مكونات نظام مصابيح الحدائق الشمسية

مصباح الحديقة الشمسي هو نوع من مصابيح الطاقة الخضراء، ويتميز بخصائص السلامة، وتوفير الطاقة، وحماية البيئة، وسهولة التركيب.مصباح حديقة يعمل بالطاقة الشمسية مقاوم للماءيتكون هذا النظام بشكل أساسي من مصدر ضوئي، ووحدة تحكم، وبطارية، ووحدة خلايا شمسية، وجسم المصباح، ومكونات أخرى. عند تعرضه للضوء، تُخزن الطاقة الكهربائية في البطارية عبر الخلايا الشمسية، ثم تُرسل هذه الطاقة إلى مصابيح LED عبر وحدة التحكم عند انقطاع الضوء. وهو مناسب لإضاءة المساحات الخضراء في الأحياء السكنية وتجميل الحدائق العامة.

مجموعة كاملة منمصباح حديقة يعمل بالطاقة الشمسيةيتضمن النظام: مصدر الضوء، ووحدة التحكم، والبطارية، ومكونات الخلايا الشمسية، وجسم المصباح.
عندما تسطع أشعة الشمس على الخلية الشمسية خلال النهار، تقوم الخلية بتحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية، وتخزن هذه الطاقة في البطارية عبر دائرة التحكم. بعد حلول الظلام، تُغذي الطاقة الكهربائية المخزنة في البطارية مصدر إضاءة LED الخاص بمصباح الحديقة عبر دائرة التحكم. وعند بزوغ فجر اليوم التالي، تتوقف البطارية عن تزويد مصدر الإضاءة بالطاقة.مصابيح الحدائق الشمسيةانطفأت الأنوار، واستمرت الخلايا الشمسية في شحن البطارية. يتكون جهاز التحكم من معالج دقيق أحادي الشريحة ومستشعر، ويتحكم في فتح وإغلاق مصدر الضوء من خلال جمع الإشارة الضوئية وتحليلها. يؤدي جسم المصباح دورًا رئيسيًا في حماية النظام وتزيينه خلال النهار لضمان التشغيل السليم. يُعد مصدر الضوء وجهاز التحكم والبطارية عناصر أساسية لتحديد أداء نظام إضاءة الحديقة. يظهر مخطط النظام المحوري على اليمين.
بطارية شمسية
1. النوع
تحوّل الخلايا الشمسية الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية. وهناك ثلاثة أنواع من الخلايا الشمسية أكثر عملية: السيليكون أحادي البلورة، والسيليكون متعدد البلورات، والسيليكون غير المتبلور.
(1) معايير أداء الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة مستقرة نسبيًا، وهي مناسبة للاستخدام في المناطق الجنوبية حيث تكثر الأيام الممطرة ولا يوجد ما يكفي من ضوء الشمس.
(2) تتميز عملية إنتاج الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون متعدد البلورات ببساطتها النسبية، كما أن سعرها أقل من سعر الخلايا المصنوعة من السيليكون أحادي البلورة. وهي مناسبة للاستخدام في المناطق الشرقية والغربية التي تتمتع بضوء شمس كافٍ وجيد.
(3) تتميز الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون غير المتبلور بمتطلبات منخفضة نسبيًا فيما يتعلق بظروف ضوء الشمس، وهي مناسبة للاستخدام في الأماكن التي يكون فيها ضوء الشمس الخارجي غير كافٍ.
2. جهد التشغيل
يبلغ جهد تشغيل الخلية الشمسية 1.5 ضعف جهد البطارية المتوافقة لضمان شحنها بشكل سليم. على سبيل المثال، يلزم استخدام خلايا شمسية بجهد 4.0 إلى 5.4 فولت لشحن بطاريات 3.6 فولت؛ وخلايا شمسية بجهد 8 إلى 9 فولت لشحن بطاريات 6 فولت؛ وخلايا شمسية بجهد 15 إلى 18 فولت لشحن بطاريات 12 فولت.
3. طاقة الخرج
تبلغ القدرة الناتجة لكل وحدة مساحة من الخلية الشمسية حوالي 127 واط/م². تتكون الخلية الشمسية عادةً من عدة خلايا شمسية موصولة على التوالي، وتعتمد سعتها على إجمالي الطاقة المستهلكة من مصدر الضوء، ومكونات نقل الطاقة، وطاقة الإشعاع الشمسي المحلي. يجب أن تتجاوز القدرة الناتجة من حزمة البطاريات الشمسية 3 إلى 5 أضعاف قدرة مصدر الضوء، ويجب أن تتجاوز 3 إلى 4 أضعاف في المناطق ذات الإضاءة الوفيرة وفترة الإضاءة القصيرة؛ وإلا، فيجب أن تتجاوز 4 إلى 5 أضعاف.
بطارية تخزين
تقوم البطارية بتخزين الطاقة الكهربائية من الألواح الشمسية عندما يكون هناك ضوء، وتطلقها عند الحاجة إلى الإضاءة ليلاً.
1. النوع
(1) بطارية الرصاص الحمضية (CS): تُستخدم هذه البطارية في درجات الحرارة المنخفضة، وتتميز بمعدل تفريغ عالٍ وسعة منخفضة، وتُستخدم في معظم مصابيح الشوارع الشمسية. لا تحتاج هذه البطارية إلى صيانة، وسعرها منخفض. مع ذلك، يجب الانتباه إلى منع تلوث الرصاص الحمضي، وينبغي التخلص التدريجي منها.
(2) بطارية تخزين النيكل والكادميوم (Ni-Cd): معدل تفريغ عالي، أداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة، عمر دورة طويل، استخدام نظام صغير، ولكن يجب توخي الحذر لمنع تلوث الكادميوم.
(3) بطارية نيكل-معدن هيدريد (Ni-H): تتميز بمعدل تفريغ عالٍ، وأداء جيد في درجات الحرارة المنخفضة، وسعر منخفض، وعدم تسببها في التلوث، مما يجعلها بطارية صديقة للبيئة. يمكن استخدامها في الأنظمة الصغيرة، لذا يُنصح بشدة باستخدامها. وهناك ثلاثة أنواع شائعة الاستخدام: بطاريات الرصاص الحمضية التي لا تحتاج إلى صيانة، وبطاريات الرصاص الحمضية العادية، وبطاريات النيكل-كادميوم القلوية.
2. توصيل البطارية
عند توصيل البطاريات على التوازي، يجب مراعاة تأثير عدم التوازن بين البطاريات الفردية، ويجب ألا يتجاوز عدد مجموعات التوازي أربع مجموعات. يجب الانتباه إلى مسألة حماية البطارية من السرقة أثناء التركيب.