هيكل نظام الإضاءة الشمسية

يتكون نظام الإضاءة الشمسية من دائرة تحكم رئيسية بواسطة حاسوب دقيق، ولوحة شمسية، وشاحن ومفرغ للبطارية، وحزمة بطاريات، ووحدة تشغيل مصدر إضاءة LED، ومصابيح LED. (1) دائرة التحكم الرئيسية بواسطة الحاسوب الدقيق: تُعد دائرة التحكم الرئيسية بواسطة الحاسوب الدقيق هي النواة الأساسية للتحكم في نظام الإضاءة الشمسية بأكمله. (2) دائرة تشغيل الشحن: تتكون دائرة تشغيل الشحن من وحدة تشغيل MOSFET وترانزستور MOSFET. تعتمد وحدة تشغيل MOSFET على عزل ضوئي عالي السرعة، ومخرج باعث، وحماية من قصر الدائرة، ووظيفة إيقاف تشغيل سريع. يُعد ترانزستور MOSFET المُختار عبارة عن دائرة متكاملة مخصصة لتزويد الطاقة بالتبديل، معزولة وموفرة للطاقة، ومدمجة في شريحة واحدة. يتراوح نطاق جهد الإدخال الكامل لتشغيل مصابيح LED بين 150 و200 فولت، ويتراوح تيار الخرج بين 8 و9 أمبير. يتميز هذا النظام بنطاق جهد إدخال واسع، وتنظيم جيد للجهد والحمل، وقدرة عالية على مقاومة التداخل، واستهلاك منخفض للطاقة. يُكمل النظام عملية شحن حزمة البطاريات الشمسية إلى البطارية من خلال دائرة تشغيل الشحن، كما تُوفر الدائرة تدابير الحماية المناسبة. (3) دائرة تشغيل مصابيح LED: تتكون من وحدة تشغيل IGBT وموسفت، وتُستخدم لضبط سطوع مصابيح الشوارع وتشغيلها. (4) مجموعة الخلايا الشمسية: تتكون من خلايا شمسية (جهد التشغيل حوالي 0.5 فولت، وتيار التشغيل حوالي 20-25 مللي أمبير/سم²، ومساحة 10 سم × 10 سم) موصولة على التوالي والتوازي لتشكيل وحدات. تحتوي الوحدة القياسية على 36 خلية، مما يُمكّنها من توليد جهد حوالي 17 فولت، لتصبح حزمة بطاريات بجهد اسمي 12 فولت. عند الحاجة إلى مكونات ذات جهد وتيار أعلى، يمكن تجميع عدة مكونات في مصفوفة خلايا شمسية للحصول على الجهد والتيار المطلوبين. (5) حزمة البطاريات: نظرًا لأن الطاقة المُستمدة من مصفوفة الخلايا الكهروضوئية لا تُغطي دائمًا احتياجات الأحمال الإلكترونية، فعندما لا تُوفر المصفوفة الطاقة الكافية، يُمكن للبطارية تشغيل الأحمال. يُعد تخزين الطاقة ضروريًا لتشغيل الأحمال الإلكترونية ليلًا أو في الأيام الغائمة. تُصمَّم سعة الطاقة المخزنة في البطارية لتلبية متوسط ​​الطلب اليومي على الطاقة الإلكترونية أثناء التشغيل المستقل. وبشكل عام، ينبغي أن تكفي هذه السعة لتغطية استهلاك الطاقة اللازمة للإضاءة الليلية لمدة تتراوح بين 5 و7 أيام. في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية المستقلة، لا تُستخدم الطاقة الكهربائية المولدة من المصفوفة الكهروضوئية دائمًا في نفس وقت توليدها، لذا تُعد البطاريات ضرورية في معظم هذه الأنظمة. (6) جهاز الاتصال: يتكون من وحدة نقل بيانات لاسلكية. تدعم هذه الوحدة تقنية GPRS، وتتميز بواجهة RS-232، ويصل مدى الاتصال إلى 100 متر، كما أنها تتمتع بمقاومة عالية للتداخل.