مكوّنات النظام
- اللوح الشمسي: يكون عادةً بخلايا أحادية البلورة، ما يحقق كفاءة أعلى لكل وحدة مساحة. ويُركَّب اللوح موجّهًا نحو الجنوب وبزاوية الميل الصحيحة.
- البطارية: تُستخدم في الأنظمة الحديثة بطاريات LiFePO4 (فوسفات حديد الليثيوم)، وتتميز بعمر دورات طويل وتحمّل عالٍ لدرجات الحرارة المرتفعة وتركيبة كيميائية آمنة.
- منظم الشحن: يستمد منظم الشحن من نوع MPPT أقصى قدرة من اللوح، ويحمي البطارية من الشحن الزائد والتفريغ العميق.
- وحدة الإنارة LED: توفر مصابيح LED عالية الكفاءة تدفقًا ضوئيًا عاليًا باستهلاك منخفض للطاقة؛ ويتحقق توفير الطاقة طوال الليل عبر خفض شدة الإضاءة المبرمج (التعتيم).
- العمود والذراع: يُصمَّمان لتحمّل وزن اللوح وحمل الرياح؛ ويمكن أن يكون اللوح مدمجًا في هيكل العمود أو مثبّتًا على الذراع.
دورة النهار والليل
في النهار ينقل اللوح الطاقة التي يولّدها إلى البطارية عبر منظم الشحن. وعند حلول الظلام يرصد النظام انخفاض جهد اللوح فيُضيء وحدة الإنارة تلقائيًا، ثم يُطفئها بالطريقة نفسها صباحًا. وبعد منتصف الليل، في الساعات التي تقل فيها الحركة، تُخفَّض شدة الإضاءة للحفاظ على طاقة البطارية؛ وفي الطرازات المزوّدة بحساس حركة تعود الإضاءة إلى قدرتها الكاملة عند اقتراب أي شخص.
كم ليلة يضيء؟ مفهوم الاستقلالية
الاستقلالية هي عدد الليالي التي تستطيع البطارية تشغيل النظام خلالها دون أن تتلقى أي أشعة شمس. ولمواجهة الأيام الغائمة والملبّدة بالغيوم تُصمَّم الأنظمة عادةً باستقلالية تبلغ 2–3 ليالٍ. ولأن النهار يقصر والليل يطول في أشهر الشتاء، تُحدَّد السعات على أساس أسوأ شهر.
تحديد مبسّط للسعات
الحساب التالي لإعطاء فكرة تقريبية فقط؛ ففي المشاريع الفعلية تُقيَّم بيانات السطوع الشمسي وزاوية اللوح والتظليل معًا.
| الخطوة | المعادلة | مثال (وحدة إنارة 30 W) |
|---|---|---|
| الاستهلاك الليلي | القدرة × ساعات التشغيل (مع احتساب خفض الإضاءة) | 30 W × 12 ساعة × متوسط 60% = 216 Wh |
| سعة البطارية | الاستهلاك الليلي × الاستقلالية ÷ النسبة القابلة للاستخدام | 216 Wh × 3 ليالٍ ÷ 0.9 = نحو 720 Wh |
| قدرة اللوح | الاستهلاك الليلي ÷ (ساعات السطوع الشمسي × كفاءة النظام) | 216 Wh ÷ (3 ساعات × 0.75) = نحو 100 W |
المزايا وما يجب مراعاته
- لا حاجة إلى الحفر ولا إلى مجاري الكابلات ولا إلى التوصيل بالشبكة؛ فالتركيب سريع ولا توجد فاتورة كهرباء.
- لا يتأثر بانقطاعات الشبكة؛ وهو مثالي للحدائق والطرق الريفية والسواحل والحرم الجامعية.
- يجب ألا يبقى اللوح في الظل طوال النهار؛ فظل الأشجار والمباني يخفّض الكفاءة.
- على الطرق الرئيسية ذات الحركة الكثيفة التي تتطلب مستوى إضاءة عاليًا، قد تكون الأنظمة الموصولة بالشبكة الكهربائية أنسب.
الصيانة
يحافظ تنظيف سطح اللوح من الغبار والأوساخ على كفاءته؛ ويُوصى بتنظيفه عدة مرات في السنة في المناطق المغبرة. وتتميز بطاريات LiFePO4 بعمر طويل، وعند انتهاء عمرها تُستبدل البطارية وحدها، بينما يستمر استخدام العمود ووحدة الإنارة.
حاسبة المشاريع مجانية
احسبوا فورًا عدد الأعمدة اللازمة لمشروعكم.