مخطط تفصيلي
- مقدمة
- ما الذي تفعله الخلايا الكهروضوئية التي تعمل من الغسق إلى الفجر في الواقع؟
- ما مقدار الطاقة التي يستهلكها مصباح التفريغ عالي الكثافة التقليدي بدون خلية ضوئية؟
- ماذا يحدث بعد تركيب خلية ضوئية من طراز JL-205C؟
- كيف تبدو الأرقام جنبًا إلى جنب؟
- ماذا بعد؟
تستهلك إنارة الشوارع ما يقارب 25 إلى 301 طن من إجمالي استهلاك الكهرباء في العديد من المدن. لذا، إلى جانب أنظمة الإضاءة الحضرية الأخرى، يصبح من الضروري ترشيد استهلاك الطاقة قدر الإمكان.
وبما أن هذه الأضواء الخارجية مهمة، فإن الحل يكمن في ضمان تشغيلها فقط عند الضرورة.
ويمكن تحقيق ذلك من خلال الإضاءة الذكية، التي تستخدم الخلايا الضوئية من الغسق إلى الفجر ليس فقط للتأكد من أن نظام الإضاءة يعمل عند الغسق وينطفئ عند الفجر، ولكن أيضًا يدير مفتاح الإضاءة بناءً على مستويات الضوء الطبيعي.
يُعدّ مستشعر الخلايا الضوئية JL-205C من شركة Long-Join خيارًا ممتازًا للعديد من مصابيح الشوارع الخارجية، وله استخدامات عديدة في أنظمة الإضاءة الحديثة. سأستخدمه كدراسة حالة اليوم.
ما الذي تفعله الخلايا الكهروضوئية التي تعمل من الغسق إلى الفجر في الواقع؟
إنّ الخلية الضوئية التي تعمل من الغسق إلى الفجر ليست مجرد مؤقت ثابت يُضبط مرة واحدة ويعمل ويتوقف في نفس الوقت يوميًا. إذا كان الأمر كذلك، فلن تكون دقيقة في رصد تغيرات ضوء النهار عند تغير الفصول.
تستشعر مستشعرات الخلايا الضوئية هذه بيئة الإضاءة الفعلية كل يوم وتستخدم هذه المعلومات لتشغيل المصابيح المتصلة تلقائيًا عندما ينخفض الضوء المحيط عند الغسق وإطفائه عندما يرتفع عند الفجر.
ال JL-205C هي خلية ضوئية تعتمد على ترانزستور ضوئي ذي قفل لولبي، مزودة بمستشعر ضوئي يقوم بهذا النوع من الكشف بدقة. فيما يلي بعض الميزات الرئيسية لجهاز JL-205C:
- توافق واسع مع الجهد الكهربائي (نطاق قابل للتطبيق 105-305 فولت تيار متردد)
- تأخير زمني فعال (3-20 ثانية)
- مستوى حماية عالٍ (مزود بمقاوم موجي حراري مدمج)
- وضع الأمان عند الفشل (وضع الفشل عند الفشل)
- استهلاك منخفض للطاقة (1.5 فولت أمبير كحد أقصى)
يُعد استهلاك الطاقة للخلية الضوئية نفسها، والبالغ 1.5 فولت أمبير، ضئيلاً للغاية. أما وفورات الطاقة التي تُحققها من خلال التحكم الدقيق في وقت تشغيل المصباح المتصل، فهي ليست كذلك.
ما مقدار الطاقة التي يستهلكها مصباح التفريغ عالي الكثافة التقليدي بدون خلية ضوئية؟
يسهل فهم قدرات الخلايا الكهروضوئية التي تعمل من الغسق إلى الفجر في توفير الطاقة من خلال النظر إلى استهلاك الطاقة للخلايا التقليدية مصابيح HID (التفريغ عالي الكثافة) بدون مستشعرات الخلايا الضوئية.
لا تزال مصابيح التفريغ عالي الكثافة (HID) تستخدم على نطاق واسع في إنارة الشوارع, وبدون خلية ضوئية، فإنها تستهلك الطاقة بسبب آلية "التشغيل المستمر" الخاصة بها، والتي تضمن عملاً متواصلاً.
على سبيل المثال، يستهلك مصباح HID بقوة 1000 واط يعمل بشكل مستمر دون أي تحكم تلقائي في الإضاءة ما يلي:
- الاستهلاك اليومي: 1000 واط × 24 ساعة = 24 كيلوواط ساعة/يوم
- الاستهلاك السنوي: 24 كيلوواط ساعة × 365 يومًا = 8760 كيلوواط ساعة/سنة
يتم أحيانًا تقليل استهلاك الطاقة باستخدام مؤقتات ثابتة، لكن هذا يخلق مشكلة جديدة تتمثل في التغيرات الموسمية، مما يؤدي إلى تشغيل المصابيح خلال ضوء النهار في الصباح الباكر أو تشغيل المفاتيح قبل حلول الظلام فعليًا.
ماذا يحدث بعد تركيب خلية ضوئية من طراز JL-205C؟
بفضل تركيب خلية ضوئية من طراز JL-205C، لن يعمل أي مصباح خارجي إلا عندما ينخفض مستوى الإضاءة المحيطة فعلياً إلى ما دون عتبة التشغيل، مما يؤدي إلى توفير الطاقة وتعديل الإضاءة وفقاً لفصول السنة.
يبلغ متوسط ساعات الظلام السنوية في مدينة نموذجية تقع على خطوط العرض المتوسطة (مع الأخذ في الاعتبار طول الليالي في الشتاء وقصرها في الصيف) حوالي 12 ساعة يوميًا. ويؤدي تشغيل الخلايا الكهروضوئية بناءً على هذا الأساس إلى خفض الاستهلاك بشكل ملحوظ.
مع تركيب وحدة تحكم الخلية الضوئية JL-205C، سيستهلك مصباح HID بقدرة 1000 واط ما يلي:
- الاستهلاك اليومي: 1000 واط × 12 ساعة = 12 كيلوواط ساعة/يوم
- الاستهلاك السنوي: 12 كيلوواط ساعة × 365 يومًا = 4380 كيلوواط ساعة/سنة
وينتج عن ذلك انخفاض في استهلاك الطاقة بمقدار 50%، وفي بعض الأحيان تكون الوفورات أكبر، خاصة بالنسبة للأنظمة التي كانت تعمل فيها الأضواء سابقًا لمدة 18 ساعة تقريبًا على مؤقت ثابت غير ثابت، أو في المدن التي تكون فيها تكاليف الكهرباء مرتفعة.
كيف تبدو الأرقام جنبًا إلى جنب؟
يوضح الجدول أدناه استهلاك الطاقة السنوي المحاكى لمصابيح HID بقدرة 1000 واط و 1500 واط التي تعمل بدون تحكم مقابل مع تبديل الخلايا الضوئية Long-Join JL-205C، بناءً على متوسط التشغيل الليلي لمدة 12 ساعة.
| غرض | بدون خلية ضوئية (كيلوواط ساعة/سنة) | مع وصلة طويلة JL-205C (كيلوواط ساعة/سنة) | توفير الطاقة |
| مصباح HID بقوة 1000 واط (خط أساس لمدة 24 ساعة) | 8,760 | 4,380 | ~50% |
| مصباح HID بقوة 1500 واط (خط أساس لمدة 24 ساعة) | 13,140 | 6,570 | ~50% |
| مصباح HID بقوة 1000 واط (مؤقت أساسي لمدة 16 ساعة) | 5,840 | 4,380 | ~25% |
| مصباح HID بقوة 1500 واط (مؤقت أساسي لمدة 16 ساعة) | 8,760 | 6,570 | ~25% |
ملاحظة: هذه قيم تقريبية. تختلف الوفورات الفعلية تبعًا لعدة عوامل، مثل الموقع، وساعات التشغيل الأساسية، والموسم، وتعريفات الكهرباء المحلية. مع ذلك، يضمن جهاز JL-205C تشغيل الإضاءة فقط خلال فترات الظلام الحقيقية، مما يمنع انحراف المؤقت الذي يتسبب في استهلاك غير مُجدٍ للطاقة في أنظمة التشغيل ذات الجداول الزمنية الثابتة.
ماذا بعد؟
يُعدّ هدر الطاقة الكهربائية في إضاءة المدن مشكلةً يُمكن حلّها بسهولة باستخدام خلية ضوئية تعمل من الغسق إلى الفجر. إذ يُمكنها توفير ما يصل إلى 501 تيرابايت من الطاقة التي تستهلكها المصابيح التقليدية، وتتوفر خيارات موثوقة، مثل خلية JL-205C من شركة Long-Join، على موقع Chi-Swear الإلكتروني للشراء، بالإضافة إلى نصائح التركيب.
