ככל שהמשאבים של כדור הארץ מתרוקנים ועלויות האנרגיה עולות, חששות הבטיחות והזיהום גוברים. אנרגיה סולארית, מקור מתחדש בטוח וידידותי לסביבה, זוכה לתשומת לב. עם התקדמות הטכנולוגיה הסולארית, מוצרי תאורה סולארית הופכים פופולריים בשל היתרונות הסביבתיים והחיסכון באנרגיה שלהם. פנסי רחוב המופעלים על ידי שמש, אורות גינה ואורות דשא נפוצים יותר ויותר, ותפקידה של אנרגיה סולארית בתאורת רחוב משתפר. במאמר זה, נדון בנורות LED סולאריות.

מהן נורות LED סולאריות?

נורות לד סולאריות משתמשות באנרגיה סולארית כמקור הכוח שלהן, נטענות במהלך היום ומוארות בלילה ללא צורך בחיווט מורכב ויקר. ניתן להתאים בקלות את פריסת האורות, מה שהופך אותם לבטוחים, חסכוניים באנרגיה וללא זיהום. הם אינם דורשים הפעלה ידנית והם יציבים ואמינים, חוסכים בעלויות חשמל ותחזוקה. נורות LED סולאריות מורכבות בעיקר מפאנלים סולאריים (כולל סוגריים), ראשי מנורות LED, קופסאות בקרה (המכילות בקרים וסוללות), ועמודי מנורה. נורות LED סולאריות הן כדלקמן:

רכיבים	תיאור
פאנל סולארי	פאנל בעל יעילות גבוהה עם יעילות אור של 127Wp/m2, מועיל לעיצוב עמידות לרוח
מנורת LED	LED יחיד בעל הספק גבוה (30W-100W) עם עיצוב מקור אור חד מודול משולב מרובה שבבים ושימוש בשבבים מיובאים בהירות גבוהה
תיבת בקרה	עשוי מפלדת אל חלד, עמיד ואסתטי, עם סוללות עופרת ללא תחזוקה ובקרי טעינה-פריקה. סוללת עופרת-חומצה אטומה נשלטת על ידי שסתומים משמשת להפחתת עלויות התחזוקה
בקר טעינה-פריקה	עיצוב חסכוני עם פונקציונליות מלאה, כולל בקרת אור, בקרת זמן, הגנת טעינת יתר, הגנה מפני פריקת יתר והגנה על חיבור הפוך

עקרון העבודה של אנרגיה סולארית 

תאורה סולארית פועלת על ידי המרת אנרגיה סולארית לחשמל באמצעות שימוש בתאים סולאריים. במהלך שעות היום, אנרגיה מאוחסנת בסוללות ולאחר מכן משמשת את הבקר כדי להפעיל את מקור האור החשמלי בלילה, ומספקת תאורה פונקציונלית.

מהם הסוגים הנפוצים של נורות סולאריות?

הסוגים הנפוצים של אורות סולאריים כוללים:

סוג	שימוש ותפקוד
אורות איתות סולאריים	חיוני לניווט ותחבורה ביבשה, בים ובאוויר, היכן שרשתות חשמל לא יהיו זמינות. מורכב בעיקר מחלקיקי LED כיוונים קטנים.
אורות מדשאה סולארית	משמש להארת מדשאות וגינות. מקור האור הוא בעל הספק של 0.1-1W, ונורות LED חלקיקים קטנים משמשים בדרך כלל כמקור האור העיקרי.
אורות נוף סולאריים	משמש להארת כיכרות, פארקים ושטחים ירוקים. נעשה שימוש בצורות שונות של זרקורי LED בעוצמה נמוכה ואורות ליניאריים, ויש גם נורות קתודה קרות לייפות את הסביבה.
אורות זיהוי סולאריים	משמש עבור שלטי הכוונה בלילה, מספרי בתים ותמרורים. מקור האור אינו דורש שטף אור גבוה, ודרישות תצורת המערכת נמוכות.
תאורת רחוב סולארית	מיושם על כבישי כפר וכבישים מהירים כפריים. מקור האור יכול להיות מנורות פריקת גז בלחץ גבוה (HID), מנורות פלורסנט, מנורות נתרן בלחץ נמוך או מנורות LED בעלות הספק גבוה.
אורות קוטלי חרקים סולאריים	מיושם על מטעים, מטעים, פארקים ומדשאות. בדרך כלל נעשה שימוש במנורות פלורסנט עם ספקטרים ​​ספציפיים, ומנורות LED סגולות מתקדמות משמשות להקרנת קווים ספקטרליים ספציפיים כדי להרוג חרקים.
תיבות אור סולאריות	משמש לפרסום קופסאות תאורה.
פנסים סולאריים	באמצעות LED כמקור האור, ניתן להשתמש בו לפעילויות חוצות או מצבי חירום.

גורמים חשובים שיש לקחת בחשבון לפני רכישת נורות LED סולאריות

פונקציה ומתח 

ויסות נורות LED תפקידן של נורות LED דומה לזה של דיודות ויסות מתח. מתח העבודה שלהם משתנה סביב 0.1V, בעוד זרם העבודה משתנה סביב 20mA. כדי להבטיח שימוש בטוח, נורות LED משתמשות בדרך כלל בנגדים מגבילים טוריים, המונעים אובדן אנרגיה משמעותי למרות שינויים בבהירות האור עקב תנודות מתח. על ידי תכנון מעגלי חיזוק אוטומטיים או מעגלי זרם קבוע, נורות LED יכולות לווסת את כוחן ולהימנע מפגיעה בנורות ה-LED. 

מאפיינים חשמליים ובקרת טמפרטורה של נורות LED 

שיא הזרם של נורות LED הוא סביב 50-100mA, והמתח ההפוך הוא סביב 6V. חיוני לא לחרוג מטווחים אלה כדי למנוע נזק לנורות ה-LED. כאשר מתחברים לאחור או כאשר מתח השיא גבוה מדי, כגון במקרה של סוללה מתרוקנת, נורות LED יכולות בקלות לחרוג מהמגבלות הללו. בקרת טמפרטורה היא גם קריטית מכיוון שנורות LED אינן סובלניות במיוחד לטמפרטורות גבוהות. אפילו עלייה של 5℃ בטמפרטורה יכולה להפחית את בהירות האור ב-3%, ולכן יש צורך בתשומת לב מיוחדת בקיץ. 

מגבלות של חיבורים מקבילים ועיצוב אופטי של נורות LED בהירות במיוחד

מתח העבודה של נורות LED משתנה באופן משמעותי, אפילו עבור אותו סוג ואצוות. לכן, עדיף לא לחבר אותם במקביל. אם יש צורך בחיבורים מקבילים, חיוני להבטיח חלוקת זרם שווה. עבור נורות LED בהירות במיוחד, חדירת האור חלשה יותר בשל טווח טמפרטורת הצבע הגבוה שלהן של 6400k-30000k. ככזה, יש צורך בסידורים מיוחדים לסידור הקל שלהם. חשמל סטטי יכול גם להשפיע באופן משמעותי על נורות LED בהירות במיוחד, ולכן ההתקנה צריכה לכלול מכשירים אנטי סטטיים, והעובדים צריכים ללבוש צמידי יד אנטי סטטיים. 

עיצוב קבלים לאחסון אנרגיה פוטו-וולטאית 

אורך החיים של פאנלים סולאריים יכול לעלות על 25 שנים, בעוד של סוללות רגילות הוא 2-3 שנים בלבד. לכן, חיוני לכלול קבלים לאגירת אנרגיה על מנת להבטיח אחסון ואספקת אנרגיה אופטימלית לנורות ה-LED. תוחלת החיים של קבלים לאחסון אנרגיה יכולה לעלות על 10 שנים, ומעגלי הבקרה שלהם פשוטים יחסית. עם זאת, הם יקרים יותר, והיישום שלהם עדיין מוגבל על ידי אילוצים טכנולוגיים. 

עיצוב מעגלי חיישן אור

מעגלי חיישן אור נחוצים לשליטה אוטומטית של אורות המונעים על ידי שמש. בעוד שאנשים רבים משתמשים בפוטונגדים למטרה זו, פאנלים סולאריים עצמם הם חיישני אור מצוינים. לכן, עדיף להשתמש בהם כמתגים רגישים לאור במקום נגדי פוטו.

המלכודות של פנסים סולאריים

• פרסום כוזב ורכיבים באיכות נמוכה: יצרנים חסרי מצפון מתייגים באופן שגוי פרמטרים כמו כוח ומפחיתים את עובי המוט, שקשה ללקוחות לזהות. זה מאפשר להם להוריד מחירים ולשבש את השוק.

• מותג ואיכות שבבים: שבבי LED משפיעים ישירות על הביצועים והמחיר של האורות. כמה מוכרים לא ישרים משתמשים בצ'יפס באיכות נמוכה, בשבבי מותג מזויפים או בצ'יפס בדרגה נמוכה יותר כדי להונות לקוחות לקנות מוצרים נחותים במחירים גבוהים.

• הקרבת תכנון מערכות תאורה מדעיות כדי לצמצם עלויות: יצרנים חסרי מצפון עשויים לשנות או אפילו להסיר מערכות תאורה כדי להפחית עלויות, מה שיוביל לבעיות כמו בהירות לא אחידה, 'פסי זברה' או טבעות צהובות. קשה לזהות בעיות אלו ללא בדיקות מקצועיות.

• עיצוב פיזור חום לקוי: תוחלת החיים של שבבי LED פוחתת באופן משמעותי ככל שטמפרטורת צומת PN עולה. פיזור חום נכון הוא חיוני להבטחת אורך החיים והאיכות של נורות LED. יצרנים חסרי מצפון חותכים לעתים קרובות פינות בתחום זה, מה שמוביל לבעיות שעלולות להתברר רק לאחר זמן מה של שימוש.

• איכות אספקת החשמל: המחיר והאיכות של ספקי כוח קשורים קשר הדוק לתכנון ולרכיבים החשמליים הפנימיים שלהם. רק אור מתפקד אינו מספיק. מוצרים רבים בשוק משתמשים בספקי כוח לא סטנדרטיים.

• עודף חומרים מזיקים במקורות אור: השחרת לד היא בעיה שכיחה איתה מתמודדות חברות לד רבות, הנגרמת בעיקר מנוכחות חומרים מזיקים במרכיבי האור המשפיעים לרעה על תוחלת החיים של מקור האור.

• מושגים מטעים: אורות LED סולאריים יכולים בדרך כלל להיות בעלי צריכת חשמל מתכווננת. עם זאת, חלק מהיצרנים מנצלים את חוסר הידע של הלקוחות רק בכך שהם מציינים את זמן ההארה, ולא את צריכת החשמל, כדי להונות את הצרכנים.