كيفية إصلاح عمود الإنارة الشمسية

إصلاح أ عمود الضوء الشمسي يتبع تسلسل التشخيص والإصلاح المنطقي: تحديد ما إذا كان الخطأ يكمن في اللوحة الشمسية، أو البطارية، أو وحدة إضاءة LED، أو وحدة التحكم، أو توصيلات الأسلاك، أو هيكل القطب نفسه ، ثم قم بمعالجة المكون الفاشل المحدد. معظم حالات فشل أعمدة الإنارة الشمسية - المقدرة بأكثر من 80% من مكالمات الخدمة الميدانية - ناتجة عن تدهور البطارية، أو الألواح الشمسية المتسخة أو المظللة، أو توصيلات الأسلاك السائبة، أو إعدادات وحدة التحكم الخاطئة، وكلها قابلة للإصلاح بدون أدوات متخصصة أو استبدال القطب. (المصدر: وكالة الطاقة الدولية، أفضل ممارسات صيانة الطاقة الشمسية الكهروضوئية وتخزين الطاقة، 2022.)

يعد تلف العمود الهيكلي - التآكل أو التشوه الناتج عن الصدم أو فشل مسمار التثبيت - أقل شيوعًا ولكنه أكثر خطورة، وغالبًا ما يتطلب استبدال القسم أو تقييمًا هندسيًا احترافيًا قبل إعادة الوحدة إلى الخدمة. يغطي هذا الدليل نطاق الإصلاح الكامل: بدءًا من الإصلاحات السريعة التي يمكنك إكمالها في أقل من 30 دقيقة وحتى التقييمات الهيكلية التي تتطلب تدخلًا احترافيًا.

فهم كيفية عمل نظام عمود الضوء الشمسي

يتطلب الإصلاح الفعال فهم كيفية تفاعل جميع مكونات نظام أعمدة الإنارة الشمسية. يمكن أن يؤدي وجود خلل في أحد المكونات إلى ظهور أعراض تبدو وكأنها ناتجة عن مكون مختلف - على سبيل المثال، تؤدي البطارية الفاشلة إلى توقف الضوء عن العمل بعد منتصف الليل، وهو ما يتم تشخيصه بشكل خاطئ غالبًا على أنه فشل في وحدة LED عندما تعمل وحدة LED بشكل كامل.

المكونات الأساسية الخمسة

• الألواح الشمسية (الوحدة الكهروضوئية): يحول ضوء الشمس إلى تيار كهربائي مستمر خلال ساعات النهار. يتراوح الناتج النموذجي لألواح إضاءة الشوارع من 30 وات إلى 200 وات عند جهد نظام 12 فولت، أو 24 فولت، أو 48 فولت اعتمادًا على التثبيت. تقوم اللوحة بشحن البطارية من خلال وحدة التحكم بالشحن خلال النهار.
• جهاز التحكم بالشحن (جهاز التحكم بالطاقة الشمسية): ينظم تيار الشحن من اللوحة الشمسية إلى البطارية، ويمنع الشحن الزائد والإفراط في التفريغ. معظم وحدات التحكم الحديثة في إنارة الشوارع بالطاقة الشمسية هي من نوع MPPT (أقصى تتبع لنقطة الطاقة)، ​​مما يحقق كفاءة شحن تتراوح من 93 إلى 97%. تعمل وحدات التحكم الأقدم PWM (تعديل عرض النبض) بكفاءة تتراوح من 70 إلى 85٪. تدير وحدة التحكم أيضًا توقيت التشغيل/الإيقاف لمصباح LED - عادةً باستخدام مستشعر الضوء (خلية ضوئية) ومؤقت قابل للبرمجة.
• البطارية: - يخزن الطاقة التي يتم جمعها خلال النهار لاستخدامها في الليل. تشمل أنواع البطاريات الشائعة حمض الرصاص (هلام مختوم أو AGM)، وفوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4)، والليثيوم الثلاثي. تتمتع بطاريات LiFePO4 بدورة حياة تتراوح من 2000 إلى 3000 دورة تفريغ شحن كاملة؛ عادةً ما تدوم بطاريات الرصاص الحمضية المختومة من 500 إلى 800 دورة. تم تصنيف سعة البطارية بـ Ah (أمبير ساعة) - توفر بطارية LiFePO4 النموذجية بقدرة 40 أمبير في الساعة عند 24 فولت 960 وات في الساعة من الطاقة القابلة للاستخدام.
• وحدة ضوء LED: مصدر الضوء، عادة ما يكون عبارة عن مجموعة LED عالية الطاقة مع محرك متكامل. تم تصنيف وحدات LED لأضواء الشوارع بالطاقة الشمسية بعمر تشغيلي يتراوح بين 50.000 إلى 100.000 ساعة في ظل الظروف العادية. عادةً ما يشير فشل LED قبل 20000 ساعة إلى مشكلة في الإدارة الحرارية أو فشل في برنامج التشغيل بدلاً من تدهور شريحة LED.
• هيكل القطب والتركيب: يوفر الدعم الهيكلي لجميع المكونات. تكون الأعمدة عادةً من الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن، أو سبائك الألومنيوم، أو الفولاذ المقاوم للصدأ، بسمك جدار يتراوح من 3 إلى 6 مم لتطبيقات إضاءة الشوارع القياسية. يتكون الأساس من مسامير تثبيت مثبتة في قاعدة خرسانية مصممة لمقاومة أحمال الرياح وفقًا لقوانين البناء المحلية.

(المصدر: IEC 62124 الأنظمة الكهروضوئية (PV) المستقلة - التحقق من التصميم؛ دليل IEEE 1562-2007 لتحجيم المصفوفات والبطاريات في الأنظمة الكهروضوئية المستقلة.)

تشخيص الخلل قبل البدء بالإصلاحات

يؤدي التشخيص الصحيح قبل لمس أي مكون إلى توفير الوقت، ويمنع استبدال الأجزاء غير الضرورية، ويحدد مخاطر السلامة قبل بدء عملية الإصلاح. تتبع عملية تشخيص عمود الإنارة الشمسي منهجًا منهجيًا للتخلص من العيوب - حيث يتم العمل بدءًا من الأخطاء الأكثر شيوعًا وأبسطها وصولاً إلى الأعطال الأكثر ندرة وتعقيدًا.

الفحص البصري: ما الذي يجب التحقق منه أولاً

ابدأ كل عملية إصلاح لأعمدة الإنارة بالطاقة الشمسية بإجراء فحص بصري شامل قبل استخدام أي معدات اختبار. تظهر العديد من الأخطاء على الفور ولا تتطلب أي قياس لتحديدها:

• سطح الألواح الشمسية: ابحث عن تراكم الأوساخ، أو فضلات الطيور، أو حطام الأوراق، أو التشقق الجسدي للزجاج، أو التصفيح (الفقاعات بين الزجاج وطبقات الخلايا)، أو التظليل من النباتات المزروعة حديثًا أو الهياكل المجاورة. يمكن أن تفقد اللوحة التي يتم حجبها بنسبة 10% فقط من مساحتها بسبب التظليل أو التلوث ما بين 30 إلى 50% من إنتاجها بسبب توصيل الدائرة التسلسلية للخلايا الشمسية داخل اللوحة. (المصدر: التقرير الفني للمختبر الوطني للطاقة المتجددة، اتساخ الوحدات الكهروضوئية، 2020.)
• الأسلاك والوصلات: افحص جميع الأسلاك المرئية للتأكد من عدم وجود تلف في العزل، أو مضغ القوارض، أو التشقق الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية، أو تآكل الموصل. انتبه بشكل خاص إلى صندوق التوصيل الموجود في الجزء الخلفي من اللوحة الشمسية، ونقطة دخول السلك إلى ذراع العمود، وتوصيلات أطراف البطارية.
• وحدة ضوء LED: ابحث عن تغير اللون (يشير اصفرار العدسة إلى الإجهاد الحراري)، أو دخول الرطوبة بشكل مرئي على شكل تكاثف داخل مبيت الضوء، أو ضرر مادي.
• غلاف البطارية أو حجرة: ابحث عن تورم خلايا البطارية (يشير إلى تلف الشحن الزائد أو التفريغ العميق)، أو تسرب الإلكتروليت من بطاريات الرصاص الحمضية (رواسب بلورية بيضاء حول أطراف البطارية)، أو تآكل أطراف البطارية.
• هيكل القطب: افحص قاعدة العمود بحثًا عن التآكل عند الخط الأرضي، أو التشوه أو الخدوش الناتجة عن اصطدام السيارة، أو الشقوق في اللحامات، أو حالة مسامير التثبيت وصواميلها. تحقق من العمود بحثًا عن أي ميل مرئي من الوضع الرأسي يتجاوز التسامح الذي تسمح به الشركة المصنعة (عادةً 0.5% من ارتفاع العمود - يجب ألا يميل العمود الذي يبلغ طوله 6 أمتار أكثر من 30 مم من الوضع الرأسي).

تشخيص أعراض الخطأ المنهجي

بعد الفحص البصري، قم بمطابقة أعراض الفشل الملحوظة مع خطأ المكون الأكثر احتمالاً باستخدام إطار التشخيص التالي:

الأدوات ومعدات السلامة المطلوبة

إن جمع الأدوات ومعدات السلامة الصحيحة قبل البدء في أي إصلاح يقلل من وقت الإصلاح، ويمنع تلف المكونات، ويحمي الفني من المخاطر الكهربائية والمادية.

الأدوات الأساسية

• المقياس الرقمي المتعدد: أداة التشخيص الأكثر أهمية. مطلوب لقياس جهد البطارية، جهد خرج اللوحة الشمسية، تيار الشحن، واستمرارية الدائرة. استخدم مقياسًا مقدرًا بـ 600 فولت تيار مستمر على الأقل لقياسات الدائرة الشمسية.
• مقياس المشبك (مقياس المشبك DC): يسمح بقياس تيار التيار المستمر المتدفق في اللوحة الشمسية ودوائر البطارية دون فصل الأسلاك - وهو أسرع بكثير من مقياس التيار المضمن وأكثر أمانًا في الدوائر الحية.
• المفكات (مسطحة وفيليبس، أحجام متعددة): لفتح مبيت وحدة التحكم ووحدة الإضاءة وصناديق التوصيل.
• كماشة معزولة ومتعريات الأسلاك: للعمل على توصيلات الأسلاك DC. استخدم دائمًا الأدوات ذات المقابض المعزولة التي لا يقل جهدها عن 1000 فولت عند العمل على التوصيلات الكهربائية.
• مفتاح عزم الدوران: لفحص وإعادة تدوير مسامير التثبيت ومسامير دعامة العمود وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة. يتم فك الوصلات ذات العزم المنخفض تحت الاهتزاز؛ يمكن أن تؤدي الوصلات المفرطة عزم الدوران إلى تشقق حواف القطب.
• فرشاة الأسلاك ومستلزمات التنظيف: لتنظيف المحطات المتآكلة وسطح الألواح الشمسية. استخدم فرشاة ناعمة أو وسادة مطاطية رغوية على زجاج الألواح الشمسية - حيث تعمل الوسادات الكاشطة على خدش الطبقة المضادة للانعكاس بشكل دائم وتقليل انتقال الضوء.
• روابط الكابلات وأنابيب الانكماش الحراري: لتأمين وعزل اتصالات الأسلاك التي تم إصلاحها. لا تستخدم أبدًا الشريط الكهربائي كمادة إصلاح خارجية طويلة الأمد لأسلاك الدائرة الشمسية - فالتعرض للأشعة فوق البنفسجية يؤدي إلى تحلل معظم لاصق الأشرطة الكهربائية خلال 6 إلى 12 شهرًا.

معدات السلامة

• القفازات المطاطية المعزولة (الفئة 0، مصنفة حتى 1000 فولت تيار متردد / 1500 فولت تيار مستمر): إلزامي لأي عمل على أطراف البطارية أو أسلاك الألواح الشمسية أو توصيلات وحدة التحكم. يمكن للألواح الشمسية أن تولد جهدًا خطيرًا للدائرة المفتوحة يصل إلى 40 إلى 80 فولت لكل لوحة حتى في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة - وهذه الفولتية موجودة دائمًا عندما تتعرض اللوحة لأي ضوء ولا يمكن إيقاف تشغيلها.
• نظارات السلامة: مطلوب عند العمل بالقرب من أطراف البطارية (خطر تناثر الإلكتروليت من بطاريات الرصاص الحمضية) وعند العمل على ارتفاعات (خطر سقوط الحطام من الأعلى أثناء الفحص الهيكلي).
• سترة عالية الوضوح والأقماع المرورية: مطلوبة إذا كان الإصلاح يتضمن عمودًا على طريق أو مسار عام أو بجواره. تتطلب أعمدة الإنارة الشمسية الموجودة على البنية التحتية العامة عادةً خطة لإدارة حركة المرور قبل بدء أعمال الصيانة.
• السلم أو منصة الوصول: مطلوب سلم ثابت ومصنف للوصول إلى الألواح الشمسية ووحدات LED على الأعمدة. بالنسبة للأعمدة التي يزيد ارتفاعها عن 5 أمتار، تعتبر منصة العمل المرتفعة المثبتة على السيارة (منتقي الكرز) أكثر أمانًا بشكل كبير من السلم وقد تكون مطلوبة بموجب لوائح الصحة والسلامة المهنية المحلية.
• معدات الحماية من السقوط والسقوط: مطلوب عند تسلق هيكل العمود مباشرة أو العمل على منصات عمل مرتفعة يزيد ارتفاعها عن 2 متر في العديد من الولايات القضائية. (المصدر: معايير الحماية من السقوط 1926.502 الخاصة بإدارة السلامة والصحة المهنية؛ توجيه الاتحاد الأوروبي 2001/45/EC بشأن استخدام معدات العمل للعمل المؤقت على ارتفاعات.)

إصلاح مشاكل الألواح الشمسية

تمثل مشكلات الألواح الشمسية نسبة كبيرة من أعطال أعمدة الإنارة الشمسية، ولكنها من بين أسهل المشكلات التي يمكن تشخيصها وحلها - في كثير من الحالات - دون استبدال الأجزاء.

تنظيف لوحة شمسية متسخة

يعد الاتساخ مشكلة الألواح الشمسية الأكثر شيوعًا والأكثر سهولة في التصحيح. وتظهر دراسات منشآت الطاقة الشمسية في البيئات الحضرية والزراعية ذلك تفقد الألواح غير النظيفة ما بين 1 إلى 25% من إنتاج الطاقة السنوي اعتماداً على الظروف المحلية، مع أحداث التلويث الشديدة (العواصف الترابية، مناطق تجمع الطيور، أنشطة البناء) التي يمكن أن تقلل الإنتاج بنسبة 50% أو أكثر خلال فترات قصيرة. (المصدر: التقرير الفني للمختبر الوطني للطاقة المتجددة NREL/TP-5200-67553، "خسائر التربة وطرق التخفيف منها،" 2017.)

لتنظيف لوحة شمسية على عمود إنارة:

1. اعمل في الصباح الباكر أو في المساء عندما لا تكون اللوحة في درجة حرارة التشغيل - يمكن أن تؤدي الصدمة الحرارية الناتجة عن الماء البارد على اللوحة الساخنة إلى تشقق الزجاج المقسى في حالات نادرة
2. اشطف سطح اللوحة بالماء النظيف من خرطوم أو زجاجة رذاذ لتفكيك وإزالة الغبار والحطام
3. امسح باستخدام إسفنجة ناعمة أو قطعة قماش من الألياف الدقيقة مبللة بمحلول مخفف من صابون الأطباق المعتدل (تركيز 1 إلى 2%) - تجنب المنظفات الكيميائية القاسية أو المذيبات أو المواد الكاشطة التي تلحق الضرر بالطبقة المضادة للانعكاس
4. اشطفه جيدًا بالماء النظيف لإزالة جميع بقايا الصابون - فطبقة الصابون المتبقية على سطح اللوحة تجذب الغبار وتسرع عملية إعادة الاتساخ
5. اتركه حتى يجف ثم قم بقياس جهد خرج اللوحة للتأكد من استعادة الأداء الطبيعي

اختبار مخرجات الألواح الشمسية

بعد التنظيف، أو عندما لا يؤدي التنظيف وحده إلى حل مشكلة فشل الشحن، قم بقياس الخرج الكهربائي للوحة لتحديد ما إذا كانت اللوحة نفسها معيبة:

• جهد الدائرة المفتوحة (Voc): افصل اللوحة عن وحدة التحكم. قياس الجهد عبر المحطات الإيجابية والسلبية للوحة. يجب أن تكون نسبة المركبات العضوية المتطايرة التي تم قياسها في حدود 10% من نسبة المركبات العضوية المتطايرة المقدرة للوحة (المطبوعة على الملصق الموجود على الجزء الخلفي من اللوحة). قد تشير القراءة الأقل بشكل ملحوظ إلى تظليل الخلايا الفردية، أو تشقق الخلايا، أو تلف التصفيح.
• تيار الدائرة القصيرة (Isc): مع فصل اللوحة عن جميع الأحمال وأجهزة التحكم، استخدم مقياس المشبك لقياس التيار المتدفق في الدائرة عندما تكون أطراف اللوحة متصلة ببعضها البعض مباشرة من خلال مقياس المشبك. قارنه بتصنيف Isc الموجود على ملصق اللوحة. يشير انخفاض Isc إلى تدهور اللوحة أو اتساخها أو تلفها. يجب أن يكون القياس الطبيعي في حدود 10% من القيمة المقدرة تحت الشمس الكاملة.
• اختبار التظليل الجزئي: إذا كانت القياسات أقل من المتوقع، قم بتظليل مناطق مختلفة من اللوحة بشكل منتظم بيدك أو بقطعة من الورق المقوى أثناء مشاهدة القراءة الحالية. يشير الانخفاض الكبير في التيار عند تظليل منطقة صغيرة إلى فشل الصمام الثنائي الالتفافي في صندوق توصيل اللوحة - وهو خطأ قابل للإصلاح يمنع مجموعة خلايا متجاوزة واحدة من تدهور مخرج اللوحة بالكامل.

استبدال اللوح الشمسي التالف

إذا أظهرت اللوحة تلفًا ماديًا (الزجاج المتشقق، أو التصفيح، أو علامات الحرق الناتجة عن فشل النقطة الساخنة) أو انخفاض الناتج بشكل مستمر بحيث لا يتحسن التنظيف، فمن الضروري الاستبدال. عند اختيار لوحة بديلة:

• قم بمطابقة أو تجاوز تصنيف القوة الكهربائية للوحة الأصلية لضمان شحن البطارية بشكل مناسب لحمل LED
• تأكد من أن جهد نظام اللوحة البديلة (12 فولت، أو 24 فولت، أو 48 فولت) يطابق جهد النظام الأصلي
• تأكد من أن الأبعاد المادية تسمح بالتركيب في دعامة اللوحة الحالية - أبعاد إطار اللوحة ليست موحدة عبر الشركات المصنعة، لذا قم بقياس النسخة الأصلية قبل الطلب
• استخدم موصلات MC4 أو ما يعادلها من الموصلات المقاومة للعوامل الجوية لجميع توصيلات أسلاك اللوحة - لا تستخدم وصلات الأسلاك الملتوية المغطاة بشريط عازل للدوائر الشمسية الخارجية

إصلاح مشاكل البطارية

يعد فشل البطارية هو السبب الأكثر شيوعًا لأنظمة أعمدة الإنارة الشمسية التي توفر فترات إضاءة قصيرة، أو عدم الإضاءة بعد الأيام الملبدة بالغيوم، أو الظلام في منتصف الليل. البطاريات عبارة عن مكونات قابلة للاستهلاك ذات دورة حياة محدودة وتتطلب في النهاية استبدالها كجزء من الصيانة العادية للنظام.

اختبار حالة البطارية

يتطلب اختبار البطارية قياسات الجهد في ظل شرطين - جهد الراحة (بدون حمل أو شحن) والجهد المحمل (مع تشغيل ضوء LED):

• يستريح الجهد: قم بقياس الجهد الطرفي للبطارية في الصباح بعد ليلة من التشغيل. بالنسبة لنظام الرصاص الحمضي بجهد 12 فولت، يجب أن تكون قراءة البطارية السليمة المشحونة بالكامل 12.6 إلى 12.8 فولت ; تقرأ البطارية المفرغة جزئيًا من 12.0 إلى 12.5 فولت؛ أقل من 12.0 فولت يشير إلى تفريغ كبير أو تدهور البطارية. بالنسبة إلى LiFePO4 عند الجهد الاسمي 12 فولت، تقرأ البطارية الصحية ما بين 13.2 إلى 13.4 فولت عند شحنها بالكامل وتحافظ على ما يزيد عن 12.0 فولت خلال معظم دورات التفريغ. (المصدر: جامعة البطارية، "كيفية قياس سعة بطارية الرصاص الحمضية،" Batteryu.com؛ IEC 61427-1 الخلايا والبطاريات الثانوية لتخزين الطاقة المتجددة.)
• الجهد المحمل والجهد تبلد: قم بقياس جهد البطارية أثناء تشغيل حمل LED. تُظهر البطارية السليمة الحد الأدنى من انخفاض الجهد تحت الحمل (أقل من 0.5 فولت). قد تظهر البطارية المتدهورة بشكل كبير ذات المقاومة الداخلية العالية انخفاضًا في الجهد من 1 إلى 3 فولت تحت حمل LED، مما يتسبب في قيام وحدة التحكم بقطع الضوء قبل الأوان لحماية البطارية من الإفراط في التفريغ.
• تأكيد جهد الشحن: قم بقياس جهد البطارية في منتصف النهار في يوم مشمس. يجب أن يؤدي نظام الشحن الذي يعمل بشكل صحيح إلى إحضار بطارية الرصاص الحمضية 14.4 إلى 14.8 فولت (جهد شحن الامتصاص) وبطارية LiFePO4 14.2 إلى 14.6 فولت في نظام 12V. إذا كان جهد الشحن المُقاس أقل من هذه النطاقات، يكون الخلل في وحدة التحكم أو اللوحة الشمسية، وليس في البطارية.

إجراءات استبدال البطارية

عندما يؤكد الاختبار أن استبدال البطارية ضروري:

1. فصل الأحمال قبل البطاريات: افصل وحدة إضاءة LED (التحميل) عن وحدة التحكم، ثم افصل اللوحة الشمسية عن وحدة التحكم. عندها فقط افصل البطارية. يمنع هذا التسلسل طفرات الجهد الخطيرة التي يمكن أن تلحق الضرر بوحدة التحكم عند فصل البطارية أثناء توصيل اللوحة والحمل في وقت واحد.
2. ملاحظة قطبية: قم بتصوير أسلاك البطارية قبل فصلها لتأكيد التعيينات الطرفية الإيجابية والسلبية. سوف يؤدي عكس قطبية البطارية إلى إتلاف وحدة التحكم على الفور وقد يؤدي إلى تلف برنامج تشغيل LED.
3. قم بإزالة البطارية القديمة: توجد بطاريات الرصاص الحمضية الموجودة في أعمدة الإنارة الشمسية عادةً في حجرة مغلقة داخل قاعدة العمود أو في صندوق بطارية منفصل مثبت على ذراع العمود. يمكن دمج بطاريات LiFePO4 في مبيت وحدة الإضاءة LED في تصميمات مصابيح الشوارع الشمسية الشاملة.
4. قم بتثبيت البطارية البديلة: استخدم بطارية بنفس الجهد وسعة Ah مساوية أو أكبر. قم بمطابقة كيمياء البطارية مع ملف شحن وحدة التحكم - سيؤدي استخدام بطارية الرصاص الحمضية مع وحدة التحكم المبرمجة لشحن LiFePO4 إلى زيادة شحن بطارية الرصاص الحمضية بشكل مزمن.
5. أعد الاتصال بترتيب عكسي: قم بتوصيل البطارية أولاً، ثم اللوحة الشمسية، ثم تحميل LED. تأكد من أن جميع التوصيلات محكمة ومعزولة.
6. السماح بدورة شحن كاملة: اسمح للبطارية الجديدة بإكمال دورة شحن كاملة بالطاقة الشمسية واحدة على الأقل قبل تقييم الأداء - قد تظهر الليلة الأولى من التشغيل وقت تشغيل أقصر من المتوقع إذا لم تكن البطارية مشحونة بالكامل بعد.

تخلص من البطاريات المستبدلة من خلال منشأة معتمدة لإعادة تدوير البطاريات. يتم تصنيف بطاريات الرصاص الحمضية على أنها نفايات خطرة في معظم الولايات القضائية؛ بطاريات الليثيوم لها متطلبات محددة للتخلص منها. لا تتخلص أبدًا من البطاريات في النفايات العامة.

إصلاح أجهزة التحكم وأخطاء الأسلاك

وحدة التحكم بالشحن هي مركز الإدارة الذكي لنظام عمود الإضاءة الشمسي. يمكن أن تسبب أخطاء وحدة التحكم مجموعة واسعة من الأعراض لأن وحدة التحكم تتحكم في الشحن والتفريغ وتوقيت الإضاءة ووظائف الحماية في وقت واحد.

تشخيص مشاكل وحدة التحكم

تحتوي معظم وحدات التحكم في أعمدة الإنارة الشمسية على مصابيح مؤشر LED أو شاشة LCD صغيرة توفر معلومات تشخيصية دون الحاجة إلى معدات اختبار خارجية. أنماط المؤشرات الشائعة ومعانيها:

• مؤشر الشحن ينطفئ أثناء النهار: لا يوجد مدخل للطاقة الشمسية يصل إلى وحدة التحكم - تحقق من مصهر دائرة اللوحة الشمسية، وأسلاك اللوحة، وجهد خرج اللوحة
• مؤشر التحميل ينطفئ ليلاً: وحدة التحكم لا تقوم بتنشيط الضوء - تحقق مما إذا كانت وحدة التحكم في وضع الحماية بسبب انخفاض جهد البطارية؛ التحقق من مستشعر الضوء أو إعداد الموقت؛ تحقق من فتيل دائرة الحمل
• جميع المؤشرات تدور أو تومض بسرعة: خطأ داخلي في وحدة التحكم أو تدهور شديد في البطارية مما يتسبب في عدم استقرار الجهد الكهربي - اختبر البطارية أولاً، ثم فكر في استبدال وحدة التحكم إذا كانت نتيجة اختبار البطارية مرضية
• لا توجد أضواء مؤشر على الإطلاق: لا توجد وحدة تحكم للوصول إلى الطاقة - تحقق من المصهر الرئيسي، واتصال طرف البطارية، وجهد البطارية

فحص وإصلاح توصيلات الأسلاك

تعتبر توصيلات الأسلاك السائبة أو المتآكلة مسؤولة عن نسبة عالية من الأعطال الكهربائية لأعمدة الإنارة الشمسية. البيئة الخارجية - التدوير الحراري، والرطوبة، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، والاهتزاز - تعمل تدريجيًا على فك الوصلات الطرفية اللولبية وتآكل أسطح التلامس المعدنية المكشوفة.

• افحص جميع توصيلات مجموعة أطراف التحكم وأعد عزم الدوران لأي شيء يظهر حركة عند سحب السلك بلطف - يجب ربط براغي الأطراف إلى 0.5 إلى 1.5 نانومتر اعتمادًا على حجم الجهاز (ارجع إلى دليل وحدة التحكم لمعرفة المواصفات)
• قم بتنظيف الأطراف المتآكلة باستخدام فرشاة سلكية أو ورق صنفرة ناعم، ثم ضع طبقة رقيقة من الشحم العازل (شحم السيليكون) على جميع أسطح التلامس المعدنية المكشوفة قبل إعادة التوصيل - يمنع الشحم العازل الأكسدة في المستقبل دون المساس بالتوصيل الكهربائي
• قم بإصلاح أي عزل سلكي تالف باستخدام شريط سيليكون ذاتي الدمج (ذاتي الصهر)، مما يخلق إصلاحًا مقاومًا للماء بالكامل يتحمل التعرض للأشعة فوق البنفسجية ودورة درجة الحرارة بشكل أفضل بكثير من الشريط الكهربائي القياسي.
• استبدل أي مقاطع سلكية تظهر تشققًا كبيرًا في العزل، أو تلفًا بسبب القوارض، أو تآكل الموصل بدلاً من محاولة إصلاح المقاطع الفردية - استخدم كبلًا بنفس مساحة المقطع العرضي أو أكبر وبتصنيف مناسب لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية في الهواء الطلق (الحد الأدنى من عزل PVC أو XLPE المقاوم للأشعة فوق البنفسجية لأسلاك الطاقة الشمسية الخارجية)

استبدال وحدة التحكم الخاطئة

عندما يتم التأكد من وجود خلل في وحدة التحكم نفسها، يكون الاستبدال سهلاً ولكنه يتطلب مطابقة دقيقة للمواصفات:

• يجب أن تتوافق وحدة التحكم البديلة مع جهد النظام (12 فولت أو 24 فولت أو 48 فولت) وأن يكون لها حد أقصى لتيار إدخال الطاقة الشمسية يساوي أو يزيد عن تيار الدائرة القصيرة للوحة الحالية
• يجب أن يتوافق الحد الأقصى لتيار الحمل لوحدة التحكم مع تيار تشغيل وحدة LED - يؤدي تقليل الحجم إلى تشغيل وحدة التحكم في حالة حمل زائد مستمر، مما يؤدي إلى تقصير عمر الخدمة بشكل كبير
• تأكد من أن ملف شحن بطارية وحدة التحكم البديلة متوافق مع كيمياء البطارية المثبتة — تسمح معظم وحدات التحكم بتحديد نوع البطارية في قائمة الإعداد، ولكن تأكد من ذلك قبل الشراء
• تتفوق وحدات التحكم MPPT بشكل كبير على وحدات التحكم PWM في حصاد الطاقة، لا سيما في المناخات الباردة وفي الأنظمة التي يتجاوز فيها جهد اللوحة جهد البطارية بشكل كبير - في حالة استبدال وحدة تحكم PWM الفاشلة، فإن الترقية إلى نوع MPPT تسترد طاقة شمسية أكثر بنسبة 10 إلى 30% من نفس اللوحة في الظروف النموذجية.

إصلاح وحدة ضوء LED

تتمتع وحدات LED في أعمدة الإنارة الشمسية بعمر خدمة طويل جدًا، لكن إلكترونيات السائق والمكونات البصرية وأنظمة التثبيت تخضع لأنماط فشل محددة يمكن تشخيصها وإصلاحها في كثير من الأحيان دون استبدال مجموعة رأس الضوء بالكامل.

فشل برنامج تشغيل LED: خطأ وحدة الإضاءة الأكثر شيوعًا

يعد برنامج تشغيل LED - مصدر الطاقة الإلكتروني الذي يحول جهد التيار المستمر للبطارية إلى مصدر التيار المستمر المنظم الذي تتطلبه مجموعة LED - هو العنصر الأكثر فشلًا في وحدة إضاءة LED. عادةً ما يؤدي فشل برنامج التشغيل إلى توقف الضوء عن العمل تمامًا، أو وميضه، أو العمل بسطوع منخفض، بينما تظل شرائح LED نفسها عاملة. تشمل علامات فشل السائق ما يلي:

• يبدو مبيت وحدة LED باردًا بشكل غير عادي حتى عندما يكون من المفترض أن يعمل الضوء (لا يوجد خرج حرارة من مصابيح LED غير العاملة)
• إن تطبيق جهد الإدخال الصحيح (جهد البطارية) مباشرة على أطراف إدخال السائق لا ينتج عنه أي خرج للضوء
• يصدر السائق صوتًا طنينًا أو عالي النبرة قبل أن يفشل في إنتاج الضوء
• تظهر علامات حرق مرئية أو مكثفات منتفخة أو تغير في اللون على لوحة PCB الخاصة بالسائق عند فتح وحدة الضوء للفحص

يمكن استبدال برامج تشغيل LED بشكل مستقل عن مجموعة LED في معظم وحدات إضاءة الشوارع بالطاقة الشمسية التجارية، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة الإصلاح مقارنة باستبدال رأس الضوء الكامل. عند طلب برنامج تشغيل بديل، حدد نطاق جهد الإدخال الدقيق، وقوة الإخراج، وتيار الإخراج، والأبعاد المادية لضمان التوافق مع مجموعة LED الحالية والإسكان.

إصلاح دخول الرطوبة

يتم تصنيف وحدات الإضاءة الشمسية وفقًا لتصنيف IP (حماية الدخول) وفقًا للمعيار IEC 60529. تحمل مصابيح الشوارع الشمسية القياسية الخارجية تصنيف IP65 (مقاومة للغبار، ومحمية ضد نفاثات الماء) كحد أدنى، مع تفضيل IP66 أو IP67 للبيئات الساحلية ذات الأمطار الغزيرة. عندما يحدث دخول الرطوبة على الرغم من الحماية المقدرة، فإن السبب الأكثر شيوعًا هو:

• حلقة دائرية تالفة أو مضغوطة أو سدادات حشية على غطاء مبيت الضوء أو العدسة - استبدلها بالحلقة الدائرية ذات الحجم الصحيح في EPDM أو مطاط السيليكون المصنف للتعرض للأشعة فوق البنفسجية في الهواء الطلق
• العدسة أو الهيكل المتشقق بسبب التأثير الجسدي أو التدوير الحراري الشديد - استبدل المكون المتصدع؛ لا تحاول سد الشقوق باستخدام مادة مانعة للتسرب من السيليكون، لأن هذا ليس إصلاحًا دائمًا في بيئة خارجية عالية الاهتزاز
• نقاط دخول الكابل حيث تصلب حلقات دخول الأسلاك وتنكمش - استبدل الحلقات المطاطية وقم بوضع حبة رقيقة من مادة مانعة للتسرب من السيليكون المقاوم للأشعة فوق البنفسجية حول مدخل الكابل

بعد أي إصلاح لدخول الرطوبة، اترك الجزء الداخلي من وحدة الإضاءة يجف تمامًا قبل إعادة تجميعها - فالرطوبة المتبقية المحبوسة داخل المبيت المغلق ستتسبب في استمرار التآكل وتلف السائق. استخدم مروحة أو مصدر حرارة منخفض الحرارة (مجفف شعر دافئًا وليس ساخنًا) أو عبوات هلام السيليكا المجففة داخل المبيت لتسريع عملية التجفيف.

إصلاح هيكل العمود: التآكل والتشوه والأساس

يعد الإصلاح الهيكلي لعمود الإضاءة نفسه أكثر تعقيدًا ويتطلب في بعض الحالات تقييمًا هندسيًا احترافيًا قبل إعادة العمود الذي تم إصلاحه إلى الخدمة بأمان. تغطي الإرشادات التالية المشكلات الهيكلية الأكثر شيوعًا.

معالجة التآكل السطحي والوقاية منه

عادة ما يتم العثور على التآكل السطحي على أعمدة الإنارة الفولاذية أولاً عند الخط الأرضي (حيث يخرج العمود من التربة أو الأساس الخرساني)، عند الحواف المقطوعة أو المحفورة حيث تغيب الجلفنة، وفي الوصلات الملحومة حيث تحرق حرارة اللحام طبقة الزنك الواقية. يمكن معالجة تآكل السطح في المرحلة المبكرة — الصدأ الذي لم يخترق أكثر من 10% من سمك الجدار — في الموقع:

1. تحضير السطح: قم بإزالة جميع الصدأ والتلوث السائب عن طريق تنظيف الأسلاك أو طحن الزوايا على سطح معدني نظيف (الحد الأدنى لمعايير St2 وفقًا لمعايير ISO 8501-1 أو SSPC SP-2/SP-3)
2. تطبيق محول الصدأ: ضع محول الصدأ المعتمد على حمض الفوسفوريك على أي صدأ متبقي لتثبيت أكسيد الحديد المتبقي كيميائيًا في فوسفات الحديد، مما يؤدي إلى إنشاء قاعدة تمهيدية مستقرة
3. ضعي برايمر غني بالزنك: ضع طبقة تمهيدية من الإيبوكسي الغني بالزنك مكونة من مكونين على السطح المُجهز - يبلغ الحد الأدنى لسمك الفيلم الجاف (DFT) 75 ميكرومترًا لكل طبقة، ويوصى باستخدام طبقتين لمناطق الخط الأرضي
4. تطبيق المعطف الخفيف: قم بتطبيق طبقة نهائية مقاومة للأشعة فوق البنفسجية من البولي يوريثين أو البولي سيلوكسان بلون العمود المطابق - الحد الأدنى من DFT يبلغ 75 ميكرومتر، وطبقتين للأسطح الخارجية المكشوفة
5. حماية الخط الأرضي: بالنسبة للمنطقة الأكثر عرضة للخطر (300 مم فوق إلى 300 مم تحت مستوى سطح الأرض)، قم بلف السطح الذي تم إصلاحه بشريط حماية من التآكل قائم على الفازلين أو قم بتطبيق طلاء إيبوكسي قطران الفحم الذي يوفر رطوبة إضافية وحماية من ملامسة التربة

إذا اخترق التآكل أكثر من 25% من سُمك جدار التصميم في أي مقطع عرضي - يمكن اكتشافه عن طريق قياس السُمك بالموجات فوق الصوتية - فإن قسم القطب يكون معرضًا للخطر من الناحية الهيكلية ويجب استبداله بدلاً من معالجته السطح. لا تعتمد على التقييم البصري وحده لتحديد عمق التآكل؛ قد يكون العمود الذي يبدو مغطى بالصدأ ظاهريًا يحتوي على معدن سليم تحته، في حين أن القطب الذي يحتوي على تأليب عميق موضعي قد يكون له قدرة هيكلية ضعيفة محليًا. (المصدر: المواصفات القياسية AASHTO LTS-6 للدعامات الهيكلية لإشارات الطرق السريعة ووحدات الإنارة وإشارات المرور؛ BS EN 40-2:2004 أعمدة الإضاءة - متطلبات الأبعاد.)

تصحيح العجاف وإصلاح الأساس

يمثل عمود الإنارة الشمسي الذي طور ميلًا واضحًا من الوضع الرأسي — الناتج عن تسوية الأساس، أو تآكل التربة، أو ارتفاع الصقيع، أو ارتخاء مسمار التثبيت — خطرًا على السلامة الهيكلية يجب تصحيحه على الفور. يعتمد أسلوب الإصلاح على السبب:

• مسامير مرساة فضفاضة: إذا كانت شفة قاعدة العمود مفككة على نمط مسمار الأساس، فأعد عزم دوران جميع مسامير التثبيت إلى عزم الدوران المحدد (عادةً من 50 إلى 200 نيوتن متر اعتمادًا على قطر المسمار - راجع دليل تركيب العمود). قبل إعادة الدوران، قم بفحص خيوط الترباس بحثًا عن التآكل وتلف الشريط؛ استبدل أي مسامير بها ضرر يتجاوز طول خيطين. قم بتطبيق مركب مضاد للالتصاق على الخيوط بعد التنظيف قبل إعادة تثبيت الصواميل.
• تسوية الأساس أو التآكل: في حالة تصدع الأساس الخرساني أو استقراره أو تقويضه بسبب تآكل التربة، يجب تقييم الأساس بواسطة مهندس إنشائي مؤهل قبل إعادة العمود إلى الخدمة. قد تكون هناك حاجة إلى حشو الفراغات تحت الأساس، أو تدعيمها بأكوام صغيرة، أو استبدال الأساس بالكامل اعتمادًا على مدى الحركة وظروف التربة.
• تأثير السيارة العجاف: قد يكون للأعمدة المائلة بسبب تأثير السيارة تشوه في حواف القاعدة، أو انحناء مسامير التثبيت، أو تشوه في العمود الداخلي بالإضافة إلى الميل المرئي. قم بقياس زاوية الميل وافحص مجموعة القاعدة بأكملها قبل محاولة التقويم - يجب استبدال العمود ذو البنية الداخلية المشوهة بدلاً من تقويمه، حيث أن المنطقة المشوهة قللت من عمر الكلال المتبقي.

متى يتم استبدال القطب بدلاً من إصلاحه؟

في بعض الحالات، يكون استبدال العمود هو القرار الأكثر أمانًا واقتصادًا مقارنةً بالإصلاح الهيكلي. استبدل العمود بدلاً من الإصلاح عندما:

• يتجاوز تآكل الجدار 25% من سُمك جدار التصميم الأصلي عند أي مقطع عرضي
• تعرض العمود لصدمة شديدة من السيارة مما أدى إلى تشوه واضح فوق القاعدة
• يبلغ عمر العمود أكثر من 20 إلى 25 عامًا ويظهر مناطق متعددة من التآكل - ولا يبرر إجمالي عمر الخدمة المتبقي تكلفة الإصلاح في هذه المرحلة
• الأساس في حالة سيئة للغاية لدرجة أن الإصلاح سيكلف أكثر من تكلفة التثبيت الجديد
• لم يعد العمود يفي بالمعايير الحالية لمقاومة حمل الرياح بعد التقييم الهيكلي - قد لا تلبي الأعمدة القديمة المثبتة لمعايير حمل الرياح المستبدلة المتطلبات الحالية بعد أن أدى التآكل إلى تقليل قوة قسمها

جدول الصيانة الوقائية لتجنب الإصلاحات المستقبلية

يؤدي برنامج الصيانة الوقائية المنهجية إلى تقليل تكرار أعطال أعمدة الإنارة الشمسية بشكل كبير وشدة الضرر عند حدوث الأعطال. يوفر الجدول التالي إطارًا عمليًا للحفاظ على تركيب أعمدة الإنارة الشمسية في حالة موثوقة.

منتجاتنا من أعمدة الإنارة بالطاقة الشمسية: صُممت لضمان المتانة وسهولة الصيانة

الوقاية أكثر فعالية من الإصلاح، وجودة التصميم أ عمود الضوء الشمسي يحدد بشكل مباشر عدد مرات الصيانة والإصلاح المطلوبة طوال فترة الخدمة. تم تصميم مجموعة أعمدة الإنارة الشمسية الخاصة بنا بمتانة طويلة المدى وإمكانية الخدمة الميدانية كأولويات تصميم أساسية - مما يقلل من تكرار الأخطاء والوقت والتكلفة اللازمة لمعالجتها عند حدوثها.

ميزات التصميم الرئيسية لأعمدة الإنارة الشمسية التي تعمل على تقليل متطلبات الصيانة وتبسيط عملية الإصلاح عند الحاجة:

• بناء عمود من الصلب المجلفن بالغمس الساخن مع سمك طلاء الزنك يبلغ 85 ميكرومتر كحد أدنى وفقًا لمعيار EN ISO 1461، مما يوفر عمر خدمة للحماية من التآكل يتراوح من 20 إلى 30 عامًا في البيئات الحضرية النموذجية - مما يقلل بشكل كبير من تكرار ومدى إصلاحات التآكل السطحي المطلوبة طوال العمر التشغيلي للعمود
• تصميم مكون يمكن الوصول إليه — تم وضع حوامل تركيب الألواح الشمسية، وأقسام البطاريات، ومساكن وحدة التحكم في موضعها وحجمها ليتمكن فني واحد من الوصول إليها بدون معدات رفع متخصصة للصيانة الروتينية، مما يقلل تكاليف زيارة الخدمة بشكل كبير
• IP65 أو وحدات الإضاءة ذات التصنيف الأعلى مع ختم حشية EPDM عالي الجودة، مما يقلل من أحداث دخول الرطوبة وتلف محرك LED والتآكل الذي يسببه دخول الرطوبة في المنتجات ذات المواصفات المنخفضة
• واجهات المكونات الموحدة — تستخدم موصلات الألواح الشمسية وأنواع أطراف البطارية وأسلاك وحدة التحكم واجهات متوافقة مع معايير الصناعة تعمل على تبسيط عملية استبدال المكونات دون الحاجة إلى أجزاء خاصة أو معرفة متخصصة
• أنظمة الترباس المرساة عالية الجودة مع مسامير فولاذية مجلفنة، وحواف قاعدة مقطوعة بدقة، ومتطلبات عزم الدوران المحددة بوضوح في دليل التثبيت - مما يوفر أساسًا مستقرًا وموثقًا جيدًا يبسط التقييم الهيكلي المستقبلي وصيانة مسامير التثبيت
• متوفر في تكوينات متعددة لتناسب بيئات التثبيت الأوروبية والشرق أوسطية - تتيح ارتفاعات القطب المختلفة، وأطوال الأذرع، وزوايا تركيب اللوحة، وقدرات البطارية ضبط حجم النظام بشكل صحيح ليناسب الإشعاع الشمسي المحلي ومتطلبات الإضاءة، مما يمنع انخفاض الحجم الذي يسبب إجهادًا مبكرًا للبطارية والمكونات

إذا كنت تقوم بتقييم تركيب أعمدة إنارة تعمل بالطاقة الشمسية لإصلاحها أو استبدالها، أو تحديد أعمدة إنارة تعمل بالطاقة الشمسية جديدة لمشروع في أوروبا أو الشرق الأوسط، فإن فريقنا الفني متاح لتقديم المشورة بشأن المواصفات الأكثر ملاءمة لظروف موقعك، وموارد الصيانة، ومتطلبات الأداء.