يمكن للألواح الشمسية أن تجعل الأثاث العام يبدو مستدامًا للوهلة الأولى، ولكن السؤال الأصعب هو ماذا يحدث بعد التثبيت. هل ستتوافق الوحدة مع احتياجات الطاقة الحقيقية، وتظل على قيد الحياة لسنوات في الهواء الطلق، وتظل سهلة الصيانة، وتتجنب الاستبدال الكامل عندما يتآكل أحد الأجزاء؟
لمديري المدن والمخططين والمشترين، من الأفضل الحكم على أثاث المدينة الذكية المستدام طوال فترة عمله بأكملها. وهذا يعني النظر إلى ما هو أبعد من أثاث الشوارع الذي يعمل بالطاقة الشمسية كمصدر للطاقة والنظر في التركيب والمواد والصيانة وقابلية الإصلاح والاستخدام العام الحقيقي. تساعد عمليات الفحص هذه على التمييز بين الأثاث الحضري الصديق للبيئة والتصاميم المليئة بمزيد من التكنولوجيا.
عند التخطيط لأثاث المدينة الذكية المستدام، ابدأ بالخدمة التي يحتاجها الناس بدلاً من حجم اللوحة الشمسية. يحتوي المقعد الذي يوفر شحن الهاتف فقط على حمل طاقة مختلف تمامًا عن المقعد الذي يعمل أيضًا على تشغيل الأضواء أو شبكة Wi-Fi أو مكبرات الصوت أو التدفئة أو شاشة المعلومات الرقمية. تحتاج كل وظيفة إضافية إلى الكهرباء، وقد يعمل بعضها لعدة ساعات كل يوم.
وهذا مهم لأن الميزة التي تبدو مفيدة أثناء التخطيط قد تضيف قيمة قليلة إلى الموقع الفعلي. قد تبرر محطة الحافلات التي يطول انتظار الركاب فيها شحن الهاتف والإضاءة الليلية. قد يحتاج مقعد الحديقة الهادئ المستخدم بشكل رئيسي أثناء النهار إلى أقل من ذلك بكثير. ولذلك يجب على مشتري المدينة تحديد الاحتياجات العامة اليومية أولاً، وتقدير الوقت الذي ستعمل فيه كل وظيفة، وعندها فقط يقررون مقدار إنتاج الأثاث وتخزينه.
أ يعمل مقعد الشحن بالطاقة الشمسية للأماكن العامة بشكل أفضل عندما يتم بناء نظام الطاقة الخاص به حول نمط استخدام واقعي. وبخلاف ذلك، يمكن أن ينتهي الأمر بالمشروع بكمية قليلة جدًا من الطاقة المخزنة لفترات الانشغال أو بمعدات أكبر وأكثر تعقيدًا مما يحتاجه الموقع.
الوظيفة العامة |
نمط الاستخدام النموذجي |
ما يجب التحقق منه قبل التحديد |
شحن الهاتف |
استخدام قصير ومتكرر طوال اليوم |
العدد المتوقع للمستخدمين وفترات الشحن القصوى |
إضاءة |
يستخدم بشكل رئيسي في المساء والليل |
ساعات التشغيل وسعة البطارية المتوفرة |
واي فاي أو الاتصال |
قد تعمل بشكل مستمر |
ما إذا كان الاستخدام المستمر للطاقة مبررًا بالطلب الفعلي |
العرض الرقمي |
فترات تشغيل أطول وارتفاع الطلب على الطاقة |
ساعات تشغيل الشاشة واحتياجات السطوع والطاقة الشمسية المتوفرة |
تدفئة المقعد |
الطلب الموسمي والمرتفع نسبيًا على الطاقة |
المناخ وجدول التشغيل وما إذا كانت هناك حاجة للتدفئة في الموقع |
أجهزة الاستشعار والرصد |
طلب منخفض ولكنه مستمر في كثير من الأحيان |
ما إذا كانت البيانات المجمعة ستدعم الصيانة أو العمليات |
تدفق الطاقة الأساسي بسيط:
ضوء الشمس ← الألواح الشمسية ← البطارية ← الشحن والإضاءة وغيرها من الخدمات
الألواح الكهروضوئية تحول ضوء الشمس إلى كهرباء. يسمح تخزين البطارية باستخدام الكهرباء لاحقًا، بما في ذلك بعد غروب الشمس أو عند انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية. يمكن أن يتغير توليد الطاقة الشمسية مع الوقت من اليوم، والموسم، والسحب، والظل، والغبار، وظروف الموقع الأخرى، لذلك يساعد التخزين في موازنة الإنتاج المتغير مع الأوقات التي يحتاج فيها الناس إلى الطاقة.
من السهل رؤية هذه العلاقة في أ يجمع المقعد الشمسي الذكي . زيمسو ZY-0002 بين توليد الطاقة الشمسية وتخزين البطارية وشحن الأجهزة والإضاءة والاتصال الاختياري في وحدة خارجية واحدة. يمكن لنظامه المدعوم بالبطارية الاستمرار في توفير الطاقة عندما لا يتوفر ضوء الشمس، بينما يختلف وقت التشغيل الفعلي باختلاف مقدار الشحن والإضاءة والاتصال المستخدم.
الدرس الرئيسي أوسع من منتج واحد. ولا ينبغي النظر إلى توليد الطاقة الشمسية بشكل منفصل عن التخزين والطلب. لا يمكن للوحة كبيرة إصلاح تصميم لم يتم فيه تحديد الحمل المتوقع مطلقًا.
يمكن للوظائف الإضافية أن تجعل الأثاث العام أكثر فائدة، ولكنها أيضًا تغير احتياجاته من الموارد. تستخدم الشاشة الطاقة. تضيف التدفئة حملاً كهربائيًا آخر. تضيف مكبرات الصوت وأجهزة الاتصال وأجهزة الاستشعار والإضاءة مكونات قد تحتاج لاحقًا إلى الفحص أو الاستبدال.
يُظهر ZY-0003 هذه المقايضة بوضوح. يمكن أن يجمع تكوينه بين الشحن السلكي واللاسلكي والطاقة الشمسية وتخزين البطارية والإضاءة المحيطة ومكبر الصوت وتدفئة المقعد الاختيارية. قد يكون لمركز النقل سبب وجيه للعديد من هذه الخدمات. مساحة حي صغيرة قد لا.
وبالتالي فإن السؤال الأفضل حول الاستدامة ليس 'كم عدد الميزات الذكية التي يمكننا إضافتها؟' بل 'ما هي الوظائف التي سيستخدمها الأشخاص فعليًا في كثير من الأحيان بما يكفي لتبرير الطاقة وقطع الغيار والصيانة التي يحتاجون إليها؟'
بالنسبة لأثاث المدينة الذكية المستدام، هناك قاعدة مفيدة بسيطة: اختر الخدمة العامة أولاً؛ حجم التكنولوجيا الثانية.
تبدأ الحياة العملية للمقعد قبل أن يجلس عليه أي شخص. يمكن أن يتطلب التثبيت المواد والعمالة والتوصيلات الكهربائية والوصول إلى الموقع والأساسات وتغييرات في السطح المحيط. هذه الاحتياجات تنتمي إلى حساب الاستدامة.
قد يحتاج أثاث الشوارع الذي يعمل بالشبكة إلى الاتصال بشبكة كهربائية موجودة. اعتمادًا على الموقع، يمكن أن يعني ذلك توجيه الكابلات والإنشاءات ذات الصلة. يمكن للنظام الشمسي ذو الحجم المناسب المزود ببطارية تخزين أن يلغي الحاجة إلى اتصال طاقة منفصل، مما قد يبسط بعض المشاريع.
يعتبر ZY-0013 من شركة Shanghai ZEMSO أحد الأمثلة. تجمع الوحدة بين لوحة كهروضوئية مدمجة وتخزين البطارية ويمكن أن تعمل بدون توصيل كهربائي منفصل للبلدية. وهذا لا يجعل التثبيت خاليًا من التأثير، ولكنه يوضح السبب يمكن أن يكون أثاث الشوارع الذي يعمل بالطاقة الشمسية مفيدًا في المواقع التي قد يؤدي فيها توصيل الطاقة الكهربائية إلى الأثاث إلى إضافة العمل والبنية التحتية.
تكون ميزة التثبيت أقوى عندما يكون لدى الموقع ما يكفي من الطاقة الشمسية ويكون الحمل الكهربائي المتوقع معقولاً. الطاقة خارج الشبكة هي خيار تصميمي، وليست ضمانًا بأن كل موقع مناسب.
لا يزال المقعد الشمسي بحاجة إلى التخطيط على الأرض. قد يحتاج الهيكل إلى أساس آمن أو نظام تثبيت. يجب أن تظل طرق المشاة واضحة، ويحتاج أفراد الطاقم إلى الوصول الكافي للتنظيف والإصلاح لاحقًا. كما أن الصرف حول الوحدة مهم أيضًا لأن المياه الراكدة وظروف السطح السيئة يمكن أن تقلل من عمر الأصول الخارجية.
التعرض لأشعة الشمس يستحق اهتماما خاصا. يمكن للظلال والغيوم والأوساخ والطقس والظروف الموسمية أن تغير إنتاج الطاقة الكهروضوئية. وبالتالي فإن المقعد الموضوع تحت غطاء شجرة كثيف قد يولد طاقة أقل فائدة من نفس الوحدة في مكان أكثر انفتاحًا.
يؤدي هذا إلى إنشاء اختبار بسيط لاختيار الموقع. قبل الشراء الأثاث الحضري الصديق للبيئة ، اسأل عما يجب بناؤه أو إزعاجه حوله، ومدى جودة عمل الطاقة الشمسية هناك، وما إذا كان الموقف سيظل عمليًا لأطقم الخدمة.
التثبيت الأكثر استدامة ليس دائمًا هو التثبيت الذي يحتوي على أقل الأسلاك. إنه الذي يسمح للأثاث بالعمل بشكل موثوق دون خلق مشاكل في البناء أو الخدمة يمكن تجنبها لاحقًا.
لا يتم قضاء معظم عمر قطعة أثاث الشوارع في التركيب. يتم قضاؤه في الهواء الطلق، ويتعرض للطقس والناس كل يوم.
وهذا يغير كيفية الحكم على الاختيارات المادية. إن تسمية المادة 'بالخضراء' لا تخبر المشتري سوى القليل عما سيحدث بعد سنوات من المطر والشمس والرطوبة وتغيرات درجات الحرارة والتنظيف والخدوش والاستخدام العام المكثف. إذا تعطل السطح بسرعة ويجب استبداله، فستكون هناك حاجة إلى المزيد من المواد والنقل والعمالة.
بالنسبة لأثاث المدينة الذكية المستدام، تعد المتانة جزءًا من كفاءة استخدام الموارد. يجب على المشترين أن يسألوا عن كيفية حماية الإطار من التآكل، وكيف تتعامل أسطح المقاعد مع الأشعة فوق البنفسجية والرطوبة، وما إذا كان من الممكن إصلاح الطلاء، وما إذا كان من الممكن استبدال الألواح التالفة دون إعادة بناء الوحدة بأكملها.
قد تحتاج المواقع المختلفة أيضًا إلى إجابات مختلفة. الموقع الساحلي، والساحة المفتوحة الساخنة، ومحطة العبور المظللة لا تضع نفس الضغط على المواد. لا توجد مادة واحدة تكون تلقائيًا الأكثر استدامة في كل بيئة. الهدف العملي هو مطابقة البناء مع البيئة بحيث تظل الأصول في الخدمة لأطول فترة ممكنة.
الإطار القوي لا يساعد كثيرًا إذا توقفت الوظائف الذكية عن العمل بعد فترة قصيرة. تواجه منافذ الشحن والأضواء والبطاريات وشاشات العرض وأجهزة الاستشعار والموصلات والأسلاك الداخلية ظروفًا خارجية أيضًا.
ولذلك يجب أن تغطي الحماية كلاً من الأثاث والإلكترونيات. يستخدم ZY-0002 مكونات كهربائية محكمة الغلق وواجهات شحن محمية مصممة للتعرض الخارجي. السؤال الأوسع المتعلق بالمشتريات هو كيفية إبعاد الماء والغبار والتآكل والاستخدام العام المتكرر عن المكونات المعرضة للخطر.
الوصول مهم أيضا. يمكن أن يؤدي العلبة المحمية التي يصعب للغاية على موظفي الصيانة فتحها إلى خلق مشكلة مختلفة. يجب أن يحمي الأثاث الحضري الجيد الصديق للبيئة الإلكترونيات مع السماح للطواقم المدربة بفحصها أو استبدالها دون تفكيك أجزاء كبيرة من المقعد.
لا يوجد منتج ذكي خارجي لا يحتاج إلى صيانة حقًا. الأسطح الشمسية تجمع الأوساخ. يتم لمس منافذ الشحن عدة مرات. عمر الأختام. تفقد البطاريات أداءها بمرور الوقت، وقد تتعرض الأجزاء المكشوفة للتلف.
تصبح الصيانة أكثر استدامة عندما يكون أداء هذه المهام الروتينية سهلاً. يجب أن يكون الطاقم قادرًا على فحص نقاط الشحن، والتحقق من التوصيلات، وتنظيف الأسطح الشمسية، وفحص الأختام، والوصول إلى الأجزاء التي من المحتمل أن تتآكل. ويمكن بعد ذلك إصلاح المشكلات الصغيرة قبل أن تتسبب في حدوث أعطال أكبر.
يرتبط التنظيف بشكل مباشر بأداء الطاقة لأن الأوساخ والعوائق الأخرى يمكن أن تقلل من كمية ضوء الشمس التي تصل إلى الخلايا الكهروضوئية. بالنسبة لـ ZEMSO ZY-0002، تتضمن الرعاية الروتينية الحفاظ على نظافة اللوحة الشمسية، بينما يمكن لوظائف المراقبة تتبع توليد الطاقة الشمسية وحالة البطارية وعملية الشحن.
يعتمد جدول الصيانة الدقيق على البيئة المحلية. قد يحتاج جانب الطريق المترب إلى مزيد من الاهتمام أكثر من الموقع الأكثر نظافة وأمطارًا. والسؤال الأفضل فيما يتعلق بالمشتريات هو ما إذا كانت المدينة قادرة بشكل واقعي على تقديم الرعاية المطلوبة مع الموظفين وإمكانية الوصول إلى الخدمات المتوفرة لديها.
المراقبة الذكية يمكن أن تجعل الصيانة أكثر تركيزًا. بدلاً من زيارة كل وحدة فقط لاكتشاف أن معظمها يعمل بشكل طبيعي، قد يتمكن الموظفون من التحقق من معلومات التشغيل الأساسية قبل الذهاب إلى الموقع.
على سبيل المثال، يمكن لأثاث الشوارع المتصل بالطاقة الشمسية الإبلاغ عن حالة البطارية، أو توليد الطاقة الشمسية، أو ما إذا كانت واجهة الشحن تعمل. يمكن لـ ZY-0002 مراقبة استخدام الطاقة وحالة الجهاز والظروف البيئية، بينما يتضمن ZY-0006 حالة المعدات عن بعد ووظائف الصيانة.
تأتي قيمة الاستدامة من الإجراء الذي يتبع البيانات. إذا أدت قراءة البطارية المنخفضة إلى قيام الموظفين بفحص التظليل أو حالة اللوحة أو صحة البطارية، فقد تساعد المعلومات في منع التوقف لفترة أطول. إذا لم يتحقق أحد من لوحة المعلومات، فإن أجهزة الاتصال تصبح ببساطة مكونًا آخر يستهلك الموارد.
تكتسب الوظيفة الذكية مكانتها عندما تساعد الأصول المادية على البقاء مفيدة لفترة أطول.
المقعد الذكي هو في الواقع مجموعة من الأجزاء ذات حياة عمل مختلفة. قد يظل الإطار الهيكلي سليمًا لفترة طويلة بعد وصول البطارية إلى نهاية فترة الخدمة المفيدة. يمكن أن تصبح أجهزة الشحن بالية أو قديمة بينما لا يزال سطح الجلوس جيدًا. قد تتغير وحدات الاتصال بشكل أسرع من الألواح الشمسية.
إن التعامل مع كل هذه الأجزاء ككائن واحد يمكن التخلص منه يؤدي إلى هدر غير ضروري. وهذا هو السبب في أن قابلية الإصلاح والتصميم المعياري أمران أساسيان لأثاث المدينة الذكية المستدام.
يعطي نهج الشراء القائم على دورة الحياة وزنًا أكبر للمتانة وقابلية الإصلاح وإعادة الاستخدام والقدرة على الحفاظ على المواد الموجودة في الخدمة. وهذا يحول الانتباه بعيدًا عن قائمة الميزات الأولية ويتجه نحو ما يحدث عندما يتآكل أحد الأجزاء في النهاية.
ولذلك تحتاج المدن إلى النظر إلى ما هو أبعد من عملية الشراء الأولى. كما يحتاجون أيضًا إلى معرفة ما يحدث بعد عدة سنوات من التثبيت عندما يحتاج المكون الأول قصير العمر إلى الاهتمام.
يفصل التصميم العملي الأجزاء الهيكلية طويلة العمر عن المكونات التي من المتوقع أن تتآكل قريبًا. في حالة تعطل البطارية، يجب على الفنيين استبدال البطارية بشكل مثالي. في حالة تلف وحدة الشحن، يجب أن يبقى باقي المقعد في مكانه.
يوضح ZY-0006 من Shanghai ZEMSO هذا النهج من خلال فصل المكونات الهيكلية والشمسية والبطارية والمكونات الإلكترونية ذات الأعمار العملية المختلفة المتوقعة. يمكن استبدال بطاريته ووحداته الإلكترونية بشكل مستقل بدلاً من الحاجة إلى استبدال المقعد بالكامل.
قابلية الإصلاح لا تحل كل المشاكل. لا يزال المقعد المتين وسهل الإصلاح يهدر الموارد إذا تم وضعه في مكان نادرًا ما يستخدم فيه الأشخاص خدماته.
وهذا يجعل الفائدة الحقيقية هي المرحلة الأخيرة من اختبار دورة الحياة. قد تستفيد محطة العبور حيث ينتظر الركاب لفترات طويلة من الشحن والإضاءة. قد يكون عرض المعلومات العامة مبررًا في منطقة النقل المزدحمة حيث تتغير الرسائل كثيرًا. في حديقة هادئة، قد يوفر أثاث المدينة الذكية المستدام الأبسط قيمة أكبر بمكونات أقل تعمل بالطاقة.
هذا هو المكان الذي يجب أن تكون فيه فرق المشروع على استعداد لإزالة الوظائف. يمكن أن يعني عدد أقل من الوحدات غير الضرورية انخفاض الطلب على الطاقة، وتقليل نقاط الفشل المحتملة، وأعمال صيانة أقل، وقطع غيار أقل على مدار عمر الأصل.
يعمل أثاث المدينة الذكية المستدام بشكل أفضل عند الأخذ في الاعتبار استخدام الطاقة والتركيب والمتانة والصيانة وقابلية الإصلاح والاستخدام العام الحقيقي معًا. ينبغي للمقعد الشمسي الذكي أن يفعل أكثر من مجرد توليد الطاقة المتجددة؛ يجب أن تظل عملية الصيانة وملائمة للموقع والحفاظ على الأجزاء المفيدة في الخدمة لأطول فترة ممكنة.
تقدم Shanghai Zemso حلول المقاعد الشمسية التي تجمع بين المقاعد والطاقة الشمسية والشحن والإضاءة وغيرها من الوظائف الاختيارية للأماكن العامة. إن مطابقة هذه الوظائف مع احتياجات المشروع الفعلية يمكن أن تساعد المدن على إنشاء وسائل راحة مفيدة مع تجنب الاستخدام غير الضروري للطاقة والبنية التحتية والاستبدال.
