Ηλιακά φώτα δρόμου: Γιατί ξεχωρίζουν στο πεδίο του φωτισμού;

Με την ταχεία ανάπτυξη της κοινωνίας και τη συνεχή πρόοδο της επιστήμης και της τεχνολογίας, η ζήτηση ενέργειας αυξάνεται μέρα με τη μέρα. Ταυτόχρονα, οι άνθρωποι αντιμετωπίζουν τις διπλές προκλήσεις της ενεργειακής κρίσης και του προβλήματος. Τα παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, τα οποία παρείχαν ισχυρή ενέργεια στην ανθρωπότητα τους τελευταίους αιώνες, έχουν οδηγήσει στην ταχεία ανάπτυξη της εκβιομηχάνισης και της αστικοποίησης. Ωστόσο, τα αποθέματα αυτών των ορυκτών καυσίμων είναι περιορισμένα και απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες κατά τη χρήση Επιβλαβή αέρια όπως το διοξείδιο του άνθρακα, τα θειούχα και οι αζωτούχες ενώσεις όχι μόνο επιδεινώνουν την υπερθέρμανση του πλανήτη, αλλά προκαλούν και περιβαλλοντικά προβλήματα όπως η όξινη βροχή και η ομίχλη, τα οποία έχουν σοβαρές επιπτώσεις στα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία.

Παγκοσμίως, οι περιορισμοί στις παραδοσιακές πηγές ενέργειας γίνονται όλο και πιο αυστηροί. Οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο προωθούν ενεργά τον μετασχηματισμό της ενεργειακής δομής και αναζητούν καθαρότερες και πιο βιώσιμες ενεργειακές λύσεις. Ακριβώς σε ένα τέτοιο υπόβαθρο Υπό αυτές τις συνθήκες, ηλιακά φώτα δρόμου εμφανίστηκαν. Χρησιμοποιούν κυρίως ηλιακή ενέργεια και μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της τεχνολογίας φωτοηλεκτρικής μετατροπής για την επίτευξη φωτισμού. Η εμφάνιση των ηλιακών φώτων δρόμου όχι μόνο λύνει το ενεργειακό πρόβλημα των παραδοσιακών φώτων δρόμου Τα προβλήματα της υψηλής κατανάλωσης και της περιβαλλοντικής ρύπανσης έχουν επίσης μειώσει σημαντικά το ενεργειακό κόστος και βελτίωσαν τα οικονομικά οφέλη του συστήματος φωτισμού. Το πεδίο εφαρμογής των ηλιακών φώτων δρόμου είναι πολύ ευρύ. Μπορούν να εγκατασταθούν σε διάφορα μέρη όπως αστικοί δρόμοι, πάρκα, πλατείες, οικιστικές περιοχές, σχολεία και νοσοκομεία.

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά φώτα δρόμου, τα ηλιακά φώτα δρόμου έχουν τα ακόλουθα σημαντικά πλεονεκτήματα.

1. Εξοικονόμηση ενέργειας και υψηλή απόδοση

   Τα ηλιακά φώτα δρόμου χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια ως πηγή ενέργειας. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω ηλιακών συλλεκτών και το αποθηκεύουν σε μπαταρίες. Τη νύχτα, όταν απαιτείται φωτισμός, η μπαταρία απελευθερώνει την αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια για να οδηγήσει Τα φώτα του δρόμου λάμπουν. Αυτή η μέθοδος χρήσης ενέργειας δεν καταναλώνει παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, γεγονός που όχι μόνο εξοικονομεί ενέργεια αλλά και μειώνει τις εκπομπές άνθρακα, σύμφωνα με την τάση ανάπτυξης πράσινης και χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα.

2. Προστασία του περιβάλλοντος και ασφάλεια

   Η ηλιακή ενέργεια είναι μια καθαρή και ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Η διαδικασία μετατροπής της δεν παράγει επιβλαβείς ουσίες και είναι φιλική προς το περιβάλλον. Επιπλέον, τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν απαιτούν καλωδίωση, αποφεύγοντας έτσι την περιβαλλοντική ρύπανση κατά τη διαδικασία καλωδίωσης και πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια. Εν τω μεταξύ, η τάση των ηλιακών φώτων δρόμου είναι σχετικά χαμηλή, καθιστώντας τα ασφαλέστερα και πιο αξιόπιστα στη χρήση.

3. Εύκολο στη συντήρηση

   Η δομή των ηλιακών φώτων δρόμου είναι σχετικά απλή, που αποτελείται κυρίως από ηλιακούς συλλέκτες, μπαταρίες, ελεγκτές και λαμπτήρες κ.λπ. Αυτά τα εξαρτήματα είναι όλα σχεδιασμένα με τυποποιημένο και αρθρωτό τρόπο, κάτι που είναι βολικό για εγκατάσταση και συντήρηση. Επιπλέον, τα ηλιακά φώτα δρόμου έχουν σχετικά υψηλό βαθμό νοημοσύνης. Μπορούν να επιτύχουν λειτουργίες όπως απομακρυσμένη ενεργοποίηση/απενεργοποίηση και ρύθμιση φωτεινότητας μέσω συστημάτων απομακρυσμένης παρακολούθησης και έξυπνου ελέγχου, γεγονός που μειώνει σημαντικά το κόστος συντήρησης.

4. Μεγάλη διάρκεια ζωής

   Η διάρκεια ζωής των ηλιακών φώτων δρόμου είναι σχετικά μεγάλη. Η διάρκεια ζωής των ηλιακών συλλεκτών και των μπαταριών μπορεί γενικά να φτάσει τα 15 χρόνια, ενώ αυτή των λαμπτήρων μπορεί επίσης να υπερβεί τα 5 χρόνια. Επομένως, η συνολική χρήση των ηλιακών φώτων δρόμου Έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, μειώνοντας τη συχνότητα αντικατάστασης και συντήρησης.

Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών φώτων δρόμου περιλαμβάνει κυρίως τρεις διαδικασίες: φωτοηλεκτρική μετατροπή, αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και φωτισμός. Πρώτον, οι ηλιακοί συλλέκτες απορροφούν το ηλιακό φως και το μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η διαδικασία βασίζεται κυρίως σε φωτοηλεκτρικά φαινόμενα Δηλαδή, όταν το φως λάμπει σε έναν ηλιακό συλλέκτη, τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια μέσα στον συλλέκτη, προκαλώντας τη μετάβαση των ηλεκτρονίων από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

Στη συνέχεια, η παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια ρυθμίζεται και ελέγχεται μέσω του ελεγκτή. Η κύρια λειτουργία του ελεγκτή είναι να αποτρέπει την υπερφόρτιση και την υπερβολική εκφόρτιση της μπαταρίας και να την προστατεύει από ζημιές. Εν τω μεταξύ, ο ελεγκτής μπορεί επίσης να ρυθμίζει ανάλογα με την ένταση του φωτός και Ελέγξτε την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση και τη φωτεινότητα των φώτων του δρόμου με βάση παράγοντες όπως ο χρόνος.

Όταν πέφτει η νύχτα ή η ένταση του φωτός είναι χαμηλότερη από την καθορισμένη τιμή, ο ελεγκτής θα ανάψει αυτόματα τα φώτα του δρόμου. Η μπαταρία απελευθερώνει την αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια για να οδηγήσει τα φώτα του δρόμου να ανάψουν. Η κύρια αρχή της εκπομπής φωτός των φώτων του δρόμου είναι να διεγείρει το φως μέσα στα φώτα του δρόμου μέσω ηλεκτρικού ρεύματος Οπτικά εξαρτήματα (όπως χάντρες LED) του επιτρέπουν να παράγει ορατό φως.

1. τεχνολογία φωτοηλεκτρικής μετατροπής

   Η τεχνολογία φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι μία από τις βασικές τεχνολογίες των ηλιακών φώτων δρόμου. Περιλαμβάνει τη διαδικασία μετατροπής του ηλιακού φωτός σε ηλεκτρική ενέργεια, βασιζόμενη κυρίως σε ηλιακούς συλλέκτες. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι συνήθως κατασκευασμένοι από κρυστάλλους πυριτίου και δρουν ως ηλιακό φως όταν ακτινοβολούνται σε έναν κρύσταλλο πυριτίου, τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια στο πυρίτιο, προκαλώντας τη μετάβαση των ηλεκτρονίων από τη ζώνη σθένους στη ζώνη αγωγιμότητας, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικό ρεύμα.

   Για να ενισχυθεί η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής, οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν υιοθετήσει μια ποικιλία τεχνικών μέσων. Πρώτον, βελτιστοποιώντας την καθαρότητα και τη δομή των κρυστάλλων πυριτίου, μειώνεται η πιθανότητα ανασυνδυασμού των ηλεκτρονίων και των οπών και βελτιώνεται η απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής. Αυτή τη φορά υιοθετώντας την τεχνολογία επιφανειακής παθητικοποίησης, σχηματίζεται ένα στρώμα παθητικοποίησης στην επιφάνεια των κρυστάλλων πυριτίου για τη μείωση των ελαττωμάτων της κατάστασης της επιφάνειας και την περαιτέρω ενίσχυση της απόδοσης φωτοηλεκτρικής μετατροπής.

   Επιπλέον, οι ηλιακοί συλλέκτες υιοθετούν επίσης τεχνολογία παρακολούθησης, διασφαλίζοντας ότι οι συλλέκτες είναι πάντα στραμμένοι στον ήλιο και λαμβάνουν ηλιακό φως στο μέγιστο βαθμό. Οι τεχνολογίες παρακολούθησης περιλαμβάνουν παρακολούθηση ενός άξονα και παρακολούθηση διπλού άξονα, οι οποίες μπορούν να βασίζονται σε γεωγραφικές τοποθεσίες προσαρμογή στις εποχιακές αλλαγές για να διασφαλιστεί ότι οι ηλιακοί συλλέκτες βρίσκονται πάντα σε άριστη κατάσταση φωτός.

   
2. τεχνολογία μπαταρίας

   Η μπαταρία είναι ένα σημαντικό στοιχείο των ηλιακών φώτων δρόμου, που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας και την απελευθέρωσή της τη νύχτα για τη χρήση των φώτων του δρόμου. Τα εξαρτήματα της μπαταρίας μπορούν να επηρεάσουν άμεσα τη διάρκεια ζωής και το εφέ φωτισμού των ηλιακών φώτων δρόμου

   Επί του παρόντος, οι συνήθως χρησιμοποιούμενες μπαταρίες για ηλιακά φώτα δρόμου περιλαμβάνουν κυρίως μπαταρίες μολύβδου-οξέος, μπαταρίες νικελίου-μετάλλου-υδριδίου και μπαταρίες λιθίου κ.λπ. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν τα πλεονεκτήματα του χαμηλού κόστους και της ώριμης τεχνολογίας, αλλά η διάρκεια ζωής τους είναι σχετικά μικρή. Μπαταρία νικελίου-μετάλλου-υδριδίου Αποθήκευση Οι μπαταρίες λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της μεγάλης διάρκειας κύκλου και της χαμηλής αυτοεκφόρτισης, αλλά το κόστος τους είναι σχετικά υψηλό. Έχουν υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, μεγάλη διάρκεια κύκλου και χαμηλή αυτοεκφόρτιση.

   Για να ενισχύσουν την απόδοση και τη διάρκεια ζωής των μπαταριών αποθήκευσης, οι ερευνητές έχουν υιοθετήσει μια ποικιλία τεχνικών μέτρων. Πρώτον, βελτιστοποιώντας τη δομή και τα υλικά της μπαταρίας, μπορεί να μειωθεί η εσωτερική αντίσταση και τα φαινόμενα πόλωσης και να βελτιωθεί η απόδοση φόρτισης και εκφόρτισης. Δεύτερον, υιοθετείται προηγμένη τεχνολογία ελέγχου φόρτισης για την αποφυγή υπερφόρτισης και υπερβολικής εκφόρτισης της μπαταρίας, επεκτείνοντας έτσι τη διάρκεια ζωής της.

1. οικονομία

   Η οικονομική απόδοση των ηλιακών φώτων δρόμου αντικατοπτρίζεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:

   Το αρχικό κόστος επένδυσης είναι σχετικά χαμηλό: Τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν απαιτούν καλωδίωση, μειώνοντας το κόστος του ηλεκτρικού ρεύματος και του εξοπλισμού καυσίμων. Εν τω μεταξύ, οι τιμές των ηλιακών συλλεκτών και των μπαταριών μειώνονται συνεχώς, καθιστώντας το αρχικό κόστος επένδυσης των ηλιακών φώτων δρόμου χαμηλό Αυτό είναι σχετικά χαμηλό.

   Χαμηλό λειτουργικό κόστος: Τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν καταναλώνουν παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα. Απαιτούν μόνο τακτική συντήρηση και αντικατάσταση μπαταριών, με αποτέλεσμα σχετικά χαμηλό λειτουργικό κόστος

   Κρατικές επιδοτήσεις και φορολογικά κίνητρα: Πολλές χώρες και περιοχές έχουν παράσχει κρατικές επιδοτήσεις και φορολογικά κίνητρα για την προώθηση των ηλιακών φώτων δρόμου, μειώνοντας περαιτέρω το οικονομικό κόστος των ηλιακών φώτων δρόμου

2. φιλικότητα προς το περιβάλλον

   Η φιλικότητα προς το περιβάλλον των ηλιακών φώτων δρόμου αντικατοπτρίζεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές:

   Μείωση των εκπομπών άνθρακα: Τα ηλιακά φώτα δρόμου χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια ως πηγή ενέργειας και δεν καταναλώνουν παραδοσιακά ορυκτά καύσιμα, μειώνοντας έτσι τις εκπομπές άνθρακα και συμβάλλοντας στην ανακούφιση του προβλήματος της υπερθέρμανσης του πλανήτη.

   Μείωση της περιβαλλοντικής ρύπανσης: Τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν απαιτούν καλωδίωση, αποφεύγοντας έτσι την περιβαλλοντική ρύπανση κατά τη διαδικασία καλωδίωσης. Εν τω μεταξύ, η τάση των ηλιακών φώτων δρόμου είναι σχετικά χαμηλή, καθιστώντας τα ασφαλέστερα και πιο αξιόπιστα στη χρήση και μειώνοντας τον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας και άλλων κινδύνων Η εμφάνιση του συνολικού ατυχήματος.

   Εξοικονόμηση πόρων γης: Τα ηλιακά φώτα δρόμου δεν καταλαμβάνουν πρόσθετους πόρους γης και μπορούν να εγκατασταθούν σε συνδυασμό με κτίρια, δέντρα κ.λπ., εξοικονομώντας έτσι πόρους γης.