تصنف المملكة أنها من أغنى دول العالم بالطاقة الشمسية يدعمها في ذلك السماء الصافية طوال العام، حيث يتعرض كل متر مربع في المملكة لأكثر من 2200 كيلو واط/ساعة سنوياً، وأجزاء كبيرة من جنوب وغرب المملكة تتلقى أكثر من 2400 كيلو واط/ساعة سنوياً عن كل متر مربع سنويا؛ لذلك بدأ العديد من الجهات الحكومية والأهلية باستخدام نظام الطاقة الشمسية والتحول للطاقة الموفرة للطاقة والصديقة للبيئة، ومن التجارب الناجحة للجهات الحكومية ما اتجهت إليه أمانة العاصمة المقدسة مؤخراً في استخدام نظام إضاءة LED لإنارة الحدائق وتعمل حالياً على دراسة إنارة الطرق بالطاقة الشمسية.
وقال لـ"اليوم" مدير إدارة تـنـفيـذ مشاريـع الإنـارة بأمانة العاصمة المقدسة المهندس عمر بن عبد الرحمن بابقي إن الأمانة شرعت منذ فترة في استخدام الطاقة الشمسية في الحدائق، كما أنها تعمل حالياً على إنارة الطرق بالنظام الشمسي للمناطق التي لا يتوفر فيها التيار الكهربائي وضواحي مكة المكرمة لتكلفة النظام التقليدي العالية.
وأشار إلى أن أضواء LED باستخدام الطاقة الشمسية تتكون من بطارية أو اثنتين مع لوح أو اثنين من الألواح الشمسية المثبتة على عمود النور ومنظم للشحن ونظام LED خاص، الذي يوفر ضوءا ساطعا جدا حتى في القدرة المنخفضة، مثل هذا النظام يؤدي إلى العديد من الفوائد، وعلى سبيل المثال: نظام الإنارة بالطاقة الشمسية مستقل عن الشبكة الكهربائية، فلن يكون هناك أي حفر خنادق وتوصيل كابلات، وبذلك تكون تكلفة التركيب في الموقع منخفضة ولن تكون هناك أي تكلفة لتركيب محولات أو كابلات التي يمكن أن تضاف للخدمة الكهربائية. واسترسل: بطبيعة الحال سوف تمنع الخسائر الناجمة عن سرقة الكابلات، إضافة إلى أن إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية لا تحتاج إلى الشبكة الكهربائية.
وأكد أنه لن تكون هناك أي فواتير كهرباء، وسوف تكون التكاليف المستمرة ضئيلة للغاية، كما أن النظام سيكون في مأمن من انقطاع التيار الكهربائي للشبكة، كما أنها -أي الإنارة بالطاقة الشمسية- صديقة للبيئة وتعتمد بنسبة 100 بالمائة على الطاقة الشمسية، وتحد من استخدام الوقود وتساعد على القضاء على التلوث فهي لا تؤدي إلى انبعاث الكربون المتكرر، وتعمل على فولت كهربائي منخفض من 12 إلى 24 فولت تيار مستمر، وبالتالي لن يكون هناك أي خطر من حدوث صدمة كهربائية.
فترة عمل تصل إلى 25 عاما
وأضاف "بابقي": إن من مميزات النظام أنه يعطي الوحدات الكهروضوئية فترة عمل تصل إلى 25 عاما من قدرة توليد الطاقة وسهولة تكييفه لتصاميم جمالية، كما أن أضواء LED ذات تكنولوجيا تعمل لمدة طويلة تزيد على 13 عاما دون تغييرها وتوفر شدة إنارة أعلى من مصابيح الصوديوم وأي لمبة ضوء أخرى، والنظام مضمون في العمل دون مشاكل ويعمل النظام تلقائيا من الغسق إلى الفجر أو كما هو مبرمج، إضافة إلى أن النظام الشمسي لوحدة من أضواء LED لا يسبب أي تأثير على الآخرين، وهذا النظام في مأمن من انقطاع التيار في منطقة واسعة.
وأبان أن الشمس تشحن بطارية النظام الكهربائي لكل وحدة ضوء LED فلا توجد تكاليف الكهرباء للتشغيل وتكاليف الصيانة تكاد تكون معدومة، كما أن البطاريات بحاجة إلى صيانة في فترات متباعدة.
وتابع "بابقي": إن من مميزات صمام الإضاءة الثنائي LED أنه يحقق توفيراً في الكهرباء حوالي 75 بالمائة مع إضاءة نوعية مميزة مما يؤدي لخفض التكلفة الإجمالية لاستهلاك الكهرباء، ونظراً لأن العمر الافتراضي لأضواء LED أطول وقد يصل إلى 16 عاما فإن فترة الاسترداد للاستثمار تكون في حدود سنتين إلى ثلاث سنوات عندما تقترن مع الضوابط الذكية، ولا يحتوي على الزئبق والرصاص والأشعة فوق البنفسجية الضارة وضوء الأشعة تحت الحمراء، ومتوافق للاستخدام مع البرمجة الذكية أفضل من الإضاءات الأخرى.
النظام يجعل القيادة أكثر أمانا
وأوضح مدير إدارة تـنـفيـذ مشاريـع الإنـارة بأمانة العاصمة المقدسة أن مصابيح LED تنتج ضوءاً أفضل وقريباً جداً من لون ضوء الشمس ومتجانساً ولا تتخلله بقع داكنة مما يجعله أوضح وأكثر ثباتاً ونقاء وبياضاً من الإضاءة التقليدية، ويسمح للألوان أن تبدو أكثر طبيعية وتجعل القيادة في الطرق أكثر أمانا، إضافة إلى أن مصابيح LED تمكن من اختيار وضبط درجة الصور أكثر وضوحاً في الدوائر التلفزيونية المغلقة CCTV وهذا يساعد رجال الأمن على جعل الشوارع والطرق والأماكن المطلوب حمايتها أكثر أمانا.
وأكد أنها لا تومض ولا تتأثر بالاهتزازات التي تسببها الشاحنات والطائرات فهي تفي بمعايير الاهتزاز G.2، ويمكن برمجتها أوتوماتيكيا تلقائيا وتدريجيا بشدة إضاءة متغيرة حسب الحاجة، ووفقاً للوقت من اليوم.
كما أن إمكانية البرمجة اللاسلكية لأضواء LED تسمح لبرمجة الأضواء أن تتغير تلقائياً إلى خافت تدريجيا وفقا للحاجة حسب الوقت من النهار والليل، وذلك في الاستخدام في الإضاءة خارج المنزل، ولا تنجذب إليها الحشرات ليلاً مثل الإضاءة المعتادة وبالتالي هي نظيفة وتحافظ على بيئة خالية من الحشرات.
ولفت بابقي إلى أن استخدام مؤشر الألوان CRI 75 مع إضاءة LED إذا قورن مع 22 من ضوء HPS مصابيح LED يجعل الصورة في كاميرات CCTV أكثر وضوحاً، وكذلك يجعل قيادة السيارات في الطرقات أكثر أمانا؛ لأن الإضاءة تعطي صوراً وألواناً واضحة وحقيقية، (والشرطة تفضل مصابيح LED؛ لأنها تساعد الشهود على الإبلاغ بدقة وتحديد لون المركبة المشتبه بها)، حيث وثقت لوس انجلوس انخفاض 10.5 بالمائة في الجريمة ليلاً بين عامي 2009 و2011، عندما استخدمت المدينة إضاءة LED.
جهاز تحكم ينظم الإضاءة
وعن كيفية عمل نظام الطاقة الشمسية ومواقع استخدامها قال "بابقي": أثناء الليل تبدأ البطارية بإطلاق الطاقة الكهربائية لتشغيل إضاءة LED عن طريق وحدة تحكم يمكن أن تحكم على سطوع ضوء النهار، وجهاز التحكم ينظم شدة الإضاءة المطلوبة وأوتوماتيكيا يعمل عندما تقل الإضاءة ويحل الظلام.
وأضاف: إن العملية كلها تعمل في الوضع التلقائي بالكامل، وهذا يمكن الناس من الحصول على ضوء منتظم في اي مكان تقريبا، ويوفر سنوات من الكفاءة والإضاءة الخالية من الصيانة وبدون شبكة كهرباء، أما مواقع استخدامها فإنه تم تصميم أنظمة الإضاءة الشمسية لمجموعة واسعة من بيئات العمل ومناسبة خاصة للمناطق الريفية والضواحي والمدن الكبرى، والاستخدامات الشائعة لأنظمة الإضاءة الشمسية في إضاءة الطرق والشوارع، والحدائق، واللوحات الإعلانية، وأنظمة الإضاءة في مواقف السيارات المفتوحة والمغطاة، وإضاءة للمسارات والممرات وأضواء الطوارئ، وملاعب التنس ومسارات الركض، وإضاءة محيط السياج، وإضاءات الطوارئ عند انقطاع التيار الكهربائي، والإضاءة للأمان في مواقع البناء والمناطق المعرضة للخطر والظلام، وأضواء التحذير من الخطر في علامات التوقف وعبور المشاة، والاستراحات البعيدة عن المدن، والمتنزهات والمساحات المفتوحة، وأرصفة وسلالم القوارب والموانئ، والتقاطعات خارج المدن.
وأشار "بابقي" إلى أن إضاءة LED عمرها الافتراضي أطول وتحتاج إلى صيانة اقل إذا قارنا مصابيح LED مع مصابيح الصوديوم تحت الضغط العالي HPS نجد أن مصابيح LED عمرها الافتراضي أطول بكثير، حيث إنها تعمل لمدة 50 ألف ساعة مع أن التحكم الآلي بالمقارنة مع لمبات HPS التي عمرها الافتراضي 18 ألف ساعة، مع العلم أن إضاءة الشوارع تعمل حوالي 4100 ساعة سنوياً أما إذا قارناها مع مصابيح غاز الزئبق فمصابيح LED لديها متوسط عمر 15 عاما بالمقارنة مع 5-6 سنوات لمصابيح غاز الزئبق.
أضواء الشوارع تستهلك 60% من التكاليف
ونوه إلى أنه في بعض المدن أضواء الشوارع تستهلك حوالي 60 بالمائة من تكاليف الكهرباء للبلديات، أما أضواء LED تستهلك حوالي ثلث الكهرباء فقط.
وعن التحول والتعديل إلى الإضاءة بصمام الثنائي LED قال بابقي: تحويل أضواء المصابيح العادية إلى أضواء LED يستغرق فترة تصل إلى أسبوعين لكل شارع، ويتضمن التحويل اختبار عملها بعد التركيب والتأكد من عملها بالمبرمج عن بعد، ويجب أن تكون مبرمجة بشكل فردي لتنظيم شدة الإضاءة حسب وضع المصباح، وأثناء عملية التحويل يتم تغيير المصباح واستبداله بضوء LED وترك عمود الإضاءة والذراع كما هما، والتقديرات تختلف قليلا، ولكن الضوء المولد من 130 «واط» من ضوء الصوديوم ذي الضغط العالي يمكن ان ينتج من قبل 42 «واط» LED.
وذكر أن للنظام فوائد من حيث التكلفة، حيث إن تكلفة مد الكابلات الكهربائية والتركيب في المناطق النائية عالية، وقد تنشأ هناك حوادث أو سرقات، وعندما يتم سرقة الكابلات سيتوقف توصيل الطاقة الكهربائية في المنطقة بأسرها، أما عند استخدام الإضاءة الشمسية فكل مصباح مستقل في عمله عن الآخر، وعند حصول سرقة أو تلف إحداها لا يؤثر ذلك على عمل وحدات الإضاءة بالأنظمة الشمسية الأخرى، وهذا يقلل الخسائر إلى أدنى حد ممكن، ما يجعل نظام الإضاءة بالطاقة الشمسية للشوارع خياراً اقل تكلفة واقتصادياً. 3 محاور للمقارنة في التكلفة
وأوضح "بابقي" في مقارنة بين نظام الإنارة التقليدي ونظام الإنارة بالطاقة الشمسية أنها اعتمدت على ثلاثة محاور رئيسية تتمثل في: تكلفة إنشاء وتركيب الأنظمة، وتكلفة الصيانة الدورية والوقائية على مدار خمس سنوات، وتكلفة الاستهلاك الكهربائي على مدار 5 سنوات، فإن تكلفة توريد وتركيب عمود واحد في نظام الانارة التقليدي يكلف 10،542 ريالا وفي نظام الطاقة الشمسية 19،602 ريال، وفي إيصال الخدمة للموقع فإن النظام التقليدي يكلف 10،852 بينما النظام الشمسي لا يحتاج، وفي الصيانة فإن النظام التقليدي يكلف 2400 سنويا، بينما في نظام الطاقة الشمسية 1950 ريالاً، وفي تكلفة الاستهلاك الكهربائي فإن النظام التقليدي يكلف 4493 ريالا، بينما النظام الشمسي بدون تكلفة، وفي إجمالي التكاليف للنظامين فإن النظام التقليدي تصل التكلفة إلى 28287 ريالا، بينما النظام الشمسي يكلف 21552 ريالاً، ومن الناحية التشغيلية فإن تكلفة نظام شبكة الطاقة هو أعلى من النظام الشمسي، وبشكل عام كلما كبر المشروع تصبح تكلفة نظام الإضاءة الشمسية أكثر انخفاضا.
ونظراً إلى وجود متنزهات وحدائق والبنية التحتية القائمة في المناطق الريفية البعيدة والرغبة في الحصول على الإضاءة إلى تلك المواقع فتشغيل التيار الكهربائي إلى تلك المناطق النائية قد يكون عائقا لبعد المسافة والتكلفة لإيصالها؛ لذا يمكن أن تكون إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية خيارا أكثر جاذبية وأقل تكلفة. 300 دولة تتجه للطاقة الشمسية
ولفت "بابقي" إلى أنه يجري حالياً تركيب إضاءة LED لإنارة الشوارع في جميع أنحاء العالم، بما في ذلك أوروبا والصين واستراليا وعدد من المدن الأمريكية والكندية، التي حولت أنظمة انارة الشوارع إلى LED وتم تحويل العمل بذلك في أكثر من 300 دولة؛ كون مصادر الإضاءة التقليدية للضوء تنتج من خلال أسلاك أو فتيل يحترق في نهاية الأمر، أما مصابيح LED فهي تنتج الضوء عندما تتحرك الإلكترونات عبر أشباه الموصلات.
وذكر أن ارتفاع المصباح مهم لكثافة الإضاءة الصحيحة المطلوبة، فكلما زاد ارتفاع المصباح ازدادت المساحة المضاءة، ولكن تقل شدة الإضاءة، لذا يجب زيادة شدة الضوء المستخدم، وعندما يكون توزيع الضوء في الأضواء التقليدية سيئاً يضيع قدر كبير من الضوء للمناطق غير المرغوب في إضاءتها، على سبيل المثال يعاني سكان المنازل القريبة من الطريق من الإضاءة التي تدخل منازلهم، لذا فهم يستخدمون الستائر لمعالجة الإضاءة المتسربة وغير الضرورية إلى نوافذهم، والتلوث الضوئي المترتب على ذلك يجعل الحياة صعبة لمحبي الطبيعة، واستخدام مصابيح LED يساعد في التقليل من نفاذ الضوء إلى المنازل والمحال التجارية، حيث يمكن تحديد مسار الإضاءة بها.
كما أن مصابيح LED توفر توزيعاً أكثر دقة للضوء؛ مما يؤدي إلى خفض البقع الداكنة، وعادة توفر مصادر الضوء التقليدية الكثير من الضوء في المنطقة المباشرة تحت القطب ويقل كلما ابتعدت، أما ضوء LED يمكن باستخدام بعض التقنيات الثانوية نشر الضوء بالتساوي ويكون أكثر وضوحاً وتكون الإضاءة متناسقة في جميع الأبعاد في المنطقة المضاءة.
أعمدة إضاءة بالطاقة الشمسية أمام مبنى أمانة العاصمة المقدسة
نموذج لاستخدام الطاقة الشمسية في إنارة الطرق
