طراحی و اجرای روشنایی معابر محوطه اتوبان بزرگراه به صورت تخصصی

چراغ های روشنایی معابر که در خیابان ها و بزرگراه ها نصب می شوند، نیاز به منابع انرژی دائمی دارند تا بتوانند در طول شب روشن بمانند. هزینه ی تولید انرژی، انتقال، تبدیل و توزیع آن در طول یک بزرگراه طولانی بسیار بالا می باشد. از همین رو استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مثل انرژی خورشیدی و بادی برای تامین توان مورد نیاز روشنایی معابر یک جایگزین به صرفه می باشد.
یک نمونه پایه چراغ خیابانی با پنل خورشیدی
فرض کنید در یک اتوبان به طول *** کیلومتر **** پایه چراغ برای روشنایی خیابان نصب شده است. پایه چراغ های خیابانی به دلیل فاصله ی زیادی که دارند، هزینه ی کابل کشی بالایی خواهند داشت. ترانسفورماتورهایی که در این مسیر نصب می شوند علاوه بر هزینه ی بالا، تلفات تبدیل ولتاژ را نیز به همراه خواهند داشت. پس اگر انرژی به صورت پراکنده تولید و مصرف شود، می تواند بازدهی بیشتر و هزینه ی تمام شده ی کمتری را برای کل پروژه به ارمغان بیاورد.
یک سیستم خورشیدی برای روشنایی معابر شامل * جز اصلی می باشد. پنل خورشیدی که وظیفه ی تولید انرژی را در طول روز بر عهده دارد. شارژ کنترلر خورشیدی که انرژی تولید شده توسط پنل ها را در باتری ذخیره می کند. باتری که وظیفه ی ذخیره انرژی را برای مصرف شب بر عهده دارد. اگر هم تجهیزات روشنایی معابر AC باشند، به یک اینورتر برای تبدیل انرژی نیاز داریم.
تجهیزات یک سیستم خورشیدی برای روشنایی معابر
در ادامه همراه ما باشید تا به آموزش طراحی سیستم خورشیدی برای روشنایی معابر بپردازیم.
قدم اول طراحی چراغ های روشنایی معابر و خیابانی
پیش از طراحی سیستم خورشیدی، باید طراحی چراغ های روشنایی معابر انجام شده باشد. پس از انجام طراحی و مشخص شدن تجهیزات روشنایی معابر، توان مصرفی چراغ ها را بر حسب وات یادداشت کنید.
توجه داشته باشید که توان مصرفی فقط بیانگر مقدار انرژی مصرفی چراغ جهت تولید نور است. لزوما توان بالاتر به معنای نور بیشتر نخواهد بود. بلکه لومن یکای اندازه گیری نور است و هر چه بیشتر باشد، نور بیشتری خواهید داشت. به عنوان مثال برای روشنایی فضای داخلی به شارنوری **** لومنی نیاز دارید. بدین منظور می توانید از چراغ های ال ای دی * وات استفاده کنید و یا از چراغ های فلورسنتی ** واتی بهره مند شوید. هر دو چراغ نور برابری تولید می کنند، ولی مصرف انرژی چراغ ال ای دی، تقریبا یک سوم چراغ فلورسنتی می باشد.
توان مصرفی بیشتر همیشه معادل تولید انرژی بیشتر نیست.
در طراحی روشنایی معابر هم می توانید از چراغ های با بازدهی بالا و مصرف انرژی کمتر استفاده کنید تا هزینه های تولید و ذخیره ی انرژی شما کاهش یابد. در این مقاله فرض می کنیم می خواهیم از چراغ خیابانی *** واتی استفاده کنیم.
قدم دوم طراحی پنل خورشیدی برای چراغ های روشنایی معابر
پنل خورشیدی باید کل انرژی مورد نیازی که چراغ های روشنایی معابر در شب استفاده می کنند را در طول روز تولید و در باتری ذخیره کند. به همین دلیل ابتدا کل انرژی مصرفی شبانه ی یک چراغ را محاسبه می کنیم. یک چراغ در هر ساعت *** وات انرژی مصرف می کند و با فرض اینکه ** ساعت در شب روشن می ماند، **** وات ساعت یا * کیلووات ساعت در هر روز انرژی مصرف می کند.
به طور میانگین در ایران، هر پنل خورشیدی در طول روز * ساعت تولید مفید دارد. البته این مقدار در استان های شمالی حوالی * و در استان های پرتابش حوالی * ساعت می باشد. پس برای تامین * کیلووات ساعت انرژی در هر روز، کافیست تا **** را بر * تقسیم کنیم. پس نیاز به حداقل *** وات پنل خورشیدی در این پروژه هستیم.
با توجه به تلفات گرد و غبار، حرارتی، اهمی و … بهتر است تا پنل خورشیدی را تا ** درصد بیشتر در نظر بگیریم. یعنی در این پروژه از پنل *** واتی استفاده کنیم.
مشخصات یک پنل خورشیدی *** واتی
همانطور که در تصویر فوق مشاهده می کنید، ولتاژ مدار باز این پنل حدود ** ولت و جریان اتصال کوتاه آن حدود ** آمپر می باشد. با توجه به این دو پارامتر به طراحی سایر تجهیزات سیستم خورشیدی برای روشنایی معابر می پردازیم.
قدم سوم طراحی باتری برای مصرف چراغ های روشنایی معابر
برای محاسبه ی باتری باید میزان مصرف روزانه چراغ های خیابانی را تقسیم بر ظرفیت باتری کنیم. مصرف روزانه روشنایی معابر در این مثال * کیلووات ساعت بود. همچنین فرض می کنیم از باتری های ** ولت و *** آمپر ساعت که در ایران بسیار متداول هستند، می خواهیم استفاده کنیم. ظرفیت این باتری ها **** وات ساعت می باشد. البته در طراحی اجازه نمی دهیم که باتری خالی شود، چرا که عمر آن کم می شود.
لذا تنها ** درصد ظرفیت آن را در نظر می گیریم یعنی ظرفیت هر باتری برای تامین ان