الصفحة الرئيسيةNewsإنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة للبنية التحتية الريفية: دليل اختيار وتكوين مهندس المشروع

إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة للبنية التحتية الريفية: دليل اختيار وتكوين مهندس المشروع

10-03-2026
تساعد هذه المقالة مقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات ومديري المشاريع العاملين في مجال إنارة المناطق النائية على تقييم جدوى استخدام الطاقة الشمسية في إنارة الشوارع من الناحيتين التقنية والمالية، وكيفية مقارنة تكوينات الأنظمة، والظروف التي تحدد الحل الأمثل. وتستند المقالة إلى بيانات واقعية من برامج كهربة المناطق الريفية في كندا وأمريكا الجنوبية.

1. لماذا يتطلب نظام الإضاءة الشمسية خارج الشبكة إطار تقييم مختلف؟


إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة ليست مجرد مشروع إضاءة LED متصل بالشبكة مزود ببطارية. فعندما يقع موقع المشروع خارج نطاق بنية تحتية موثوقة للتوزيع - كممر طريق ريفي في الأقاليم الشمالية الكندية، أو طريق وصول إلى بلدة في مرتفعات بيرو، أو مجتمع إعادة توطين في شمال شرق البرازيل - يتغير نموذج التكلفة الإجمالية للملكية بالكامل. وتصبح تكلفة تمديد الشبكة، وليس تكلفة المصباح، هي المتغير المهيمن.


وفقًا لتوقعات الطاقة في أفريقيا الصادرة عن وكالة الطاقة الدولية (IEA، 2022) وتقارير بنك التنمية للبلدان الأمريكية بشأن كهربة المناطق الريفية، فإن تمديد البنية التحتية لشبكة الجهد المتوسط ​​إلى مجتمع ناءٍ قد يكلف ما بين 15000 دولار أمريكي و 50000 دولار أمريكي لكل كيلومتر، وذلك تبعاً للتضاريس ومستوى الجهد الكهربائي ونظام الترخيص. بالنسبة للأحمال المخصصة للإضاءة فقط والممتدة على مسافة تتراوح بين 5 و15 كيلومتراً في ممر ريفي، غالباً ما يجعل هذا الرقم توسيع الشبكة غير مجدٍ اقتصادياً على مدى 10 سنوات.


النتيجة: مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسيةتُعدّ الإضاءة الشمسية الخيار الهندسي الأساسي - وليست بديلاً - لإضاءة الطرق الريفية في المناطق التي يتجاوز فيها متوسط ​​الإشعاع الشمسي السنوي حوالي 3.5 ساعات ذروة شمسية يومياً. ويشمل هذا الحدّ معظم أمريكا اللاتينية وجنوب أوروبا ومناطق واسعة في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى وجنوب وجنوب شرق آسيا.


يُعدّ هذا التحوّل في الافتراض الافتراضي ذا أهمية بالغة لكيفية تنظيم فرق المشاريع لعمليات الشراء، وتحديد المعدات، وتخصيص الاحتياطيات. كما يعني أيضًا أن المتغيرات الأكثر احتمالًا للتسبب في فشل المشروع ليست مقاييس أداء وحدات الإضاءة، بل هي... أخطاء في تحديد حجم البطارية، وافتراضات غير صحيحة بشأن الاستقلالية، وتصميم غير كافٍ لأساسات الأعمدة في ظل ظروف الرياح والتربة.. تتناول الأقسام التالية كلًا من هذه النقاط بطريقة منظمة.


rural solar lighting, solar street light projects


2. خيارات بنية النظام ومفاضلاتها


تتضمن إضاءة المناطق النائية للبنية التحتية العامة عادةً ثلاثة أنظمة إضاءة شوارع تعمل بالطاقة الشمسية. ويُعد فهم الاختلافات الميكانيكية والكهربائية والصيانة بينها شرطًا أساسيًا لأي مواصفات شراء.


2.1 مصابيح الشوارع الشمسية من النوع المنفصل (لوحة + وحدة إضاءة منفصلة + صندوق بطارية مثبت أعلى العمود أو على الأرض)


في التكوينات المنفصلة، ​​تُشكّل اللوحة الشمسية، ووحدة تشغيل/إضاءة LED، وحزمة البطارية، ووحدة التحكم، وحدات منفصلة. تُثبّت اللوحة عادةً على دعامة في أعلى عمود يتراوح طوله بين 6 و10 أمتار، بزاوية مُثلى لتحسين امتصاص الإشعاع الشمسي. وتُوضع البطارية في صندوق أرضي أو في منتصف العمود.


المزايا:

  • يمكن الوصول إلى البطارية لفحصها أو استبدالها أو ترقيتها دون الحاجة إلى فك وحدة الإنارة أو اللوحة.
  • تُعد أسطح الألواح الأكبر (غالباً 200-400 واط ذروة) وسعات البطاريات الأعلى (100-200 أمبير/ساعة) عملية، مما يتيح استقلالية احتياطية لمدة 3-5 ليالٍ - وهو أمر بالغ الأهمية للمشاريع الواقعة في خطوط العرض العليا في كندا حيث تكثر الأيام الغائمة المتتالية.
  • تصبح إدارة الحرارة أسهل: تعمل البطاريات الموجودة خارج جسم وحدة الإضاءة بدرجة حرارة أقل، مما يطيل عمر دورة بطاريات LiFePO₄.


القيود:

  • تكلفة تركيب أعلى (مسارات كابلات منفصلة، ​​وعلب مقاومة للعوامل الجوية، ومعدات تثبيت إضافية على الأعمدة).
  • تُعتبر صناديق البطاريات الموجودة على مستوى الأرض هدفًا للتخريب في بعض السياقات؛ أما الصناديق الموجودة في منتصف الأعمدة فتقلل من المخاطر ولكنها تُعقّد عملية الاستبدال.
  • يؤدي طول وقت التجميع في الموقع لكل عمود إلى تأثير كبير على جدولة العمالة في المشاريع الريفية التي تتراوح بين 50 و200 وحدة.


2.2 مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة (الكل في واحد)


تدمج الأنظمة المتكاملة اللوحة، وبطارية الليثيوم، ووحدة LED، ووحدة التحكم، ومستشعر الحركة في غلاف واحد مثبت أعلى العمود. وقد أصبحت هذه الأنظمة الشكل السائد للمنتجات في مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية للطرق الريفية والمناطق المجتمعية خلال السنوات الخمس الماضية، وذلك بشكل أساسي بسبب سرعة التركيب وسهولة الخدمات اللوجستية.


المزايا:

  • مُجهزة مسبقًا بالأسلاك، ومُختبرة مسبقًا في المصنع؛ لا يتطلب التركيب عادةً سوى التثبيت على العمود - لا حاجة لتوصيل الأسلاك في الموقع.
  • بصمة لوجستية مدمجة؛ تبسيط عمليات الشحن والتصنيف الجمركي.
  • يعمل التعتيم الحساس للحركة (عادةً ما يكون نطاقه من 30 إلى 100٪) على إطالة وقت تشغيل البطارية الفعال بنسبة 30 إلى 50٪ على الطرق الريفية ذات الحركة المرورية المنخفضة، وفقًا لمواصفات نموذجية من خطوط إنتاج السوق المتوسطة.


القيود:

  • يتطلب استبدال البطارية فك الوحدة بأكملها من العمود، وهو عامل مؤثر بشكل ملحوظ في تكاليف التشغيل والصيانة على مدى عشر سنوات للمشروع.
  • يُقيّد حجم اللوحة الشمسية بعامل شكل الهيكل، وعادةً ما تتراوح قدرتها بين 30 و80 واط؛ وهذا يحدّ من أقصى إنتاج للضوء وفترة التشغيل الاحتياطية، والتي عادةً ما تكون ليلة أو ليلتين. بالنسبة للمواقع ذات خطوط العرض العالية (أعلى من 50 درجة شمالاً، مثل معظم أنحاء كندا)، غالباً ما يكون هذا غير كافٍ لأشهر الشتاء.
  • يزداد الإجهاد الحراري الناتج عن دورات التبريد والتدفئة على البطاريات عندما تكون البطارية محاطة بغلاف لوحي مواجه للجنوب.


2.3 مصابيح الشوارع الشمسية المتكاملة (شبه المدمجة)


هناك بنية معمارية أقل شيوعًا ولكنها تُعتمد بشكل متزايد في المشاريع متوسطة الحجم: حيث يتم دمج اللوحة والبطارية/وحدة التحكم في غلاف واحد مثبت بشكل منفصل عن وحدة إضاءة LED. وهذا يحافظ جزئيًا على مرونة التركيب المنفصل مع الحفاظ على بعض مزايا التكامل.


solar street light manufacturer


3. تحليل السيناريوهات الإقليمية: كندا مقابل أمريكا الجنوبية


تختلف معايير اختيار مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية اختلافًا كبيرًا بين المناطق ذات خطوط العرض العالية والإشعاع الشمسي المنخفض، مثل شمال كندا، والمناطق الاستوائية أو شبه الاستوائية ذات الإشعاع الشمسي العالي، مثل المناطق الداخلية الشمالية الشرقية من البرازيل. تقدم كلتا المنطقتين حالات استخدام جذابة، لكنهما تتطلبان معايير نظام مختلفة تمامًا.


3.1 شمال كندا: انخفاض معدل البطالة، وارتفاع الطلب على الاستقلالية


تعمل مشاريع إنارة الطرق الريفية في مقاطعات مثل مانيتوبا وساسكاتشوان والأقاليم الشمالية الغربية في ظل بعض أصعب ظروف الطاقة الشمسية خارج الشبكة:


  • برنامج التدريب المهني الشتوي: 1.5–2.5 ساعة/يوم في ديسمبر-يناير (قاعدة بيانات الإشعاع الشمسي التابعة للموارد الطبيعية الكندية)
  • أيام متتالية غائمة: ٥-١٠ أيام شائعة في فترات الانتقال الخريفية
  • نطاق درجة الحرارة: من -40 درجة مئوية إلى +35 درجة مئوية، مما يتطلب بطاريات LiFePO₄ مزودة بدوائر حماية من الشحن في درجات الحرارة المنخفضة
  • أحمال الرياح: هام؛ يجب أن يراعي تصميم الأعمدة حداً أدنى من حمولة الرياح العاتية التي تبلغ سرعتها 120 كم/ساعة وفقًا لقانون البناء الوطني الكندي (NBC) للبنية التحتية للطرق السريعة الريفية


في ظل هذه الظروف، يوصي المهندسون عادةً بما يلي:


  • تكوينات من النوع المنفصل بقدرات لوحة تبلغ 300 واط أو أكثر لكل وحدة إضاءة
  • بطاريات LiFePO₄ مصممة لتوفير استقلالية كاملة لمدة 5 ليالٍ أو أكثر (أو 3 ليالٍ بإضاءة خافتة)
  • علب بطاريات مزودة بحصائر تدفئة مدمجة مصممة للعمل في درجة حرارة -40 درجة مئوية
  • ارتفاعات تركيب من 5 إلى 6 أمتار (أقل من الارتفاع القياسي لتقليل عزم الرياح)


عمليًا، هذا يعني أن وحدة إضاءة LED بقدرة 30 واط في شمال مانيتوبا قد تتطلب لوحة بقدرة 300 واط وبطارية 150 أمبير/ساعة/12 فولت - أي ما يقارب ثلاثة أضعاف سعة اللوحة وأربعة أضعاف سعة البطارية التي تحتاجها نفس وحدة الإضاءة في وسط البرازيل. وبشكل عام، فإن تصميمها المتكامل غير مناسب لهذه الظروف.


السياق السياسي ذو الصلة: قامت وزارة شؤون السكان الأصليين والشمال الكندية (INAC) وبرامج المقاطعات، مثل برنامج دعم الكهرباء للمجتمعات النائية في مانيتوبا، بتمويل العديد من المشاريع التجريبية لإضاءة الطرق بالطاقة الشمسية في المناطق الريفية. ويتطلب الشراء الفيدرالي لمثل هذه المشاريع عادةً الحصول على شهادة مجموعة CSA للمكونات الكهربائية والامتثال لإطار مسؤولية المنتج الموسع الصادر عن وزارة البيئة وتغير المناخ الكندية فيما يتعلق بالتخلص من البطاريات.


3.2 شمال شرق البرازيل (نوردستي): التركيز على الجودة العالية، وكفاءة التكلفة


توفر منطقة شمال شرق البرازيل (سيارا، بياوي، باهيا، ريو غراندي دو نورتي) بعضًا من أعلى مستويات الإشعاع الشمسي في أمريكا الجنوبية:


  • متوسط ​​عدد الموظفين السنوي: 5.5–6.2 ساعة/يوم (بيانات أطلس الطاقة الشمسية INMET / LABREN-INPE)
  • أيام متتالية غائمة: نادراً ما يتجاوز 3 في موسم الجفاف (مايو - ديسمبر)؛ وقد يصل إلى 5-7 خلال موسم الأمطار (فبراير - أبريل)
  • نطاق درجة الحرارة: من +15 درجة مئوية إلى +42 درجة مئوية؛ إدارة حرارة البطارية تتعلق في المقام الأول بتبديد الحرارة، وليس بالحماية من درجات الحرارة المنخفضة


تفضل هذه الظروف أنظمة إضاءة الشوارع الشمسية المتكاملة مع:


  • ألواح بقدرة 60-100 واط
  • مخرج LED بقوة 30-50 واط
  • مدة استقلالية من 1.5 إلى 2 ليلة (كافية لموسم الجفاف؛ هامشية في موسم الأمطار للطرق الرئيسية)
  • تركيب بسيط على قمة العمود؛ لا حاجة لأجهزة إدارة حرارية خاصة


البرازيل برنامج النور للجميع</p> أرست مبادرة "الإنارة للجميع" والبرامج اللاحقة التابعة لوزارة المناجم والطاقة قاعدة توريد أساسية كبيرة لأنظمة الإنارة الشمسية الريفية غير المتصلة بالشبكة. وتشرف الوكالة الوطنية للطاقة الكهربائية (ANEEL) على المعايير الفنية؛ ويُشترط عمومًا الحصول على شهادة INMETRO للمعدات الكهربائية المستوردة أو المباعة للاستخدام في البنية التحتية العامة.


بالنسبة لمقاول الهندسة والمشتريات والإنشاءات الذي يتقدم بعرض لمشروع طريق ريفي في سيارا يضم 200 وحدة إضاءة، فإن البنية المتكاملة عادةً ما توفر أقل تكلفة تركيب لكل نقطة، شريطة أن يكون حجم حركة المرور على الطريق منخفضًا بما يكفي (أقل من 50 مركبة/ساعة تقريبًا في الليل) لكي يؤدي التعتيم الناتج عن الحركة إلى إطالة عمر البطارية بشكل ملحوظ.


off-grid solar street lighting


4. إطار اتخاذ القرار: مصفوفة اختيار البنية والمواصفات


تغطي المقارنة التالية ثلاثة تكوينات للنظام ضمن سيناريوهين نموذجيين للمشروع. جميع تقديرات التكلفة هي نطاقات إرشادية تستند إلى بيانات المشروع المنشورة علنًا وأسعار الصناعة القياسية اعتبارًا من 2023-2024؛ ستختلف أسعار المشروع الفعلية باختلاف الخدمات اللوجستية المحلية وتصنيف التعريفة الجمركية والحجم.


جدول مقارنة الأنظمة


بُعد التقييم نظام الطاقة الشمسية المنفصل نظام الطاقة الشمسية المتكامل نظام الطاقة الشمسية المتكامل
السعة النموذجية للوحة 150–400 واط 30–100 واط 80–200 واط
استقلالية البطارية (الإخراج الكامل) 3-7 ليالٍ ليلة أو ليلتين 2–4 ليالٍ
مدة التركيب لكل عمود 60–90 دقيقة 20-35 دقيقة 35-55 دقيقة
التكلفة التقديرية للتركيب (مصباح LED بقوة 30 واط) 350-600 دولار أمريكي 180-320 دولارًا أمريكيًا 260–430 دولارًا أمريكيًا
إجراء استبدال البطارية مستوى الأرض؛ لا يتطلب تسلقًا نزول الوحدة بالكامل من العمود فك وحدة البطارية؛ لا يتم إزالة الوحدة بالكامل
مناسب للمناطق ذات خطوط العرض العالية (أكثر من 50 درجة شمالاً) ✓ نعم (مع المقاس المناسب) ✗ عموماً لا (لوحة/بطارية غير كافية) مشروط (يعتمد على حجم اللوحة)
مناسب للمناطق الاستوائية/شبه الاستوائية ✓ نعم (قد يكون حجمه كبيرًا) ✓ نعم (الشكل الأمثل) ✓ نعم
خطر التخريب (البطارية) متوسط ​​(صندوق أرضي) / منخفض (عمود متوسط) منخفض (تركيب علوي متكامل) منخفض (تركيب علوي)
تعقيد الخدمات اللوجستية مرتفع (وحدات تخزين متعددة لكل وحدة) منخفض (وحدة تخزين واحدة) متوسط
مسار الحصول على الشهادة (كندا) CSA C22.2، ULC CSA C22.2، ULC CSA C22.2، ULC
مسار الحصول على الشهادة (البرازيل) إنمترو، إيه بي إن تي إن بي آر إنمترو، إيه بي إن تي إن بي آر إنمترو، إيه بي إن تي إن بي آر
حجم المشروع الموصى به 50–500+ قطب 20-300 عمود 30-200 عمود


تُعد نطاقات التكلفة إرشادية، وتستند إلى بيانات معيارية صناعية للفترة 2023-2024 من تقارير المشتريات الصادرة عن مؤسسة التمويل الدولية/برنامج إدارة المشاريع الأوروبية (IFC/ESMAP) وعروض أسعار المقاولين الإقليميين في مجال الهندسة والمشتريات والإنشاءات (EPC).


5. قائمة التحقق من المشتريات وتقييم الموقع لإضاءة الطاقة الشمسية الريفية


قبل وضع اللمسات الأخيرة على أي مواصفات لأنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة، يوصي المهندسون عادةً بإجراء مراجعة منظمة قبل الشراء تغطي البنود التالية. تنطبق قائمة التحقق هذه على مقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاءات الذين يديرون مشاريع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية في المناطق الريفية.


تقييم الموقع وموارد الطاقة الشمسية


  •  تأكد من متوسط ​​الإشعاع الشمسي السنوي من مصدر بيانات معتمد (PVGIS لأوروبا، INPE/LABREN للبرازيل، قاعدة بيانات الإشعاع الشمسي التابعة لوزارة الموارد الطبيعية الكندية لكندا)
  •  حدد أسوأ شهر من حيث استهلاك الطاقة (الشهر الذي يحتوي على أدنى متوسط؛ وهذا ما يحدد حجم استقلالية البطارية، وليس المتوسط ​​السنوي)
  •  أعلى عدد من الأيام الغائمة المتتالية المسجلة في بيانات الطقس التاريخية المحلية (سجل لا يقل عن 10 سنوات)
  •  تأكد من خط عرض الموقع وطول يوم الانقلاب الشتوي لتقييم زاوية ميل اللوحة ومخاطر التظليل


الظروف الهيكلية والبيئية


  •  احصل على قيمة تصميم سرعة الرياح المحلية (هبات مرجعية، فترة عودة 50 عامًا) وفقًا للمعيار الوطني المعمول به (NBC في كندا، ABNT NBR 6118 في البرازيل)
  •  تحديد تصنيف التربة في مواقع أساسات الأعمدة (مطلوب لتصميم الأساسات وفقًا للمعايير المدنية المحلية)
  •  قيّم التعرض لرذاذ الملح أو الغبار أو الرطوبة - تأكد من الحد الأدنى لمستوى الحماية IP65 لوحدة الإضاءة، وIP66 لحاويات البطاريات في البيئات الساحلية أو ذات الغبار العالي
  •  تأكد من نطاق درجة حرارة التشغيل واختر نوع البطارية وفقًا لذلك (يوصى باستخدام بطاريات LiFePO₄ من -20 درجة مئوية إلى -40 درجة مئوية؛ لا يوصى باستخدام بطاريات الجل عند درجات حرارة أقل من -10 درجة مئوية بشكل مستمر)


مواصفات النظام


  •  حدد مستويات الإضاءة المطلوبة على سطح الطريق (المرجع: CIE 115:2010 لإضاءة الطرق؛ IES RP-8 لأمريكا الشمالية)
  •  حدد الحد الأدنى لمؤشر تجسيد اللون (CRI ≥ 70 لسلامة الطرق العامة؛ CRI ≥ 80 للمناطق المجتمعية/المخصصة للمشاة)
  •  تأكد من عدد أيام الاستقلالية المطلوبة وقلل من سعة البطارية في حالة نهاية عمرها الافتراضي (يُعد تخفيض سعة بطارية LiFePO₄ بنسبة 80% من السعة المقدرة هو التخفيض القياسي لحسابات دورة حياة البطارية لمدة 5 سنوات)
  •  تحقق من توافق ملف تعريف التعتيم بالحركة مع حجم حركة المرور المتوقع (يُعد التعتيم إلى 30% على الطرق ذات حركة المرور المنخفضة أمرًا شائعًا؛ تأكد من أن الحد الأدنى من اللوكس الذي يتم الحفاظ عليه أثناء وضع التعتيم لا يزال يفي بمعايير السلامة)


الامتثال والشهادة


  •  تأكد من علامة الشهادة الكهربائية المطبقة (CSA لكندا، INMETRO للبرازيل، CE + العلامة الوطنية ذات الصلة لأوروبا)
  •  تحقق من التخلص من البطاريات والامتثال للوائح البيئية المحلية عند انتهاء عمرها الافتراضي
  •  اطلب بيانات اختبار القياس الضوئي IES LM-80 وبيانات أداء وحدة الإضاءة IES LM-79 من مورد المعدات



6. حساب التكلفة الإجمالية للملكية التوضيحي: مشروع طريق ريفي مكون من 100 عمود، شمال شرق البرازيل


توضح الحسابات التالية منطق التكلفة الإجمالية للملكية لمقارنة تمديد شبكة الكهرباء مقابل نظام إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية المتكامل لمشروع إنارة طريق ريفي بطول 5 كيلومترات و100 عمود في ولاية سيارا بالبرازيل. جميع الافتراضات مذكورة صراحةً، ويجب تعديلها وفقًا لظروف المشروع.


الافتراضات:


  • طول الطريق: 5 كم، المسافة بين الأعمدة: 50 م ← 100 عمود
  • مخرج الإضاءة المطلوب: ما يعادل 30 واط من مصابيح LED
  • تقدير تكلفة تمديد الشبكة: 120,000-180,000 ريال برازيلي/كم (استنادًا إلى معايير تمديد الجهد المنخفض الصادرة عن ANEEL، 2022)
  • تعرفة الكهرباء من الشبكة للإضاءة العامة: 0.65 ريال برازيلي/كيلوواط ساعة (متوسط ​​ANEEL لعام 2023 لفئة الإضاءة العامة)
  • تكلفة تركيب وحدة الطاقة الشمسية المتكاملة: 260 دولارًا أمريكيًا/للوحدة × سعر صرف 5.0 ريال برازيلي = 1300 ريال برازيلي/للوحدة
  • تكلفة استبدال البطارية (تقديرية للسنة السابعة): 300 ريال برازيلي/للوحدة
  • تكلفة تركيب وحدة إضاءة LED متصلة بالشبكة: 800 ريال برازيلي/للوحدة (باستثناء تمديد الشبكة)
  • دورة الصيانة: الطاقة الشمسية - فحص سنوي 50 ريال برازيلي/للوحدة؛ الشبكة - فحص نصف سنوي للمصابيح/المشغلات 80 ريال برازيلي/للوحدة/سنويًا


مقارنة التكلفة الإجمالية للملكية على مدى 10 سنوات (100 قطب):


مكون التكلفة مصباح LED متصل بالشبكة نظام الطاقة الشمسية خارج الشبكة (الكل في واحد)
توسيع الشبكة (5 كم × 150,000 ريال برازيلي/كم في المتوسط) 750,000 ريال برازيلي <ص>—<ص>
وحدة إضاءة + تركيب (100 وحدة) 80,000 ريال برازيلي 130,000 ريال برازيلي
التكلفة السنوية للطاقة (30 واط × 12 ساعة × 365 × 100) 85,410 ريال برازيلي/سنويًا ← 854,100 ريال برازيلي على مدى 10 سنوات <ص>—<ص>
استبدال البطارية (السنة 7، 100 وحدة) <ص>—<ص> 30,000 ريال برازيلي
التشغيل والصيانة لأكثر من 10 سنوات 80,000 ريال برازيلي 50,000 ريال برازيلي
التكلفة الإجمالية للملكية على مدى 10 سنوات (تقديرية) 1,764,100 ريال برازيلي 210,000 ريال برازيلي


التفسير: عند احتساب تكاليف تمديد الشبكة الكهربائية، يصبح إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خارج الشبكة أكثر تنافسية من حيث التكلفة على مدى عشر سنوات في هذا السيناريو. ومع ذلك، تتقلص هذه الميزة بشكل كبير إذا كان الطريق يقع على ممر تمديد شبكة كهربائية يخدم أحمالًا متعددة تتجاوز الإنارة (مضخات الري، المرافق العامة)، وفي هذه الحالة ينبغي توزيع تكلفة تمديد الشبكة على جميع الأحمال المستفيدة بدلاً من تحميلها بالكامل على مشروع الإنارة.


off-grid solar street light manufacturer


عندما تتغير ظروف المشروع، كقصر طول الطرق (1-2 كم من الشبكة الحالية)، أو تقارب أعمدة الإنارة بشكل كبير، أو المواقع التي تم فيها بالفعل تمديد الشبكة لأسباب أخرى، قد يكون الخيار الاقتصادي الأمثل هو استخدام مصابيح LED المتصلة بالشبكة. ينبغي على المهندسين إجراء تحليل التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) باستخدام مدخلات خاصة بالمشروع قبل اتخاذ القرار النهائي بشأن اختيار النظام.


الاستنتاج

بالنسبة لمشاريع إنارة الطرق في المناطق الريفية والنائية، فإن السؤال الهندسي الأساسي ليس "الطاقة الشمسية أم الشبكة الكهربائية؟" بل هو: ما هي التكلفة الفعلية لتوسيع الشبكة، وهل يتناسب شرط الاكتفاء الذاتي بالطاقة الشمسية مع موارد الطاقة الشمسية المحلية؟عندما يتجاوز امتداد الشبكة ما يقارب 10000-15000 دولار أمريكي لكل كيلومتر، ويبلغ متوسط ​​استهلاك الموقع 3.5 ساعة عمل يوميًا على الأقل على مدار السنة، فإن أنظمة إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية توفر عادةً تكلفة إجمالية أقل على مدى 10 سنوات مع موثوقية مقبولة - بشرط أن يتم تحديد حجم البطارية بناءً على أسوأ ظروف الشهر، وليس المتوسطات السنوية.


لا يزال التكوين المنفصل الخيار الأمثل تقنيًا للمشاريع التي تقع في خطوط العرض العليا أو التي تتطلب استقلالية عالية (كندا، شمال أوروبا، الطرق الجبلية في جبال الأنديز). يوفر التصميم المتكامل الحل الأمثل من حيث التكلفة للمشاريع الاستوائية وشبه الاستوائية حيث يكون معدل استهلاك الطاقة لكل ساعة تشغيل أعلى من 4.5 باستمرار، وتكون متطلبات استقلالية البطارية متواضعة.


ينبغي لفرق المشتريات إعطاء الأولوية لبيانات موارد الطاقة الشمسية الموثقة، والمعدات المعتمدة من جهات خارجية، واستراتيجية استبدال البطاريات كجزء من ميزانية التشغيل والصيانة. إذا كنت بحاجة إلى تقييم لتكوين النظام الخاص بك مشروع إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية، يرجى الاتصال بـ الفريق الفني لإضاءة الشوارع من إنفرالومينين للحصول على حل مخصص.


المراجع

  1. الوكالة الدولية للطاقة (IEA) · توقعات الطاقة في أفريقيا 2022 · 2022 · https://www.iea.org/reports/africa-energy-outlook-2022
  2. بنك التنمية للبلدان الأمريكية (IDB) · الكهرباء الريفية في أمريكا اللاتينية: دروس مستفادة من عقدين من الدعم المصرفي · 2020 · https://publications.iadb.org
  3. الموارد الطبيعية الكندية · خرائط إمكانات الطاقة الكهروضوئية وموارد الطاقة الشمسية في كندا · (قاعدة بيانات الإشعاع الشمسي، يتم تحديثها دوريًا) · https://www.nrcan.gc.ca/maps-tools-and-publications/tools/modelling-tools/canmetenergy/pvmap
  4. INPE / LABREN · أطلس الطاقة الشمسية البرازيلي، الطبعة الثالثة · 2021 · http://labren.ccst.inpe.br/atlas_3rd.html
  5. الوكالة الوطنية للطاقة الكهربائية (ANEEL) · تعريفات الكهرباء - فئة الإنارة العامة · 2023 · https://www.aneel.gov.br
  6. مؤسسة التمويل الدولية / برنامج إدارة الأزمات الاقتصادية والاجتماعية (مجموعة البنك الدولي) · تقرير اتجاهات سوق الطاقة الشمسية خارج الشبكة 2022 · 2022 · https://www.esmap.org/off-grid-solar-market-trends-report-2022
  7. اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) · CIE 115:2010 — إضاءة الطرق لحركة مرور السيارات والمشاة · 2010
  8. INMEASURE · برنامج وضع العلامات البرازيلي - تجهيزات الإضاءة · https://www.inmetro.gov.br

مشاركة
المقالة التالية