תאורת רחוב סולארית היברידית
-
עקרון עבודה טכני של אור רחוב סולארי היברידי לטורבינות רוח
-
קצירת אנרגיה
- פעולת פאנל סולארי (בשעות היום):
- במהלך אור יום, פאנלים סולאריים חד-קריסטליים או פולי-קריסטליים סופגים את אור השמש וממירים אותו לחשמל ישר (DC) באמצעות אפקט פוטו-וולטאי. האנרגיה הנוצרת מווסתת לאחר מכן על ידי MPPT (נקודת הספק מקסימלית T
- בקר טעינה סולארי (racking) כדי לייעל את יעילות הטעינה ולכוון את הזרם לסוללה.
- פעולת טורבינות רוח (יום ולילה):
- כאשר מהירויות הרוח עולות על מהירות הרוח הרגילה (בדרך כלל ~2.5-3 מטר לשנייה), טורבינת הרוח מתחילה להסתובב. האנרגיה הקינטית של הרוח מומרת לאנרגיה מכנית על ידי הלהבים, אשר לאחר מכן מומרת לאנרגיה חשמלית.
- אנרגיה באמצעות אלטרנטור בעל מגנט קבוע. יציאת הזרם החילופין (AC) מיושרת לזרם ישר (DC) על ידי הבקר ההיברידי ומשמשת גם לטעינת הסוללה.
-
טעינת סוללה ואחסון אנרגיה
- אנרגיית השמש ואנרגיית הרוח מנוהלות על ידי בקר טעינה חכם היברידי, אשר מחלק באופן חכם את זרם הטעינה בהתבסס על זמינות (סולארי במהלך היום, רוח בכל עת).
- סוללות LiFePO₄ או GEL במחזור עמוק משמשות לאגירת אנרגיה בשל אורך חייהן הארוך, יציבותן בטמפרטורה ובטיחותן.
-
אספקת חשמל למנורת LED (בלילה או באור שמש חלש)
- כאשר אור הסביבה יורד מתחת לסף מוגדר (המזוהה באמצעות חיישן אור או טיימר RTC), הבקר מפעיל את פנס הרחוב LED באמצעות אנרגיה מהסוללה המאוחסנת.
- התאורה פועלת על סמך פרופיל עמעום מתוכנת (למשל, בהירות של 100% במשך 4 השעות הראשונות, לאחר מכן 50% עד הזריחה), מה שמבטיח ניצול יעיל של אנרגיה.
- ניהול והגנה על אנרגיה
- הבקר ההיברידי מספק גם:
- הגנה מפני טעינת יתר ופריקה יתר
- בקרת עומס לתזמון תאורה ועמעום
- פונקציית בלימת רוח בתנאי רוח חזקה (מכנית או אלקטרונית)
- אופציונלי: ניטור מרחוק באמצעות GPRS/4G/LoRa (שילוב IoT)
סיכום פעולות מערכת היברידית
| זְמַן | מָקוֹר | תַהֲלִיך |
|---|---|---|
| שְׁעוֹת הַיוֹם | אנרגיה סולארית (ראשית), אנרגיה רוחותית (אם זמינה) | טעינת סוללה באמצעות בקר טעינה סולארי MPPT |
| יום/לילה סוער | טורבינת רוח | טעינת סוללה ללא תלות באור שמש |
| לילה | סוֹלְלָה | הפעלת תאורת LED באמצעות אנרגיה אגורה |
| בכל עת | בַּקָר | מנהל את התנהגות הטעינה, הפריקה, ההגנה והתאורה |
-
תרחישי יישום מומלצים להתקנת תאורת רחוב היברידית מאנרגיית רוח ואנרגיה סולארית
- אזורי חוף: אנרגיה סולארית משלימה את הרוח במהלך מזג אוויר מעונן או סוער, ומבטיחה אנרגיה ללא הפרעות.
- אזורים הרריים או בגובה רב: מערכות היברידיות ממנפות אנרגיית רוח כאשר אור השמש אינו מספיק.
- אזורים מרוחקים ומנותקים מרשת החשמל: עצמאיים לחלוטין, ומפחיתים את הצורך בתשתיות יקרות.
- פארקים ויעדי תיירות: משפר את התדמית הידידותית לסביבה תוך הפחתת עלויות תפעול.
- כבישים מהירים, דרכי גבול וגשרים: תאורה היברידית מבטיחה בטיחות על ידי פעולה גם במזג אוויר גרוע.
-
שאלות נפוצות: תאורת רחוב היברידית לרוח ולשמש
- מהו תאורת רחוב היברידית המופעלת על ידי רוח וסולארי?
- פנס רחוב היברידי משלב פאנלים סולאריים וטורבינת רוח כדי לייצר אנרגיה מתחדשת. הוא אוגר את האנרגיה בסוללות ומשתמש בה כדי להפעיל פנסי רחוב מסוג LED, ומציע תאורה 24/7 גם בתקופות מעוננות או ללא רוח.
- כיצד פועלת המערכת ההיברידית בלילה או בימים מעוננים?
- בימים מעוננים או בלילה כאשר הפאנלים הסולאריים אינם פעילים, טורבינת הרוח ממשיכה לייצר חשמל (אם יש רוח), מה שמבטיח טעינה רציפה של הסוללה ותפעול תאורה.
- האם תאורה היברידית דורשת חשמל מרשת החשמל או כבלים?
- לא. תאורת רחוב היברידית המופעלת על ידי רוח וסולארית אינה מחוברת לרשת החשמל ובעלת אנרגיה עצמית. היא אינה דורשת חפירה, חיווט או חיבור לרשת החשמל.
- מה קורה אם אין שמש ואין רוח במשך כמה ימים?
- המערכת מתוכננת עם גיבוי סוללה מספק (2-3 ימים של אוטונומיה). בנוסף, הבקר החכם עשוי לעמעם את האורות כדי לחסוך באנרגיה כאשר נפח האחסון נמוך.
- איזו תחזוקה נדרשת?
- מינימלי. ניקוי תקופתי של פאנלים סולאריים ובדיקה של טורבינת הרוח והסוללה מספיקים. המערכת כוללת הגנות כמו בלימת רוח, עומס יתר ופריקה יתר.
- האם ההתקנה מסובכת?
- ההתקנה פשוטה ולעתים קרובות מושלמת תוך יום. היא כוללת תיקון העמוד, הרכבת פאנלים סולאריים וטורבינת רוח, וחיבור הבקר וראש התאורה.
- כמה זמן מחזיקות האורות ההיברידיים האלה מעמד?
- אור LED: 50,000+ שעות
- פאנל סולארי: 25+ שנים
- טורבינת רוח: 15–20 שנים
- סוללה: 5-10 שנים (בהתאם לסוג)
