بررسی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در صنعت برق برای تأمین نورپردازی خارجی

در دل یک شب تاریک و سرد، خیابان‌ها چگونه همچنان روشن می‌مانند؟ پاسخ این پرسش نه در خود لامپ‌ها، بلکه در کار پشت صحنه سیستم‌های پیشرفته ذخیره انرژی نهفته است. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در صنعت برق به‌ویژه با تمرکز بر نورپردازی معابر، نقش اساسی در تأمین روشنایی پایدار فضا‌های باز دارند. برای مثال، یک شرکت پیشرو در زمینه محصولات روشنایی به نام شایان برق با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین ذخیره‌سازی انرژی، موفق شده است نور خیابان‌ها را حتی در شرایط اضطراری نیز تأمین کند. بررسی این موضوع برای کارشناسان صنعت برق، متخصصان نورپردازی و شرکت‌های عمرانی اهمیت فراوانی دارد و افق‌های تازه‌ای برای آینده نورپردازی معابر گشوده می‌شود.

نقش باتری‌ها در تأمین انرژی برای روشنایی خارجی

باتری‌ها بخش حیاتی سیستم‌های روشنایی بیرونی هستند. آنها انرژی را در طول روز یا هنگام بهره‌گیری از منابع تجدیدپذیر ذخیره می‌کنند تا در شب یا مواقع قطع برق، روشنایی خارجی را تأمین نمایند. در بسیاری از پروژه‌های نورپردازی شهری شایان برق، باتری‌ها درون انواع چراغ‌های روشنایی معابر تعبیه شده‌اند تا هنگام تاریکی شب، انرژی ذخیره‌شده را به کار گیرند. این باتری‌ها ممکن است در قالب پک‌های ماژولار در هر چراغ روشنایی نصب شوند و نیاز به منبع برق ثابت را کاهش دهند. به این ترتیب، باتری‌ها نقش مهمی در پایداری نورپردازی معابر ایفا می‌کنند؛ اگرچه باتری‌ها معایبی نیز دارند. برای مثال طول عمر محدود باتری‌ها، نیاز به تعویض دوره‌ای، و مشکلات زیست‌محیطی ناشی از بازیافت آنها از چالش‌های اصلی به شمار می‌آید.

انواع باتری‌ها و ویژگی‌ها

با توجه به جدول فوق، باتری‌های لیتیوم-یون به‌رغم هزینه‌ی بالاتر، توان و طول عمر بیشتری ارائه می‌دهند و برای پروژه‌های بلندمدت مناسب‌ترند. در مقابل، باتری‌های سرب-اسید به دلیل هزینه‌ی پایین‌تر گزینه‌ای اقتصادی برای پروژه‌های کوتاه‌مدت محسوب می‌شوند. برای مثال، در زمان خرید روشنایی خیابانی، انتخاب باتری مناسب نیازمند تحلیل جامع هزینه و بازدهی بلندمدت است تا ثبات نور معابر در ساعات تاریکی تأمین شود.

مزایا و چالش‌های باتری‌ها

باتری‌ها امکان ذخیره‌سازی انرژی مازاد در طول ساعات اوج مصرف را فراهم می‌کنند و با تأمین برق در مواقع اضطراری، پایداری شبکه روشنایی معابر را تضمین می‌کنند. این ویژگی برای نورپردازی معابر که نقش حیاتی در ایمنی و امنیت شهری دارند اهمیت ویژه‌ای دارد. با این حال، باتری‌ها معایبی نیز دارند. طول عمر محدود آنها (معمولاً در حدود چند سال) نیاز به تعویض دوره‌ای و هزینه نگهداری را به همراه دارد. علاوه بر این، هر نوع باتری محدودیت‌های خاص خود را دارد؛ برای مثال باتری‌های سرب-اسید به دلیل داشتن ترکیبات شیمیایی خطرناک نیازمند بازیافت ویژه بوده و تحت تأثیر دما و شرایط نگهداری قرار می‌گیرند. در مقابل، باتری‌های لیتیوم-یون با اینکه عمر و چگالی انرژی بالایی دارند، قیمت بالاتری داشته و در دما‌های شدید نیازمند حفاظت بیشتر هستند؛ بنابراین در طراحی سیستم‌های روشنایی هوشمند باید همه این جنبه‌ها به دقت بررسی شوند.

کاربرد انرژی خورشیدی و بادی در سیستم‌های ذخیره‌سازی برای روشنایی خارجی

انرژی خورشیدی یکی از منابع اصلی در تأمین نورپردازی معابر است. پنل‌های خورشیدی نصب‌شده روی پایه‌های چراغ خیابان در طول روز نور آفتاب را جذب می‌کنند و انرژی تولیدشده را در باتری‌های داخلی ذخیره می‌کنند. با غروب آفتاب، انرژی ذخیره شده وارد مدار می‌شود و چراغ‌ها را روشن نگه می‌دارد. این سیستم‌ها بدون نیاز به سیم‌کشی گسترده و اتکای کامل به شبکه برق عمل می‌کنند و برای اماکن دورافتاده یا مناطقی که زیرساخت مناسبی ندارند، بسیار مناسب هستند.

استفاده از انرژی بادی در نورپردازی معابر به آسانی انرژی خورشیدی نیست، اما در برخی شرایط خاص قابل بهره‌برداری است. برای مثال در پروژه‌های پایلوت، توربین‌های بادی کوچک در کنار پنل خورشیدی استفاده می‌شوند تا در شرایطی که نور خورشید ناکافی است، انرژی لازم تأمین شود. با این ترکیب از منابع خورشیدی و بادی و ذخیره‌سازی هوشمند انرژی، سیستم روشنایی خیابانی قابلیت پایداری حتی در شرایط جوی نامساعد را دارد.

افزایش پذیرش انرژی‌های تجدیدپذیر در صنعت روشنایی، پیوند برق و روشنایی را پررنگ‌تر کرده است. به عنوان مثال روشنایی فروشگاه‌ها و مراکز تجاری نیز می‌توانند با استفاده از این فناوری‌ها بخشی از انرژی مورد نیاز خود را مستقل از شبکه برق تأمین کنند. در نتیجه کاهش هزینه‌های انرژی و پایداری عملکرد سیستم از مزایای اصلی این رویکرد‌ها هستند. شرکت شایان برق نیز در چند سال اخیر سرمایه‌گذاری قابل‌توجهی در توسعه راهکار‌های نورپردازی خورشیدی و بادی انجام داده است تا پاسخگوی نیاز‌های آینده صنعت برق باشد.

ملاحظات بهره‌برداری از منابع تجدیدپذیر

پیاده‌سازی سیستم‌های ترکیبی خورشیدی و بادی نیازمند توجه به شرایط محیطی است. برای مثال گرد و غبار و آلودگی هوا می‌تواند کارایی پنل‌های خورشیدی را کاهش دهد و در نتیجه باید برنامه‌ای برای تمیزکاری و نگهداری مرتب آنها در نظر گرفته شود. همچنین قرار دادن توربین‌های بادی کوچک در محیط‌های شهری به دلیل محدودیت فضا، احتمال ایجاد سروصدا و خطرات ایمنی معمولاً عملیاتی نیست. از این رو معمولاً در پروژه‌های نورپردازی معابر، ترکیب انرژی خورشیدی با باتری در اولویت قرار دارد و انرژی بادی به‌عنوان منبع مکمل در مناطقی با باد مناسب به کار می‌رود.

روشنایی معابر هوشمند

یکی از روند‌های آینده، حرکت به سوی سیستم‌های روشنایی هوشمند با بهره‌گیری از اینترنت اشیاء (IoT) است. در این سیستم‌ها از حسگر‌ها برای تنظیم خودکار شدت نور بر اساس حضور عابران یا خودرو‌ها استفاده می‌شود تا علاوه بر بهبود کیفیت روشنایی، مصرف انرژی بهینه شود. به عنوان مثال نورپردازی یک خیابان می‌تواند در زمان عبور افراد به صورت خودکار افزایش یابد و در زمان خلوتی به حداقل برسد. ارتباطات بی‌سیم و شبکه‌های کنترل هوشمند نیز امکان مدیریت و پایش از راه دور را فراهم می‌کنند. در بلندمدت انتظار می‌رود این هوشمندسازی مصرف انرژی را به شکل چشمگیری کاهش دهد.

آینده ذخیره‌سازی انرژی در صنعت برق با تمرکز بر نورپردازی خارجی

به طور کلی، آینده ذخیره‌سازی انرژی در صنعت برق روشن و مبتنی بر فناوری‌های نوین پیش‌بینی می‌شود. گسترش باتری‌های با ظرفیت بیشتر و هزینه کمتر، توسعه سیستم‌های کنترل هوشمند و اتصال به شبکه‌های برق هوشمند (اسمارت‌گرید) از جمله روند‌های مهم در این حوزه هستند. بسیاری از تحقیق در مورد صنعت برق به شناسایی راهکار‌هایی برای بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تمرکز دارند. مطالعه منتشرشده در صنعت برق نشان می‌دهد که ترکیب باتری‌های لیتیوم با پنل‌های خورشیدی می‌تواند عمر مفید سیستم روشنایی معابر را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

در چشم‌انداز آینده، تعاملات بین شرکت‌ها و رویداد‌های تخصصی نیز اثرگذار خواهند بود. علاوه بر این، هر سال در حوزه صنعت برق نمایشگاه‌های تخصصی برگزار می‌شود که جدیدترین فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی و سیستم‌های نورپردازی معابر را معرفی می‌کنند. وب‌سایت‌های تخصصی صنعت برق و نمایشگاه‌های بین‌المللی مرتبط، محیطی را برای معرفی فناوری‌های نوین مهیا می‌کنند. همچنین از جمله منابع اطلاعاتی در این حوزه سایت صنعت برق است که مقالات و تحلیل‌های تخصصی منتشر می‌کند. در صنعت برق ایران نیز توجه به این فناوری‌ها روزبه‌روز بیشتر می‌شود و توسعه پروژه‌های نورپردازی هوشمند در دستور کار قرار گرفته است. در صنعت برق کشور نیز برنامه‌های تحقیق و توسعه برای بهره‌گیری از فناوری‌های جدید آغاز شده است. به عنوان مثال، شرکت شایان برق که در طراحی و تولید تجهیزات روشنایی تخصص دارد، محصولات خود را با تمرکز بر بهینه‌سازی مصرف انرژی و راهکار‌های ذخیره‌سازی جدید ارتقا داده است.