Knowledge

لأكثر من قرن من الزمان، ظلت الوظيفة الأساسية للبنية التحتية لإضاءة الشوارع ثابتة بشكل ملحوظ: إضاءة الظلام من الغسق حتى الفجر بقوة واحدة لا تتزعزع. وعلى الرغم من فعالية هذا النهج في تحقيق الرؤية الأساسية، إلا أنه تجاهل عدم الكفاءة الأساسية. الطلب على الإضاءة ليس ثابتًا طوال الليل. ويتقلب مع كثافة حركة المرور ونشاط المشاة والظروف المحيطة. لقد أدى ظهور التكنولوجيا القابلة للتعتيم، خاصة عند إقرانها بمصابيح LED، إلى إحداث ثورة في الإضاءة الخارجية البلدية والتجارية من خلال تقديم نموذج ديناميكي يعمل على مواءمة استهلاك الطاقة مع ضرورة -الوقت الفعلي. لفهم كيف تحقق مصابيح الشوارع القابلة للتعتيم مثل هذا التوفير الكبير في الطاقة، يجب على المرء أن يتعمق في آليات التحكم التكيفي، وكفاءة السائق، والتكامل الذكي، واقتصاديات دورة الحياة التي تميزها عن سابقاتها الثابتة.

يكمن الاختلاف الأكثر عمقًا بين الأنظمة التكيفية الحديثة ومصابيح الشوارع التقليدية في مفهوم التحكم الديناميكي في السطوع. تعمل مصابيح الشوارع الكلاسيكية، والتي غالبًا ما تستخدم مصابيح الصوديوم أو الهاليد المعدني ذات الضغط العالي-، على مبدأ ثنائي: التشغيل أو الإيقاف. بمجرد تنشيطه بواسطة خلية ضوئية عند الغسق، سيحترق مصباح الشارع القديم بقدرة 100%-في كثير من الأحيان ما بين 150 و400 واط-حتى الفجر، بغض النظر عما إذا كان يضيء مركز مدينة مزدحمًا في الساعة 9:00 مساءً أو ممرًا سكنيًا مهجورًا في الساعة 3:00 صباحًا. ويمثل هذا النقص في المرونة إهدارًا هائلاً للطاقة أثناء فترات-حركة المرور المنخفضة.

في المقابل، يستخدم نظام إضاءة الشوارع الذكي إمكانات التعتيم لتعديل ناتج الضوء بناءً على الطلب الفعلي. من خلال جداول -مبرمجة مسبقًا أو عناصر تحكم تكيفية، تعمل هذه التركيبات تلقائيًا على تقليل التدفق الضوئي خلال "الساعات الأولى" من الليل. على سبيل المثال، قد يعمل مصباح الشارع الحديث بكامل طاقته (100%) من الغسق حتى الساعة 10:00 مساءً لاستيعاب حركة المرور المسائية ونشاط المشاة. بين الساعة 10:00 مساءً و5:00 صباحًا، عندما يكون النشاط البشري في الحد الأدنى، يقوم النظام بتعتيم الإخراج إلى نطاق يتراوح بين 30% إلى 50%. مع اقتراب الفجر وظهور ركاب الصباح، تعود التركيبات إلى طاقتها الكاملة. تعمل هذه الإستراتيجية على تقليل استهلاك الطاقة بشكل مباشر أثناء أطول فترة من الليل وأقلها-طلبًا. علاوة على ذلك، يمكن جعل هذا التعتيم مستجيبًا للظروف البيئية؛ في ليلة ممطرة أو ضبابية، يمكن للنظام استعادة السطوع الكامل مؤقتًا لضمان السلامة، ولكنه يظل خافتًا أثناء-فترات النشاط-الواضحة والمنخفضة، وهو أمر لا تستطيع مصابيح الشوارع التقليدية فعله.

يتم تضخيم توفير الطاقة الذي يتم تحقيقه من خلال هذا التحكم الديناميكي من خلال الخصائص الأساسية لمصدر الضوء نفسه. في حين أن المحاولات المبكرة لتعتيم مصابيح الشوارع استخدمت الطراز القديم مثل مصابيح الصوديوم (HPS)-عالية الضغط، إلا أنها واجهت عقبات فنية كبيرة. تتطلب مصابيح HPS صابورة معينة للتشغيل، وغالبًا ما يؤدي تقليل القوة الكهربائية الخاصة بها إلى عدم الكفاءة، وتغير اللون، وتقصير العمر الافتراضي. أنها لا خافتة بسلاسة أو بكفاءة. ظهر التآزر الحقيقي لإضاءة الشوارع القابلة للتعتيم مع اعتماد مصابيح LED.

تعمل مصابيح الشوارع LED الحثية-أو مصابيح الشوارع LED القياسية-أو الأكثر شيوعًا، على مبدأ مختلف تمامًا. الثنائيات الباعثة للضوء هي أجهزة -مدارة حاليًا. عندما يتم تقليل تيار الإدخال لتحقيق التعتيم، غالبًا ما تزيد كفاءة الصمام الثنائي قليلاً، وهي ظاهرة تعرف باسم التخفيف "التدلي" عند التيارات المنخفضة. من الناحية العملية، يؤدي خفض سطوع مصابيح الشوارع LED إلى انخفاض خطي تقريبًا في استهلاك الطاقة. إذا تم تعتيم ضوء الشارع LED بقدرة 120 واط إلى 50% من الإخراج، فإنه يستهلك حوالي 60 واط، مع الحد الأدنى من الخسارة في كفاءة السائق. ويختلف هذا إلى حد كبير عن التقنيات القديمة حيث قد يؤدي تعتيم مصباح الشارع القديم إلى تقليل ناتج الضوء بنسبة 30% ولكنه يقلل فقط من استهلاك الطاقة بنسبة 10% بسبب خسائر الصابورة. هذه الكفاءة عند التيارات المنخفضة تجعل من الجمع بين تقنية التعتيم وتقنية LED حجر الزاوية في الحفاظ على الطاقة.

يمتد تعقيد الأنظمة الحديثة إلى ما هو أبعد من أجهزة ضبط الوقت البسيطة. يؤدي دمج أجهزة الاستشعار الذكية ومنصات الإدارة الحضرية إلى تحويل شبكة الإضاءة السلبية إلى أصول نشطة وسريعة الاستجابة. إن ضوء الشارع المُرضي في القرن الحادي والعشرين هو الذي يتفاعل مع بيئته. على سبيل المثال، قد يعمل مصباح الشارع LED بقدرة 25 وات المثبت على مسار منعزل للدراجات بشكل مختلف عن وحدة -عالية الطاقة موجودة في طريق رئيسي. باستخدام أجهزة استشعار الحركة أو الرادار، يمكن أن يظل مصباح الشارع الذكي في وضع -وضع الاستعداد" منخفض الطاقة-وربما يعمل بسطوع 10% أو 20%-حتى يتم اكتشاف أحد المشاة أو السيارة. عند اكتشافه، يرتفع على الفور إلى مستوى عالٍ-محدد مسبقًا، مما يضمن السلامة فقط عند الضرورة، ثم يتم تعتيمه مرة أخرى بعد مرور الهدف. هذا المستوى الدقيق من التحكم مستحيل مع مصابيح الشوارع الكلاسيكية.

وعلى نطاق أوسع، تصبح هذه التركيبات بمثابة عقد في النظام البيئي "للمدينة الذكية". يمكن لإضاءة الشوارع البلدية المجهزة بوحدة تحكم متصلة بالشبكة أن تتلقى الأوامر من نظام الإدارة المركزي. وهذا يسمح بالجدولة التكيفية بناءً على جداول شروق الشمس/غروبها، ومراقبة استخدام الطاقة عن بعد، وحتى التكامل مع خدمات الطوارئ. إذا قامت إحدى المدن بنشر مصابيح LED جديدة للشوارع عبر المنطقة، فيمكن للمهندسين-ضبط ملفات تعريف التعتيم استنادًا إلى بيانات حركة المرور الفعلية التي تم جمعها من أجهزة الاستشعار، مما يؤدي إلى تحسين التوازن بين السلامة وتوفير الطاقة بشكل مستمر. يضمن هذا الاتصال إمكانية إدارة تركيب مصابيح الشوارع التجارية في حرم الشركة أو مجموعة من مصابيح شوارع المدينة على طول طريق البلدية بشكل كلي، وتحديد الوحدات المعيبة على الفور وتعديل الجداول الزمنية دون الحاجة إلى دوران الشاحنة، وبالتالي توفير ليس فقط الطاقة ولكن النفقات التشغيلية.

أحد جوانب كفاءة استخدام الطاقة-الذي يتم التغاضي عنه غالبًا هو الطاقة المتجسدة في التصنيع والصيانة. إن ضوء الطريق الذي يحترق بكامل طاقته يولد حرارة كبيرة باستمرار. بالنسبة للتقنيات التقليدية مثل مصابيح HPS، تعد هذه الحرارة نتيجة ثانوية لعدم الكفاءة، ولكنها تؤدي أيضًا إلى تدهور المكونات الداخلية ومبيت التركيبات بمرور الوقت. بالنسبة لمصابيح LED، الحرارة هي العدو الرئيسي لطول العمر. من خلال تعتيم التركيبات خارج-ساعات الذروة، تعمل مصابيح الشوارع الذكية عند متوسط ​​درجات حرارة أقل. يعمل الضغط الحراري المنخفض على شرائح LED والمحرك والإسكان على إطالة العمر التشغيلي للوحدة بشكل كبير. غالبًا ما يستمر ضوء الشارع LED بقدرة 100 وات الذي يتم تعتيمه لمدة نصف ساعات تشغيله لفترة أطول بكثير من ضوء يعمل بإنتاج 100٪ طوال الليل.

ويترجم طول العمر هذا مباشرة إلى انخفاض الطاقة ونفايات المواد. بينما يتم حساب توفير الطاقة أثناء التشغيل بالكيلووات-ساعة، يتم تضخيم التوفير في دورة الحياة من خلال عمليات الاستبدال المؤجلة. لن تشهد البلدية التي تستبدل مصابيح الشوارع ذات الطراز القديم بتركيبات إضاءة الشوارع LED بقدرة 200 وات (أو ما يعادلها) المجهزة بقدرات التعتيم، انخفاضًا فوريًا في فاتورة المرافق فحسب، بل ستعمل أيضًا على تقليل تكرار عمليات نشر شاحنات الدلاء، وتصنيع قطع الغيار، والتخلص من الأجهزة القديمة. تستفيد مصابيح الشوارع LED بقدرة 50 وات المستخدمة في المناطق السكنية، أو مصابيح الشوارع LED بقدرة 150 وات المستخدمة في الطرق المجمعة، من نفس المبدأ: يعمل التعتيم على إطالة العمر الافتراضي، مما يقلل التكلفة الإجمالية للملكية والأثر البيئي المرتبط بالتصنيع والخدمات اللوجستية.

والعوائد الاقتصادية والبيئية مقنعة. عند مقارنة نظام LED القابل للتعتيم بمصابيح الشوارع التقليدية، يكون توفير الطاقة كبيرًا. غالبًا ما تحل تركيبات إضاءة الشوارع التقليدية HPS، مثل مصابيح الشوارع LED النموذجية بقدرة 70 وات المكافئة في ساحة انتظار السيارات، محل وحدات HPS القديمة بقدرة 150 وات إلى 250 وات. ومع ذلك، فإن التوفير لا يقتصر فقط على تقليل القوة الكهربائية؛ هم في العملية الذكية. في التطبيقات النموذجية، يمكن لنظام الإضاءة الخارجية LED القابل للتعتيم أن يحقق توفيرًا في الطاقة بنسبة 30% إلى 60% مقارنةً بنظام السطوع الثابت-غير القابل للتعتيم-. ويختلف هذا النطاق بناءً على جداول التعتيم وأنماط حركة المرور المحلية والمناخ، ولكن لا يمكن إنكار هذا الانخفاض.

النظر في مشروع بلدي محدد. قد تختار المدينة التي تستبدل مصابيح الشوارع التابعة لها مصابيح الشوارع LED بقدرة 100 وات لتحل محل مصابيح الشوارع الكلاسيكية التي تحتوي على بخار الزئبق بقدرة 175 وات. بدون التعتيم، يكون التوفير كبيرًا بالفعل. ومع ذلك، من خلال دمج جدول التعتيم الذي يقلل الإخراج إلى 40% بين منتصف الليل والساعة 5:00 صباحًا، قد ينخفض ​​متوسط ​​استهلاك الطاقة الفعلي إلى 64 واط على مدار الليل. ويمثل هذا توفيرًا إضافيًا للطاقة بنسبة 36% بالإضافة إلى التخفيض الأولي بنسبة 40% الناتج عن تبديل التقنيات. على مدار عام، عبر آلاف التركيبات، تتراكم هذه الوفورات الإضافية إلى ميجاوات-ساعة من انخفاض الطلب على الكهرباء وأطنان من انبعاثات الكربون التي يتم تجنبها.

يمثل التطور من الإضاءة الثابتة إلى الإضاءة الديناميكية نقلة نوعية في كيفية تعامل المدن والشركات مع البنية التحتية. اعتمد النموذج القديم على أسلوب القوة الغاشمة- المتمثل في احتراق مصابيح الشوارع LED بقوة 200 واط أو ما يعادلها من HPS بكثافة كاملة بغض النظر عن الحاجة. النموذج الجديد يعزز ذكاء مصباح الشارع الحديث. سواء أكان ذلك مصباح شارع LED بقوة 120 وات على تقاطع طريق سريع، أو مصباح شارع LED بقدرة 25 وات لإضاءة محطة للحافلات، أو مصباح شارع قوي بقوة 150 وات لتأمين منطقة صناعية، يظل المبدأ كما هو: التكيف مع البيئة.

علاوة على ذلك، يعد التأثير البصري والاجتماعي لهذه التكنولوجيا أحد الاعتبارات المهمة. كان منتقدو التعتيم الأوائل قلقين بشأن الآثار المترتبة على السلامة. ومع ذلك، تم تصميم مصابيح الشوارع الذكية الحديثة لتكون استباقية. إنهم لا "ينطفئون" ببساطة؛ ينتقلون بسلاسة بين الدول. يضمن نظام إضاءة الشوارع المُرضي بقاء المناطق الحيوية مضاءة بينما تحافظ المناطق الأقل أهمية على الطاقة. في الواقع، من خلال تمكين مستويات إضاءة أعلى عند-الطلب-مثل إضاءة وحدة إضاءة LED للشارع عندما يكتشف مستشعر الحركة وجود عداء-ليلي متأخر-، يمكن للنظام تقديم خدمة أفضل في اللحظة التي تكون هناك حاجة إليها مقارنةً بإضاءة الشارع التقليدية الثابتة، وكل ذلك مع استهلاك طاقة أقل بشكل عام.

يتيح تعدد استخدامات تقنية LED هذا النهج الدقيق عبر عوامل الشكل المتنوعة. على سبيل المثال، مصابيح الشوارع LED الحثية (مصطلح يستخدم غالبًا بالتبادل مع-تركيبات حثية LED عالية الجودة) تعتبر مناسبة تمامًا-للمناطق التي تتطلب توزيعًا موحدًا للضوء. قد يستخدم مشروع إضاءة الشوارع LED التجاري لساحة البيع بالتجزئة تركيبات إضاءة الشوارع LED بقدرة 50 وات لمحيط مواقف السيارات وتركيبات إضاءة الشوارع LED بقدرة 100 وات للمدخل الرئيسي، وكلها مرتبطة بوحدة تحكم مركزية في التعتيم تعمل على تقليل الإخراج بعد إغلاق المتاجر. وتمتد هذه المرونة إلى التطبيقات السكنية أيضًا؛ يمكن برمجة مصباح الشارع الحديث الذي تم تركيبه في أحد أحياء الضواحي ليخفت بشكل كبير بعد منتصف الليل، مع احترام رغبة السكان في الظلام مع الحفاظ على السلامة.

وبالنظر إلى المستقبل، فإن دمج الإضاءة الخارجية مع مصادر الطاقة المتجددة والبنية التحتية لشحن السيارات الكهربائية (EV) يؤكد بشكل أكبر على أهمية التعتيم. مع اعتماد المدن لمصابيح الشوارع LED الجديدة، فإنها تنظر بشكل متزايد إلى أعمدة الإنارة باعتبارها أصولًا لأكثر من مجرد إضاءة. يتطلب عمود إنارة طريق الشارع المجهز بخلية 5G صغيرة وشاحن EV وتركيبة LED قابلة للتعتيم نظامًا متطورًا لإدارة الطاقة. من خلال تعتيم وحدة إضاءة الشوارع LED أثناء ساعات الطلب المنخفض-، يمكن لاتصال الشبكة تخصيص الطاقة لشاحن السيارة الكهربائية دون الحاجة إلى ترقية المرافق المكلفة. يمثل هذا التآزر بين الإضاءة الخافتة والوظائف البلدية الأخرى الحدود التالية في كفاءة استخدام الطاقة في المناطق الحضرية.

خاتمة

إن الإجابة على كيفية توفير أضواء الشوارع القابلة للتعتيم للطاقة مقارنة بالأضواء التقليدية متعددة الأوجه. يبدأ الأمر بالتحكم الديناميكي في السطوع، والذي يقضي على إهدار إضاءة الشوارع الفارغة بكامل طاقتها. يتم تمكينه من خلال كفاءة التعتيم الفائقة لمصابيح LED، والتي تحول التيار المنخفض مباشرة إلى قوة كهربائية منخفضة. وقد تم تعزيزه بواسطة أجهزة استشعار ذكية وعناصر تحكم متصلة بالشبكة توفر إمكانية التكيف الدقيق في الوقت الفعلي-. وأخيرًا، يتم الحفاظ عليها من خلال العمر الافتراضي الممتد وتقليل عبء الصيانة الناتج عن تشغيل التركيبات في درجات حرارة متوسطة منخفضة. عندما تقوم إحدى البلديات بترقية بنيتها التحتية من مصابيح الشوارع التقليدية إلى نظام إضاءة الشوارع الذكي-سواء باستخدام مصابيح شوارع LED بقوة 70 وات، أو مصابيح شوارع LED بقدرة 120 وات، أو مصابيح شوارع LED بقدرة 200 وات-، فإن ذلك لا يقتصر على مجرد تبديل لمبة إضاءة. إنها تتبنى نهجًا ديناميكيًا وسريع الاستجابة وأكثر كفاءة بشكل أساسي فيما يتعلق بالسلامة العامة وإدارة الطاقة، مما يثبت أن الضوء الأذكى غالبًا ما يكون هو الذي يعرف متى يضيء بشكل أقل.

 

 

 

 

لمزيد من الاستفسارات، يرجى زيارة موقعنا على الانترنتwww.nszlamp.com

البريد الإلكتروني لsales@nszlamp.com

اتصل:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355 / +86(0574) 65358138

ما هو التطبيق:+86 199 0658 5812 / +86 190 4568 8355