4م مصباح شارع شمسي متكامل 20W مقاوم للموسم

يمثل نموذج SOLARTODO 4m Pathway All-in-One 20W Tropical تقدمًا كبيرًا في حلول الإضاءة الشمسية خارج الشبكة، مصمم خصيصًا للممرات المشاة، ومسارات الدراجات، والحدائق العامة في البيئات الاستوائية الصعبة. يجمع هذا النظام المتكامل بالكامل بين لوحة شمسية أحادية البلورة ذات كفاءة عالية بقدرة 40Wp، ومصباح LED قوي بقدرة 20W، وبطارية ليثيوم حديد فوسفات (LFP) بسعة 150Wh، ووحدة تحكم ذكية MPPT في وحدة واحدة سلسة. مثبتة على عمود فولاذي مجلفن بالغمس الساخن بارتفاع 4 أمتار، لا يوفر هذا التصميم جمالية فائقة فحسب، بل يضمن أيضًا نشرًا سريعًا، حيث يبلغ متوسط أوقات التركيب أقل من 30 دقيقة لكل وحدة. مع قدرة محسوبة على العمل لمدة 3 أيام، يضمن النظام إضاءة موثوقة على مدار السنة حتى خلال فترات طويلة من الغيوم الموسمية، مما يضع معيارًا جديدًا للمرونة والأداء في فئته. تم تصميم النظام لعمر خدمة يتجاوز 10 سنوات، مع ضمان للوحة الشمسية لمدة 25 عامًا من إنتاج الطاقة، مما يوفر حلاً للإضاءة خالي من الكربون على المدى الطويل ومتوافق مع المعايير الدولية مثل IEC 62124 للأنظمة الشمسية المستقلة.

تتمثل الابتكار الأساسي في نموذج 4m Pathway في هيكله All-in-One (AIO). من خلال دمج اللوحة الشمسية، والبطارية، ووحدة التحكم، والتركيب LED في هيكل مدمج واحد، يلغي النظام الأسلاك المعقدة وصناديق البطاريات الخارجية. يوفر هذا التكامل عدة مزايا رئيسية. أولاً، يبسط بشكل كبير اللوجستيات والتركيب في الموقع، مما يقلل من تكاليف العمالة بنسبة تصل إلى 60% مقارنة بأنظمة الإضاءة الشمسية التقليدية من النوع المنفصل. يمكن لفريق مكون من شخصين تثبيت التصميم ذو الوحدة الواحدة، الذي يزن حوالي 18 كجم، دون الحاجة إلى آلات ثقيلة. ثانيًا، يوفر ارتفاع ومحتوى المكونات حماية كبيرة ضد السرقة والتخريب، وهي مشكلة شائعة مع الأنظمة التي تستخدم صناديق بطاريات قابلة للوصول على مستوى الأرض. يسمح التصميم الأنيق والحد الأدنى، الخالي من الكابلات الخارجية، لمصباح الشارع بالاندماج بسلاسة في المناظر الطبيعية الحضرية والطبيعية الحديثة. الهيكل نفسه مصنوع من سبيكة الألمنيوم المصبوبة، مما يوفر تبديدًا ممتازًا للحرارة للإلكترونيات وتصنيف IP67 للحماية الكاملة ضد دخول الغبار والماء، كما هو محدد في معيار IEC 60598.

يتطلب التشغيل الموثوق في المناطق الاستوائية اعتبارات تصميم متخصصة لمواجهة درجات الحرارة العالية، والرطوبة الشديدة، والأمطار الغزيرة. تم تصميم النسخة 20W Tropical خصيصًا لهذه الظروف. يتم احتواء التجميع الإلكتروني بالكامل داخل حاوية محكمة الإغلاق IP67، مما يضمن عدم تسرب الرطوبة إلى المكونات الحساسة. علاوة على ذلك، تتلقى جميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) طلاءً متوافقًا، وهو طبقة مضادة للفطريات تمنع نمو العفن والتآكل على المسارات الإلكترونية في البيئات التي غالبًا ما تتجاوز فيها الرطوبة النسبية 90%. تتميز نظام تخزين الطاقة بخلايا LiFePO4 عالية الحرارة مصنفة للعمل حتى 60°C (140°F)، مما يمنع التدهور المبكر. ميزة حاسمة لفصول الأمطار الموسمية هي قدرة النظام على العمل لمدة 3 أيام. يمكن أن توفر سعة البطارية البالغة 150Wh، مع إدارة الطاقة الذكية، الطاقة لمصباح LED بقدرة 20W لثلاث ليالٍ متتالية دون شحن شمسي، مما يضمن خدمة مستمرة خلال الطقس الغائم لفترات طويلة. يتم طلاء العمود الفولاذي المجلفن بطبقة زنك بسمك 85 ميكرون، مما يوفر حماية قوية ضد التآكل في الهواء الساحلي المالح.

في قلب نظام توليد الطاقة توجد لوحة شمسية أحادية البلورة بقدرة 40Wp تستخدم تقنية Tunnel Oxide Passivated Contact (TOPCon). تعزز هذه الهيكل الخلوي المتقدم كفاءة التحويل إلى أكثر من 22%، وهو تحسين ملحوظ مقارنة بخلايا PERC التقليدية، مما يسمح بوجود بصمة أصغر للوحة دون التضحية بإنتاج الطاقة. يتم حماية اللوحة بواسطة زجاج مقسى بسمك 3.2 مم، عالي النفاذية ومضاد للانعكاس، والذي يتمتع بمقاومة عالية للصدمات والتدهور البيئي. يتم اعتماد أداء اللوحة وفقًا لمعايير IEC 61215، مما يضمن أنها تلبي متطلبات صارمة لتأهيل التصميم والموافقة على النوع. يبلغ العائد اليومي للطاقة للنظام في موقع استوائي نموذجي (مثل سنغافورة، مع 4.5 ساعة ذروة شمسية) حوالي 180Wh، وهو أكثر من كافٍ لشحن البطارية سعة 150Wh بالكامل أثناء تشغيل الضوء، مما يوفر فائضًا صحيًا من الطاقة بنسبة 20% لتعويض خسائر النظام وعدم كفاءة شحن البطارية.

يستخدم النظام حزمة بطارية ليثيوم حديد فوسفات (LiFePO4 أو LFP) بسعة 150Wh، وهي كيمياء معروفة بسلامتها، واستقرارها الحراري، ودورة حياتها الاستثنائية. تم تصنيف البطارية لأكثر من 2000 دورة تفريغ عميق حتى عمق تفريغ 80% (DOD)، مما يترجم إلى عمر خدمة عملي يتراوح بين 5-7 سنوات في ظل ظروف التشغيل النموذجية. على عكس كيمياء أيونات الليثيوم مثل NMC أو NCA، فإن LFP غير قابلة للاحتراق بطبيعتها وغير عرضة للاحتراق الحراري، وهي ميزة أمان حاسمة للبنية التحتية العامة. يوفر نظام إدارة البطارية (BMS) المدمج حماية شاملة، بما في ذلك الحماية من الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والدوائر القصيرة، والحماية الحرارية. كما يتضمن BMS حماية من الشحن في درجات الحرارة المنخفضة، مما يمنع تلف البطارية عن طريق تثبيط الشحن عندما تنخفض درجات حرارة الخلايا تحت 0°C، على الرغم من أن هذا نادرًا ما يكون عاملاً في المناخات الاستوائية المستهدفة.

تتم إدارة الطاقة بواسطة وحدة تحكم متقدمة لتتبع نقطة الطاقة القصوى (MPPT)، والتي تتمتع بكفاءة تتبع تزيد عن 98%. تعمل هذه الوحدة على تحسين نقل الطاقة من اللوحة الشمسية إلى البطارية، مما يجمع حتى 30% من الطاقة أكثر من وحدات PWM الأبسط، خاصة خلال فترات الظل الجزئي أو الغيوم. يتميز النظام بملف إضاءة افتراضي من الغسق إلى الفجر، مما ينشط تلقائيًا عند غروب الشمس ويعطل عند شروق الشمس. للحفاظ على الطاقة بشكل أكبر، تستخدم الوحدة استراتيجية تعتيم ذكية: يعمل الضوء عند 100% من السطوع (20W، ~3400 لومن) خلال الأربع ساعات الأولى من الليل، ثم يخفف إلى 30% من الطاقة خلال الست ساعات التالية، ويعود إلى 100% خلال الساعتين الأخيرتين قبل الفجر. يمكن تخصيص هذا الملف الزمني ويمكن أيضًا تعزيزه بمستشعر حركة PIR اختياري، الذي يجعل الضوء يصل إلى السطوع الكامل لمدة 60 ثانية عند اكتشاف الحركة، مما يحقق توفيرًا في الطاقة يصل إلى 60% مقارنة بملف التشغيل المستمر. يستخدم المصباح بقدرة 20W شرائح LED عالية الكفاءة من مصنع رائد مثل Bridgelux أو Lumileds، مما يوفر كفاءة مضيئة تتجاوز 170 lm/W. ينتج عن ذلك إخراج ضوء قوي يزيد عن 3400 لومن عند درجة حرارة لون بيضاء محايدة تبلغ 4000K، مما يوفر رؤية واضحة وتجسيدًا ممتازًا للألوان (CRI > 75) لسلامة المشاة.

تم تصنيع العمود بارتفاع 4 أمتار من فولاذ هيكلي من الدرجة Q235 ويخضع لعملية جلفنة بالغمس الساخن وفقًا لمعايير ASTM A123. تطبق هذه العملية طلاء زنك وقائي بسمك لا يقل عن 85μm، مما يوفر مقاومة استثنائية للتآكل لعمر يزيد عن 20 عامًا، حتى في المناطق الساحلية. تم تصميم العمود لتحمل سرعات الرياح تصل إلى 150 كم/س، مما يجعله مناسبًا للمناطق المعرضة للعواصف الاستوائية. الأساس هو قاعدة خرسانية قياسية، حيث يتم توفير رسومات هندسية لضمان الاستقرار في ظروف التربة المختلفة. يتم تأمين وحدة الرأس المتكاملة إلى العمود عبر حوامل تثبيت قوية وقابلة للتعديل تسمح بالتوجيه الدقيق للوحة الشمسية نحو خط الاستواء لأقصى تعرض شمسي.