عمود ذكي هجين من الرياح والطاقة الشمسية بارتفاع 11m - للشوارع الحضرية الشريانية

يجمع العمود الذكي الهجين من الرياح والطاقة الشمسية بارتفاع 11m - للشوارع الحضرية الشريانية منصة إنارة شوارع ذكية 10 في 1 مع توليد رياح بمحور رأسي 300W، ومدخل شمسي أحادي البلورة 300W، وتخزين LFP بسعة 5kWh، وإنارة طرق LED بقدرة 160W، وشاحن مركبات كهربائية AC مدمج بقدرة 11kW داخل جسم العمود السفلي بارتفاع 2.2m. وللمسافات الشريانية البالغة 30m وممرات 138 عمودا، يجمع النظام الإنارة، والشحن، والاستشعار، والاتصالات، والأمن، والصوت، والعرض، والاستجابة للطوارئ، والطاقة الهجينة في هيكل واحد من الفولاذ المجلفن.

نظرة عامة على المنتج

صممت SOLARTODO هذا العمود الهجين بارتفاع 11m للشوارع الحضرية الشريانية، والمجمعات الصناعية، وطرق المدن الذكية، ومراكز النقل، وبرامج البنية التحتية البلدية للطاقة المتجددة التي تتطلب خدمات عامة على مدار 24 ساعة من أساس مدني واحد. يبلغ قطر العمود الفولاذي المثمن المخروطي 45cm عند القاعدة و15cm عند القمة، ويستخدم تشطيبا فضيا رماديا مجلفنا بالغمس الساخن، ويدمج خزانة شحن المركبات الكهربائية داخل الجزء السفلي البالغ 2.2m من العمود كجسم فولاذي ملحوم مستمر بدلا من عمود جانبي منفصل على الطريق.

مقارنة بمصباح شارع تقليدي مع شاحن مستقل بقدرة 11kW، وسارية CCTV منفصلة، ونقطة وصول WiFi، وصندوق مستشعرات، وشاشة إعلانات، وعمود اتصال طوارئ، يمكن لهذا العمود الهجين تقليل عدد الخزائن الجانبية بمقدار 5 إلى 7 أجهزة لكل موقع وخفض واجهات الحفر بنحو 40% على ممر بتباعد 30m. كما يقلل التصميم الموحد ازدحام الأعمدة باستخدام ذراعي إنارة مزدوجتين بطول 1.5m، وحامل PTZ واحد، وحاوية بوابة مدمجة بمستوى السطح، وباب خدمة مدمج واحد.

يجمع النظام الفرعي للطاقة المتجددة توربينا رياحيا Savonius VAWT بقدرة 300W مع مغرفتين منحنيتين بقياس 60cm في 90cm، ووحدتي PV أحاديتَي البلورة باللون الأسود العميق قدرة 2 x 150W على حوامل A-frame شرقية غربية بزاوية 15-degree، ووحدة تحكم MPPT، وبطارية ليثيوم فوسفات الحديد بسعة 5kWh. وتستخدم إرشادات NREL PVWatts عادة لنمذجة إنتاج الطاقة الشمسية الخاصة بالموقع، بينما توضح تقارير تكاليف IRENA سبب تزايد اعتماد الطاقة الشمسية الموزعة والتخزين في البنية التحتية العامة ذات أعمار الخدمة من 10-year إلى 25-year.

بنية النظام

يبدأ مسار الطاقة من توربين الرياح عند القمة وزوج وحدات PV في منتصف العمود، ثم يمر عبر تحويل MPPT إلى بطارية LFP بسعة 5kWh الموجودة داخل قاعدة العمود. ويدعم دخل احتياطي متصل بالشبكة فترات الشتاء أو العواصف الرملية أو الرياح الموسمية أو انخفاض الرياح، بينما تعطي وحدة التحكم المحلية الأولوية لإنارة 160W وأنظمة السلامة والاتصالات واستمرارية المستشعرات قبل أحمال العرض الاختيارية وأحمال الوصول العام.

تستخدم مجموعة الإنارة ذراعين متماثلتين بطول 1.5m مع ميل صاعد قدره 8-degree ومصباحي LED بقدرة 2 x 80W مصنفين عند 150 lm/W و4000K أبيض محايد. ومع خرج LED إجمالي يقارب 24,000 لومن، يدعم العمود تخطيط إضاءة الطرق الشريانية حيث يجب أن تتوافق تجانس الإضاءة، والتحكم في الوهج، وسهولة الصيانة مع مبادئ سلامة مصابيح IEC 60598 وقواعد إنارة الطرق المحلية.

المفهوم الإنشائي هو عمود ذكي موحد الجسم، وليس عمودا يحمل 10 ملحقات مركبة بشكل منفصل. فقد تم دمج الشاحن AC أحادي المسدس بقدرة 11kW، وموصل Type 2، واتصالات OCPP 1.6J، والكابل الملفوف 5m، وشاشة اللمس، وإيقاف الطوارئ، وباب الصيانة داخل القسم الفولاذي السفلي بارتفاع 2.2m، مما يحافظ على بصمة الشاحن داخل منطقة القاعدة 45cm ويحسن خلوص المشاة على الأرصفة الضيقة.

المواصفات الفنية

يستخدم النظام الفرعي الأمني كاميرا قبة PTZ بيضاء بقطر 22cm على حامل L خارجي بطول 50cm، مع دوران 360-degree، وتقريب بصري 25x، وتغطية ليلية بالأشعة تحت الحمراء حتى 150m. ومع تباعد أعمدة 30m، يمكن للكاميرا مراقبة عدة تقاطعات أو مناطق رصيفية، بينما تقلل حوامل الإنارة والكاميرا المنفصلة العوائق البصرية الناتجة عن الوحدتين الشمسيتين.

الوحدة البيئية هي حزمة مستشعرات من 12-parameter تغطي الأرصاد الجوية الكاملة، وجودة الهواء، وكشف المطر، وCO، وNO2، وO3. ويمكن أن تدعم البيانات لوحات معلومات جودة الهواء كل ساعة، والاستجابة للعواصف، ومراقبة الجزر الحرارية، ودراسات انبعاثات النقل؛ وتحدد تحليلات الطاقة الحضرية الصادرة عن IEA باستمرار المراقبة الرقمية كأداة عملية لتقليل هدر الطاقة عبر أصول البلديات بنسب مئوية ثنائية الخانة قابلة للقياس.

تتضمن طبقة الاتصال العامة عمودا صوتيا IP بقدرة 1 x 30W مصنفا عند 93dB، ومكبر صوت شبكي رأسي TCP/IP بقياس يقارب 10cm في 50cm، وزر SOS بضغطة واحدة مع اتصال داخلي صوتي ثنائي الاتجاه ومؤشر LED مرئي. ومكبر الصوت عبارة عن أنبوب ألومنيوم مثقب نحيف مركب بمستوى سطح وجه مسطح من العمود ومطابق لونيا للتشطيب المجلفن.

المراقبة السحابية

يتصل كل عمود عبر WiFi 6 و5G بنمط مزدوج، مع وصلة GbE صاعدة وLoRaWAN مدمجة عند 8.7m على وجه مسطح من العمود. وتأتي حاوية البوابة مطابقة اللون بحيث يستمر الطلاء بصريا عبر الحد الفاصل بين الجهاز والعمود، وهي تفصيلة مهمة في عمليات نشر حضرية بعدد 138 وحدة حيث يتم تقييم الاتساق البصري عند كل فاصل 30m.

يمكن للمنصة السحابية مراقبة حالة شحن البطارية، ومدخل الرياح، ومدخل الطاقة الشمسية، وملف تعتيم LED، وحالة الشاحن، وأحداث الإنذار، والقراءات البيئية، وصحة الشاشة، وحالة اتصال الكاميرا، وزمن تشغيل البوابة. ويمكن لمشغل المدينة تجميع 138 عمودا حسب الطريق أو الحي أو تعرفة الشحن أو منطقة الصيانة، وتصدير سجلات الأداء اليومية أو الشهرية أو السنوية للتوريد وتقارير الأشغال العامة.

تقيس شاشة الإعلانات LED من نوع P4 مقدار 960 x 1920mm بالاتجاه العمودي وتتجاوز سطوع 5500 cd/m2 للرؤية في ضوء النهار. وبالنسبة لصفحة هذا المنتج، يقتصر المحتوى المحدد على SOLARTODO Smart City بنص أبيض sans-serif على أزرق داكن، مما يبقي الشاشة مركزة على الهوية البلدية أو الإرشاد المكاني أو علامة المشروع دون إضافة صور غير ذات صلة.

المعايير والامتثال

يرجع تصميم المصابيح إلى IEC 60598 لسلامة معدات الإنارة، وترجع منصة مصباح الشارع الذكي إلى GB/T 37024 لأنظمة الأعمدة الذكية متعددة الوظائف، وترجع واجهة الشحن إلى IEC 62196-2 لموصلات مركبات AC. ويدعم OCPP 1.6J قابلية التشغيل البيني بين الشاحن والشبكة، بينما يدعم تصميم الحاوية IP66 ونطاق التشغيل من -40°C إلى +55°C عمليات النشر الشريانية في البيئات المغبرة والرطبة والساحلية والباردة.

يعتمد عمر التصميم 25-year على هيكل العمود، وسماكة الجلفنة، وهندسة الأساسات، وإدارة الكابلات، والحماية من الاندفاعات، والاستبدال المجدول للوحدات. وتعد ممارسات IEEE للحماية من الاندفاعات ذات صلة بدوائر AC وDC والاتصالات والمستشعرات المختلطة، لأن عمودا واحدا بارتفاع 11m يمكن أن يحتوي على 5 مجالات كهربائية على الأقل: PV، والرياح، والبطارية، وشاحن الشبكة، وأدوات التحكم منخفضة الجهد.

التطبيقات

يمكن لمشغل مزرعة شمسية في منطقة MENA يخطط لطريق خدمة بطول 8km نشر 267 عمودا بتباعد 30m للجمع بين الإنارة، وشحن أسطول المركبات الكهربائية، وCCTV، واستشعار جودة الهواء، وتنبيهات الخطاب العام دون بناء صواري اتصالات منفصلة كل 300m. وفي هذا السيناريو، تحسن PV الهجينة مع الرياح التوافر الليلي عندما ترتفع سرعات الرياح الصحراوية بعد الغروب، ويمكن لبطارية 5kWh موازنة الأحمال الحرجة أثناء انقطاعات الشبكة القصيرة.

يستخدم المشترون البلديون هذا التكوين للطرق الشريانية مع نمو اعتماد المركبات الكهربائية، وطرق محيط المطارات، والحرم الجامعي، والمناطق الاقتصادية، والواجهات البحرية، والموانئ، والمجمعات الصناعية الذكية. ويعد ارتفاع 11m مناسبا عندما تفتقر أعمدة 8m إلى مدى الكاميرا وقد تتجاوز أعمدة 12m حدود التصميم الحضري، بينما يوازن تباعد 30m بين تجانس الإنارة، ومسارات الكابلات، ووصول شاحنات الصيانة.

بالنسبة لفرق التوريد التي تقارن البدائل، عادة ما يبسط عمود 10 في 1 مدمج واحد جدول الكميات مقارنة بــ 6 حزم منفصلة للإنارة، والشحن، وCCTV، والعرض، وWiFi، واتصالات الطوارئ. ويمكن أن يؤدي تقليل الأعمال المدنية المنفصلة إلى خفض ساعات التركيب بنسبة 20% إلى 35% حسب طول الخنادق، وإصلاح الرصف، وإعادة استخدام الأساسات، ومعدلات العمالة المحلية.

تحليل استثمار EPC وهيكل التسعير

يشمل تسليم EPC 5 نطاقات عمل: الهندسة، والتوريد، والإنشاء، والتشغيل التجريبي، ودعم ضمان لمدة 1-year. تستطيع SOLARTODO توريد المعدات فقط بنظام FOB China، أو CIF مسلمة مع الشحن البحري والتأمين، أو خدمة EPC تسليم مفتاح كاملة مع التركيب والفحص والتشغيل التجريبي وتسليم المشغل ووثائق الضمان للمشاريع التي تبدأ عادة من 50 عمودا.

يعتمد ROI على تعرفة الكهرباء المحلية، ومعدل استخدام الشحن، وعمالة الصيانة، وسياسة الإعلانات، وتكلفة تمديد الشبكة. يستهلك حمل LED واحد بقدرة 160W يعمل 12 ساعة في الليلة نحو 701kWh سنويا قبل التعتيم، بينما يمكن لملف توفير طاقة تكيفي بنسبة 65% خفض سحب الإنارة بنحو 456kWh لكل عمود سنويا مقارنة بالتشغيل ذي الخرج الثابت.

وبالنسبة لممر يضم 138 عمودا، يمكن أن يصل خفض طاقة الإنارة السنوي إلى نحو 62,900kWh قبل احتساب مساهمة الرياح والطاقة الشمسية، ويمكن لشحن المركبات الكهربائية إنشاء قيمة استخدام إضافية عندما يخدم كل شاحن 11kW عدد 1 إلى 3 مركبات يوميا. وعادة ما تتم نمذجة فترة الاسترداد على مدى 4 إلى 8 سنوات عند إدراج الخزائن المتجنبة، والحفر المتجنب، وتوفير الطاقة، وإيرادات الشحن في الحالة المالية.

شروط الدفع هي وديعة 30% T/T بالإضافة إلى 70% مقابل بوليصة الشحن، أو 100% L/C عند الاطلاع لهياكل تمويل التجارة المعتمدة. ويمكن مراجعة تمويل المشاريع لحزم EPC التي تتجاوز $1,000K، ويمكن للفرق الهندسية طلب عرض سعر مخصص بإرسال عدد الأعمدة، وطول الطريق، وحالة الأساسات، وتوافر الشبكة، وتاريخ التشغيل التجريبي المستهدف إلى [email protected].

إرشادات التوريد والتكوين

ينبغي للمهندسين تأكيد فئة الرياح، وفئة التآكل، وقدرة تحمل التربة، ونمط مسامير الأساس، وحجم مجرى الكابلات، وتغطية مشغل 5G، ومتطلبات منصة OCPP، وتظليل PV، ومعيار موصل المركبات الكهربائية قبل إصدار الرسومات. ويمكن للمشترين تكوين نظامك عبر الإنترنت لمقارنة النسخة الهجينة 11m مع الأعمدة الذكية الشمسية فقط الأقل ارتفاعا أو العاملة بالشبكة.

توفر SOLARTODO أنظمة الطاقة الشمسية، وتخزين الطاقة، والإنارة الذكية، والأمن، والاتصالات، وأبراج الطاقة، والزراعة الذكية عبر https://solartodo.com، مع وثائق B2B منظمة للمهندسين وفرق التوريد. ولمقارنة الطرازات ذات الصلة، اعرض جميع منتجات مصابيح الشوارع الذكية (عمود متعدد الوظائف 10 في 1) أو تعرف على الموضوع للاطلاع على خلفية عن بنية الأعمدة الذكية وإنارة الشوارع الهجينة المتجددة.

يتحقق أفضل توافق فني عندما يحتاج المشروع إلى 4 على الأقل من الوظائف 10 المدمجة في كل موقع عمود، لأن العمود المشترك، والأساس، ووحدة التحكم، والبوابة، وباب الصيانة تخلق وفورات قابلة للقياس. أما التطبيقات التي تحتاج إلى إنارة أساسية فقط، فقد يكون عمود LED تقليدي بارتفاع 8m أو 10m أقل تكلفة مقدما، لكنه لن يوفر شحن 11kW، أو تغطية PTZ، أو استشعار 12-parameter، أو اتصالات عامة مدارة سحابيا.