραδοσιακά φώτα του δρόμου μπορεί να κρύβουν κινδύνους για την ασφάλεια λόγω φθαρμένων εξαρτημάτων, κακής κατασκευής και προβλημάτων τροφοδοσίας. Τα φώτα δρόμου με ηλιακό φως δεν απαιτούν τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος και ως εκ τούτου δεν έχουν αυτά τα μειονεκτήματα. Τα φώτα δρόμου LED που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια θα μπορούν να παρέχουν αρκετή ισχύ για τουλάχιστον 25 χρόνια.
Μειονεκτήματα
Ο τομέας των ηλιακών φωτοβολταϊκών γνώρισε πρόσφατα ανάπτυξη και τα ηλιακά φώτα δρόμου LED χρησιμοποιούνται συχνά τόσο για οικιακές όσο και για εμπορικές εφαρμογές φωτισμού. Ωστόσο, η χρήση ηλιακού φωτισμού δρόμου παρεμποδίζεται από μια σειρά ελαττωμάτων.
1. Υψηλά αρχικά έξοδα εισροών
Ένα θεμελιώδες ελάττωμα είναι ότι η εγκατάσταση ηλιακών φώτων δρόμου απαιτεί υψηλό αρχικό κόστος εισόδου. Σε σύγκριση με τα συμβατικά φώτα δρόμου, τα ηλιακά φώτα δρόμου απαιτούν μεγαλύτερη αρχική επένδυση. Το συνολικό κόστος για την εγκατάσταση ηλιακών φώτων δρόμου είναι τριπλάσιο από την εγκατάσταση συμβατικών φώτων δρόμου. Αυτός είναι ο κύριος αποτρεπτικός παράγοντας για να αγοράσουμε ηλιακό φωτισμό δρόμων.
Στην πραγματικότητα, η πραγματική επένδυση σε ηλιακά φώτα δρόμου LED είναι λιγότερο δαπανηρή, αν λάβουμε υπόψη τον λογαριασμό ρεύματος, τη συντήρηση και τα λειτουργικά έξοδα που θα προκύψουν μακροπρόθεσμα.
2. Διάρκεια ζωής της επαναφορτιζόμενης μπαταρίας
Η τυπική μπαταρία μολύβδου-οξέος χρειάζεται συχνά περισσότερο από ένα χρόνο ή και μισό χρόνο για να φορτιστεί πλήρως. Όταν η απόδοση φόρτισης πέσει κατά 50 τοις εκατό, θα επηρεάσει αναμφίβολα τη νυχτερινή κατάσταση φωτισμού, ιδιαίτερα τις ημέρες που συνεχίζει να βρέχει. Για την εγκατάσταση ηλιακών φωτιστικών δρόμου, πρέπει να επιλέξετε μια μπαταρία LiFePO4 υψηλής ποιότητας με μεγάλο κύκλο ζωής.
3.Κίνδυνος κλοπής
Τούτου λεχθέντος, το ηλιακό φως του δρόμου διαθέτει μια πολύτιμη μπαταρία αποθήκευσης και ηλιακό πάνελ που είναι ελκυστικά στους διαρρήκτες. Επίσης, καθώς τα φώτα του δρόμου που λειτουργούν με ηλιακή ενέργεια δεν είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο, οι κλέφτες δεν κινδυνεύουν να πεθάνουν. Ως εκ τούτου, υπάρχει μεγαλύτερος κίνδυνος κλοπής από ό,τι με τα συμβατικά συστήματα οδοφωτισμού.
4. Ο καιρός με χιόνι ή σκόνη με άμμο μειώνει την αποτελεσματικότητα των ηλιακών συλλεκτών.
Οι ακραίες καιρικές συνθήκες μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση των ηλιακών συλλεκτών, ιδιαίτερα όταν η σκόνη και το χιόνι καλύπτουν πλήρως τους οριζόντιους ηλιακούς συλλέκτες και μειώνουν την απόδοσή τους. Το ηλιακό πάνελ εγκαθίσταται συχνά με κλίση για να επιτρέπει τη βροχόπτωση να απομακρύνει τη σκόνη. Παρόλα αυτά, συνιστάται ο τακτικός καθαρισμός των ηλιακών συλλεκτών για να αυξηθεί η αποτελεσματικότητά τους και να επιμηκυνθεί η διάρκεια ζωής του ηλιακού συστήματος φωτισμού δρόμου.
5. Αντικατάσταση μπαταρίας
Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος, γέλης και λιθίου είναι τα τρία είδη μπαταριών που χρησιμοποιούνται συχνότερα στον ηλιακό φωτισμό δρόμων. Η βελτιωμένη μπαταρία ιόντων λιθίου έχει μεγαλύτερη αντοχή από τις δύο προηγούμενες ποικιλίες. Παρόλα αυτά, τυχόν επαναφορτιζόμενες μπαταρίες θα εξαντλούνταν τελικά και θα έπρεπε να αντικατασταθούν πολλές φορές πριν συμπληρωθεί η διάρκεια ζωής του ηλιακού φωτισμού δρόμου.
6. Η γεωγραφία και οι μετεωρολογικοί παράγοντες έχουν αντίκτυπο στην απόδοση
Καθώς η ηλιακή ενέργεια προέρχεται από τον ήλιο, η ηλιακή ακτινοβολία ποικίλλει γεωγραφικά, επομένως η κατάσταση του φωτισμού των ηλιακών φώτων δρόμου μπορεί να επηρεαστεί από τις καιρικές συνθήκες.
Οι περιοχές με υψηλή ηλιακή ακτινοβολία είναι ιδανικές για ηλιακά φώτα δρόμου, ωστόσο σε άλλες τοποθεσίες όπου είναι συχνά σκοτεινό ή χιονισμένο όλο το χειμώνα, τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν θα λειτουργούσαν όπως έπρεπε και η φωτεινότητά τους θα πέσει ακόμη και κάτω από το απαιτούμενο επίπεδο για ασφαλή οδήγηση.
συμπέρασμα
Θα είχατε αποκτήσει μια διεξοδική κατανόηση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων του ηλιακού φωτισμού δρόμου από αυτό το δοκίμιο. Είναι προφανές ότι τα πλεονεκτήματα μπορεί να υπερτερούν των μειονεκτημάτων. Καθώς η τεχνολογία των μπαταριών προχωρά, αναμένεται ότι οι αρχικές τιμές επένδυσης και το κόστος αντικατάστασης της μπαταρίας θα μειωθούν και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα αυξηθεί. Τα επόμενα χρόνια, ο κλάδος των φωτοβολταϊκών θα συνεχίσει να αναπτύσσεται γρήγορα. Ως μέρος των προσπαθειών για τη μείωση των επιπτώσεων του άνθρακα, ο ηλιακός φωτισμός του δρόμου θα εγκαθίσταται συχνότερα.
