چراغ‌های خیابانی خورشیدی: چگونه ارتفاع و توان روشنایی چراغ‌های دکل بلند را به طور منطقی مطابقت دهیم

در قلمرو روشنایی فضای باز، چراغ‌های خیابانی خورشیدی به عنوان یک راه‌حل پایدار و مقرون به صرفه ظهور کرده‌اند، و چراغ‌های خورشیدی با دکل بلند نقش مهمی در روشن کردن مناطق وسیع مانند بزرگراه‌ها، بنادر، میدان‌ها و پارک‌های صنعتی ایفا می‌کنند. با این حال، عملکرد این چراغ‌های خورشیدی با دکل بلند تنها با کیفیت آن‌ها تعیین نمی‌شود. یک عامل کلیدی در تطابق منطقی ارتفاع تیرهای چراغ و توان پنل‌های خورشیدی و LEDها نهفته است. یک ترکیب نامناسب می‌تواند منجر به مسائلی مانند پوشش روشنایی ناکافی، راندمان انرژی پایین و حتی کاهش عمر مفید کل سیستم شود. این مقاله به بررسی اصول اصلی، عوامل موثر و استراتژی‌های عملی برای دستیابی به یک تطابق بهینه بین ارتفاع دکل بلند و توان در سیستم‌های چراغ‌های خیابانی خورشیدی می‌پردازد.

1. اصول اصلی تطابق ارتفاع و توان

   ارتفاع تیر چراغ مستقیماً بر ناحیه پوشش روشنایی و شدت روشنایی روی زمین تأثیر می‌گذارد، در حالی که توان - از جمله توان پنل خورشیدی (که ظرفیت جمع‌آوری انرژی را تعیین می‌کند) و منبع نور LED (که خروجی نور را تعیین می‌کند) - عرضه انرژی و عملکرد روشنایی سیستم را دیکته می‌کند.

   

   عوامل کلیدی موثر بر تطابق ارتفاع و توان

   برای دستیابی به یک تطابق منطقی بین ارتفاع دکل بلند و توان، چندین عامل عملی باید ارزیابی شوند. این عوامل بر اساس سناریوی کاربرد و شرایط محیطی متفاوت هستند و نادیده گرفتن آن‌ها می‌تواند منجر به عملکرد نامطلوب سیستم شود.

   1. الزامات سناریوی کاربرد

      بزرگراه‌ها و آزادراه‌ها: این‌ها به روشنایی در مسافت‌های طولانی (معمولاً 30-50 متر پوشش در هر تیر) نیاز دارند تا رانندگان دید واضحی از جاده پیش رو داشته باشند. ارتفاع دکل‌های بلند در اینجا معمولاً بین 10 تا 15 متر است، با توان LED بین 150 وات تا 300 وات. به عنوان مثال، یک تیر 12 متری در یک بزرگراه ممکن است به یک LED 200 واتی نیاز داشته باشد تا میانگین روشنایی زمین 20-30 لوکس را حفظ کند، که با استاندارد روشنایی بین‌المللی برای جاده‌های شریانی مطابقت دارد.
      بنادر و پارک‌های صنعتی: این مناطق به پوشش وسیع برای پشتیبانی از عملیات شبانه، مانند جابجایی کالا یا نگهداری تجهیزات، نیاز دارند. ارتفاع تیرها اغلب بین 15 تا 25 متر است و توان LED می‌تواند تا 300-500 وات باشد. به عنوان مثال، یک تیر 20 متری در یک بندر، ممکن است به یک LED 400 واتی نیاز داشته باشد تا شعاع پوشش 40-50 متر و شدت روشنایی 15-25 لوکس را به دست آورد.
      میدان‌های شهری و مناطق مسکونی: این‌ها ایمنی و آسایش را در اولویت قرار می‌دهند، با الزامات شدت روشنایی کمتر (5-15 لوکس) و مناطق پوشش کوچک‌تر. ارتفاع تیرها معمولاً 8-12 متر است و توان LED از 50 وات تا 150 وات متغیر است. به عنوان مثال، یک تیر 10 متری در یک میدان مسکونی، می‌تواند به طور موثر با یک LED 100 واتی کار کند و شعاع پوشش 20-30 متر را بدون ایجاد آلودگی نوری فراهم کند.

   2. شرایط جغرافیایی و آب و هوایی

      آب و هوای محلی و موقعیت جغرافیایی بر راندمان جمع‌آوری انرژی پنل خورشیدی تأثیر می‌گذارد و در نتیجه بر توان مورد نیاز پنل تأثیر می‌گذارد: شدت نور خورشید: مناطقی با ساعات آفتابی سالانه بالا (به عنوان مثال، مناطق بیابانی یا مناطق استوایی) انرژی خورشیدی بیشتری دارند. در این مناطق، یک پنل خورشیدی با توان کمتر می‌تواند نیازهای انرژی یک LED با توان بالا را برآورده کند. به عنوان مثال، یک LED 200 واتی در آریزونا (ایالات متحده آمریکا) ممکن است تنها به یک پنل خورشیدی 300 واتی نیاز داشته باشد، در حالی که همان LED در سیاتل (ایالات متحده آمریکا) - منطقه‌ای با باران مکرر و نور خورشید کم - ممکن است به یک پنل خورشیدی 450 واتی نیاز داشته باشد تا کمبود جمع‌آوری انرژی را جبران کند.

   3. ذخیره انرژی و ظرفیت باتری

      در حالی که مستقیماً به ارتفاع تیر مربوط نمی‌شود، ظرفیت باتری سیستم چراغ خیابانی خورشیدی باید با توان پنل خورشیدی و LED همسو باشد. یک LED با توان بالاتر انرژی بیشتری مصرف می‌کند، بنابراین باتری باید ظرفیت کافی برای ذخیره انرژی برای استفاده در شب - به ویژه در روزهای ابری - داشته باشد. به عنوان مثال، یک LED 200 واتی که 10 ساعت در شب کار می‌کند، 2000 وات ساعت انرژی مصرف می‌کند. اگر پنل خورشیدی 300 وات باشد و میانگین زمان کار موثر روزانه 5 ساعت داشته باشد، می‌تواند 1500 وات ساعت در روز جمع‌آوری کند. در این حالت، یک باتری با ظرفیت حداقل 2000 وات ساعت (به علاوه 20-30٪ ذخیره برای روزهای ابری) برای جلوگیری از کمبود برق مورد نیاز است. بنابراین، هنگام تطبیق ارتفاع و توان، باید ظرفیت باتری را در نظر گرفت تا از قابلیت اطمینان سیستم اطمینان حاصل شود.