با کاهش منابع زمین و افزایش هزینه های انرژی، نگرانی های ایمنی و آلودگی افزایش می یابد. انرژی خورشیدی، یک منبع تجدید پذیر ایمن و سازگار با محیط زیست، توجه را به خود جلب می کند. با پیشرفت فناوری خورشیدی، محصولات روشنایی خورشیدی به دلیل مزایای زیست محیطی و صرفه جویی در انرژی محبوبیت پیدا می کنند. چراغ های خیابانی با انرژی خورشیدی، چراغ های باغ و چراغ های چمن به طور فزاینده ای رایج هستند و نقش انرژی خورشیدی در روشنایی خیابان ها بهبود می یابد. در این مقاله به بررسی چراغ های LED خورشیدی می پردازیم.

چراغ های LED خورشیدی چیست؟

چراغ های LED خورشیدی از انرژی خورشیدی به عنوان منبع انرژی استفاده می کنند و در روز شارژ می شوند و در شب بدون نیاز به سیم کشی پیچیده و گران قیمت روشن می شوند. چیدمان چراغ ها را می توان به راحتی تنظیم کرد و آنها را ایمن، کم مصرف و بدون آلودگی می کند. آنها نیازی به عملکرد دستی ندارند و پایدار و قابل اعتماد هستند و در هزینه های برق و نگهداری صرفه جویی می کنند. چراغ‌های LED خورشیدی عمدتاً از پانل‌های خورشیدی (شامل براکت‌ها)، سر چراغ‌های LED، جعبه‌های کنترل (حاوی کنترل‌کننده‌ها و باتری‌ها) و پایه‌های لامپ تشکیل شده‌اند. پارامترهای رایج چراغ های LED خورشیدی به شرح زیر است:

اجزاء	توضیحات
پنل خورشیدی	پانل با راندمان بالا با راندمان نور 127Wp/m2، مفید برای طراحی مقاومت در برابر باد
لامپ ال ای دی	تک LED پرقدرت (30W-100W) با طراحی منحصر به فرد منبع نور تک ماژول یکپارچه چند تراشه و استفاده از تراشه های وارداتی با روشنایی بالا
جعبه کنترل	ساخته شده از فولاد ضد زنگ، بادوام و زیبا، با باتری های اسید سرب بدون نیاز به تعمیر و نگهداری و کنترل کننده های تخلیه شارژ. باتری سرب اسیدی مهر و موم شده با کنترل سوپاپ برای کاهش هزینه های نگهداری استفاده می شود
کنترل کننده شارژ-دشارژ	طراحی مقرون به صرفه با عملکرد کامل، از جمله کنترل نور، کنترل زمان، حفاظت از شارژ بیش از حد، حفاظت از تخلیه بیش از حد، و حفاظت از اتصال معکوس

اصل کار انرژی خورشیدی 

روشنایی خورشیدی با تبدیل انرژی خورشیدی به برق از طریق استفاده از سلول های خورشیدی عمل می کند. در طول ساعات روز، انرژی در باتری‌ها ذخیره می‌شود و سپس توسط کنترل‌کننده برای تغذیه منبع نور الکتریکی در شب استفاده می‌شود و روشنایی کاربردی را فراهم می‌کند.

انواع رایج چراغ های خورشیدی چیست؟

انواع رایج چراغ های خورشیدی عبارتند از:

نوع	استفاده و عملکرد
چراغ های سیگنال خورشیدی	برای ناوبری و حمل و نقل در زمین، دریا و هوا که شبکه های برق ممکن است در دسترس نباشد بسیار مهم است. عمدتا از ذرات LED جهت دار کوچک تشکیل شده است.
چراغ های چمن خورشیدی	برای روشنایی چمن ها و باغ ها استفاده می شود. منبع نور دارای قدرت 0.1-1W است و معمولاً از چراغ های LED ذرات کوچک به عنوان منبع نور اصلی استفاده می شود.
چراغ های منظره خورشیدی	برای روشنایی میدان ها، پارک ها و فضاهای سبز استفاده می شود. از اشکال مختلف نورافکن LED کم مصرف و چراغ های خطی استفاده می شود و همچنین چراغ های کاتدی سرد برای زیباسازی محیط وجود دارد.
چراغ های شناسایی خورشیدی	برای علائم راهنمایی شبانه، شماره خانه ها و علائم جاده استفاده می شود. منبع نور نیازی به شار نور زیاد ندارد و نیازهای پیکربندی سیستم کم است.
چراغ های خیابان خورشیدی	برای جاده های روستایی و بزرگراه های روستایی اعمال می شود. منبع نور می تواند لامپ های تخلیه گاز با فشار بالا (HID)، لامپ های فلورسنت، لامپ های سدیم کم فشار یا لامپ های LED پرقدرت باشد.
چراغ های حشره کش خورشیدی	برای باغ ها، مزارع، پارک ها و چمنزارها اعمال می شود. معمولاً از لامپ های فلورسنت با طیف های خاص استفاده می شود و از لامپ های پیشرفته LED بنفش برای تابش خطوط طیفی خاص برای کشتن حشرات استفاده می شود.
جعبه نور خورشیدی	برای تبلیغات جعبه نور استفاده می شود.
چراغ قوه خورشیدی	با استفاده از LED به عنوان منبع نور، می توان از آن برای فعالیت های خارج از منزل یا شرایط اضطراری استفاده کرد.

فاکتورهای مهمی که باید قبل از خرید چراغ های خورشیدی LED در نظر بگیرید

عملکرد و ولتاژ 

تنظیم چراغ های ال ای دی عملکرد چراغ های ال ای دی شبیه دیودهای تنظیم کننده ولتاژ است. ولتاژ کاری آنها حدود 0.1 ولت متغیر است، در حالی که جریان کاری حدود 20 میلی آمپر تغییر می کند. برای اطمینان از استفاده ایمن، چراغ‌های LED معمولاً از مقاومت‌های محدودکننده سریال استفاده می‌کنند که با وجود تغییر در روشنایی نور به دلیل نوسانات ولتاژ، از اتلاف انرژی قابل توجه جلوگیری می‌کند. با طراحی مدارهای تقویت خودکار یا مدارهای جریان ثابت، چراغ های LED می توانند قدرت خود را تنظیم کرده و از آسیب رساندن به لامپ های LED جلوگیری کنند. 

ویژگی های الکتریکی و کنترل دما چراغ های LED 

اوج جریان چراغ های LED حدود 50-100 میلی آمپر و ولتاژ معکوس حدود 6 ولت است. برای جلوگیری از آسیب رساندن به لامپ های LED ضروری است که از این محدوده ها تجاوز نکنید. هنگامی که به صورت معکوس وصل می شود یا زمانی که اوج ولتاژ بیش از حد بالا است، مانند در مورد باتری در حال اتمام، چراغ های LED می توانند به راحتی از این محدودیت ها فراتر روند. کنترل دما نیز بسیار مهم است زیرا چراغ های LED در برابر دماهای بالا بسیار تحمل نمی کنند. حتی افزایش 5 درجه در دما می تواند روشنایی نور را تا 3 درصد کاهش دهد، بنابراین توجه ویژه ای در تابستان لازم است. 

محدودیت های اتصالات موازی و طراحی نوری چراغ های ال ای دی فوق روشن

ولتاژ کار چراغ های LED حتی برای همان نوع و دسته به طور قابل توجهی متفاوت است. بنابراین، بهتر است آنها را به صورت موازی وصل نکنید. اگر اتصالات موازی لازم باشد، اطمینان از توزیع یکسان جریان بسیار مهم است. برای چراغ‌های ال‌ای‌دی بسیار روشن، نفوذ نور ضعیف‌تر به دلیل محدوده دمای رنگ بالای 6400-30000k است. به این ترتیب، ترتیبات خاصی برای چیدمان نور آنها ضروری است. الکتریسیته ساکن همچنین می تواند به طور قابل توجهی بر چراغ های LED بسیار روشن تأثیر بگذارد، بنابراین نصب باید شامل دستگاه های ضد الکتریسیته ساکن باشد و کارگران باید از مچ بندهای ضد ال ای دی استفاده کنند. 

طراحی خازن های ذخیره انرژی فتوولتائیک 

طول عمر پنل های خورشیدی می تواند بیش از 25 سال باشد، در حالی که عمر باتری های معمولی تنها 2-3 سال است. بنابراین، گنجاندن خازن های ذخیره انرژی برای اطمینان از ذخیره بهینه انرژی و تامین بهینه چراغ های LED ضروری است. طول عمر خازن های ذخیره انرژی می تواند بیش از 10 سال باشد و مدارهای کنترلی آنها نسبتاً ساده هستند. با این حال، آنها گران تر هستند و کاربرد آنها هنوز به دلیل محدودیت های تکنولوژیکی محدود است. 

طراحی مدارهای حسگر نور

مدارهای حسگر نور برای کنترل خودکار چراغ های خورشیدی ضروری هستند. در حالی که بسیاری از مردم از مقاومت های نوری برای این منظور استفاده می کنند، پنل های خورشیدی خود حسگرهای نور عالی هستند. بنابراین بهتر است به جای مقاومت نوری از آنها به عنوان کلیدهای حساس به نور استفاده کنید.

دام های فانوس های خورشیدی

• تبلیغات نادرست و قطعات با کیفیت پایین: تولیدکنندگان بی‌وجدان به اشتباه پارامترهایی مانند قدرت را برچسب‌گذاری می‌کنند و ضخامت قطب را کاهش می‌دهند، که تشخیص آن برای مشتریان سخت است. این به آنها امکان می دهد قیمت ها را پایین بیاورند و بازار را مختل کنند.

• برند و کیفیت تراشه: تراشه های ال ای دی به طور مستقیم بر عملکرد و قیمت چراغ ها تأثیر می گذارند. برخی از فروشندگان نادرست از تراشه های با کیفیت پایین، تراشه های نام تجاری تقلبی یا تراشه های درجه پایین تر برای فریب مشتریان برای خرید محصولات پایین تر با قیمت های بالا استفاده می کنند.

• فدا کردن طراحی علمی سیستم روشنایی برای کاهش هزینه‌ها: تولیدکنندگان بی‌وجدان ممکن است سیستم‌های روشنایی را تغییر داده یا حتی حذف کنند تا هزینه‌ها را کاهش دهند، که منجر به مشکلاتی مانند روشنایی ناهموار، 'راه راه‌های گورخر' یا حلقه‌های زرد شود. تشخیص این مشکلات بدون آزمایش حرفه ای دشوار است.

• طراحی ضعیف اتلاف گرما: با افزایش دمای اتصال PN، طول عمر تراشه های LED به طور قابل توجهی کاهش می یابد. اتلاف حرارت مناسب برای اطمینان از طول عمر و کیفیت چراغ های LED بسیار مهم است. تولیدکنندگان بی‌وجدان اغلب در این زمینه کوتاه می‌آیند، که منجر به مشکلاتی می‌شود که ممکن است تنها پس از مدتی استفاده آشکار شود.

• کیفیت منبع تغذیه: قیمت و کیفیت منابع تغذیه ارتباط تنگاتنگی با طراحی و اجزای الکتریکی داخلی آنها دارد. صرف داشتن یک چراغ کارآمد کافی نیست. بسیاری از محصولات موجود در بازار از منابع تغذیه نامرغوب استفاده می کنند.

• مواد مضر بیش از حد در منابع نور: سیاه شدن ال ای دی مشکلی رایج است که بسیاری از شرکت های LED با آن مواجه هستند که عمدتاً به دلیل وجود مواد مضر در اجزای نور است که بر طول عمر منبع نور تأثیر منفی می گذارد.

• مفاهیم گمراه کننده: چراغ های LED خورشیدی معمولاً می توانند مصرف برق قابل تنظیم داشته باشند. با این حال، برخی از تولیدکنندگان از عدم آگاهی مشتریان تنها با ذکر زمان روشنایی، به جای مصرف برق، برای فریب مصرف کنندگان استفاده می کنند.