Лампы от солнечных батарей с выключателем

Освещение от солнечных батарей: для чего нужно, популярные модели, декоративные решения

Альтернативные источники электроэнергии получают все большее распространение. Одним из самых популярных стало использование солнечной энергии для зарядки солнечных батарей.

Устройство и принцип работы светильников на солнечных батареях

Основные элементы солнечного светильника

Светильник состоит из следующих конструктивных частей.

Солнечная батарея (или панель). Основной элемент светильника, самый дорогой. Панель состоит из фотогальванических ячеек, в которых энергия солнечных лучей преобразуется в электрический ток за счет фотогальванических реакций. Материал электродов используется разный. Именно от них зависит эффективность батареи.

Аккумулятор. Он накапливает электрический ток, который производит панель. Аккумулятор подсоединяется к батарее при помощи специального диода. Диод проводит электричество только в одну сторону. В темное время суток он становится источником энергии для лампочек, а в светлое – питает контроллер и другую автоматику. Обычно используются никель-металлогидридные или никель-кадмиевые аккумуляторы. Они хорошо справляются с многочисленными циклами заряд-разряд.

Источник света. Чаще всего используются светодиодные лампочки. Они расходуют минимальное количество энергии, выделяют мало тепла, долго служат.

Корпус. Все перечисленные компоненты заключены во внешний корпус. Он должен быть устойчивым к прямым солнечным лучам, осадкам, пыли и грязи. Иногда солнечная батарея размещается отдельно, а сам светильник в другом месте. Часто сверху корпуса размещается плафон, который выполняет защитные функции и рассеивает световой поток в пространстве.

Контроллер (выключатель). Прибор, который управляет процессом заряда/разряда. Иногда контроллер выполняет функцию фотореле — отвечает за автоматическое включение света, когда стемнеет. На некоторых моделях имеется ручной выключатель.

Опора светильника. Корпус размещается на металлической опоре: столбе или иной ножке. В зависимости от назначения опора изготавливается разной высоты.

Принцип действия заключается в следующем: солнечные лучи попадают на фотогальванические элементы и преобразуются в электрический ток. Ток через диод поступает в аккумулятор, который накапливает заряд. Днем, когда светло, фотореле (или ручной выключатель) препятствуют разряду аккумулятора. Но с наступлением темноты аккумулятор начинает работать: накопленная днем электроэнергия начинает поступать на источник света. Светодиоды начинают освещать пространство вокруг себя. На рассвете фотореле снова срабатывает, светильник перестает работать.

Схематичный принцип действия

В солнечный день энергии достаточно для работы светильника в течение 8-10 часов. При заряде в облачный день время работы снижается в несколько раз.

В каких случаях полезно такое освещение

Несомненно, что в южных регионах, где световой день длится долго, а солнце светит часто, освещение на солнечных батареях имеет практическую пользу. Таким образом можно даже освещать дом, дачу или подсобные постройки. При этом за электричество платить не придется.

Также светильники полезны для ландшафтного дизайна, для украшения садов, парков. Они не требуют прокладки кабелей и проводов, красиво выглядят, исправно светят.

Освещение от солнечных батарей – популярный способ подсветки автодорог и улиц.

Разновидности источников света на солнечных батареях

Единой классификации светильников не существует. Приборы на солнечных батареях делят по нескольким параметрам на разные группы.

По материалу, из которого изготовлен корпус ламп, выделяют:

• пластиковые;
• металлические с лакокрасочным защитным покрытием (бронза, сталь, другие сплавы);
• деревянные с покрытием против гниения и рассыхания.

Материал, из которого изготавливают плафоны для панелей, тоже отличается у разных ламп:

• гладкие стекла, которые максимально пропускают световой поток;
• рефлекторные стекла (хорошо подходят для местности с рассеянным светом и несолнечной погодой);
• закаленное стекло: прочное, устойчивое к механическим повреждениям.

В зависимости от типа аккумулятора выделяют никель-кадмиевые и никель-металлогидридные фонари. Последние стоят больше, но служат дольше. К тому же никель-металлогидридные аккумуляторы менее ядовиты для окружающей среды, чем никель-кадмиевые.

В зависимости от типа кремния для фотогальванических батарей выделяют:

• Монокристаллические модули. Они получаются методом литья частиц кремния высокой чистоты. В итоге получается темно-синий или черный однородный монокристалл, который нарезают на пластины нужного размера. Модуль вставляется в алюминиевую раму, накрывается противоударным стеклом. Монокристаллы дороже, но более эффективны в пересчете на 1 Вт мощности. Обладают самым высоким КПД (22%) и сроком службы.
• Мультикристаллические модули. Состоят из случайно собранных монокристаллов кремния, легируется фосфором и бором.
• Поликристаллические модули. Представляет собой объединение отдельно взятых кристаллов кремния, имеющих различную форму и ориентацию. Изготавливается методом охлаждения горячего расплава кремния. Имеет голубой и светло-синий цвет. Самые недорогие, но КПД ниже (15-18%). Срок службы меньше, требуется большая площадь батарей.

Кроме описанных кремниевых панелей применяют другие полупроводниковые соединения в виде тонких пленок: CIGS (материал из меди, индия, галлия и селена), теллурид кадмия, аморфный кремний. Тонкопленочная технология дешевле, больше подходит для работы с рассеянным излучением. Таким батареям не нужен прямой солнечный свет. Однако для выработки одинаковой мощности площадь тонкопленочных батарей в 2-3 раза превышает площадь кремниевых. Их КПД самый низкий (6-15%).

Источник

Уличные светильники на солнечных батареях: виды, обзор и сравнение производителей

В последнее время широкое распространение получили уличные светильники на солнечных батареях, сочетающие экономичность и привлекательный дизайн. Такие модели используются не только в качестве источника искусственного света, но и для ландшафтного декорирования – украшения двора или дачного участка.

Мы познакомим с принципом работы и устройством приборов уличного освещения, действие которых основано на использовании солнечных лучей. В предложенной нами статье перечислены лидирующие производители, продукция которых пользуется заслуженным спросом. Даны рекомендации по эксплуатации, продлевающее рабочий ресурс.

Устройство и принцип работы

Конструкция осветительных приборов на солярных батареях проста и доступна. Фонарь состоит из считанного числа элементов, на каждый из которых возложена определенная функция.

При желании можно сделать светильник самостоятельно, воспользовавшись несложной схемой соединения частей.

• Панель (микросхема). Основная деталь – фотоэлектрический модуль на полупроводниках, ответственный за трансформацию света в электроэнергию.
• Встроенный аккумулятор. Блок, обеспечивающий накопление и сохранение электричества, получаемого в дневное время суток.
• Светящиеся элементы. В светильниках с солнечными аккумуляторами обычно применяются светодиодные лампочки, расходующие минимум энергии. Стандартным вариантом являются элементы, рассчитанные 0,06 W.
• Корпус. Внешняя оболочка изделия, предназначенная для размещения плафона и лампы. Для некоторых моделей предусмотрены дополнительные оптические компоненты, способствующие оптимальному распределению световых лучей.
• Контроллер (выключатель). Прибор, управляющий режимом настройки и оптимизирующий процесс зарядки/разрядки батареи. Как правило, контроллер несет также ответственность за автоматическое включение и выключение освещения.

Механической частью конструкции светильника является опора. В зависимости от модели в конструкции может быть предусмотрена подножка (столб) различной высоты или крепление, рассчитанное под вертикальную либо другую основу.

Контроллеры могут быть внешними (для системы светильников) и встроенными.

Плюсы и минусы приборов на солнечных батареях

Как и любые устройства, солярная светотехника имеет свои преимущества и недостатки, о которых лучше узнать заранее.

Достоинства аккумуляторных светильников

Главным плюсом подобных устройств является их экономичность: поскольку для функционирования изделий не требуется электричество, газ, керосин или иные источники энергии, расходы на освещение значительно снижаются.

Помимо этого, к числу достоинств такой светотехники можно отнести:

• Экологичность. Применение солнечной энергии позволяет сократить расходование невозобновляемых природных ресурсов (природного газа, нефти, угля). К тому же осветительные приборы на солярных батареях не выделяют вредных веществ и не наносят вреда атмосфере Земли.
• Удобный монтаж. Благодаря автономной работе солнечные светильники не требуют подключения к проводам, установки кабеля, подсоединения к сети. Это обеспечивает комфортную эксплуатацию устройств, исключая аварийные ситуации, которые часто возникают из-за обрывов проводов.
• Мобильность. Фонари можно свободно перемещать внутри границ дачного участка или за его пределами.
• Полную безопасность в работе. Светильники, работающие от солнечных аккумуляторов, можно трогать, не опасаясь удара электротоком.
• Автоматический режим работы. Приборы не нуждаются в принудительном включении и выключении: при помощи контроллера свет зажигается сразу же с наступлением темноты и гаснет при появлении солнца.
• Большой выбор. Ассортимент осветительных устройств чрезвычайно велик. В продаже можно найти разнообразные модели, различающиеся по мощности, размерам, форме, дизайну, цвету.

Однако у подобной светотехники есть и свои минусы.

Недостатки осветительных приборов

К числу слабых мест подобных конструкций относится:

• Зависимость от активности солнца. Короткий световой день осенью либо зимой, а также пасмурная погода могут помещать фонарям добрать нужное количество солнечного света, из-за чего их заряда хватит лишь на небольшой срок (4-5 часов).
• Сложность ремонта. Аккумуляторы светильников не подлежат починке, из-за чего неисправные приборы чаще всего требуют замены.

Несмотря на то, что некоторые модели рассчитаны на работу в температурном промежутке от -50 до +50 о С, зимой часто возможны сбои в работе аккумуляторов, собирающих и хранящих вырабатываемую гелиоустройствами энергию.

Виды светильников на солнечных батареях

Существует несколько вариантов классификации светотехники, применяемой в организации уличного освещения на городских улицах и загородных участках.

По материалу изготовления приборов

Для изготовления корпусов ламп используются различные виды прочного пластика, бронзу, сталь, сплавы, дерево. Поскольку изделия предназначены для работы на свежем воздухе, материал часто обрабатывается спецсредствами: металлы дополнительно покрываются антикоррозийной краской, а дерево – покрытием, защищающим от гниения и рассыхания.

Для изготовления плафонов применяются различные виды стекла:

• Гладкие поверхности, которые в максимальной степени пропускают свет.
• Рефлекторные стекла, которые не отбрасывают прямые солнечные лучи. Этот материал идеально подходит для уличных фонарей, поскольку позволяет «набирать» максимум света даже в пасмурную погоду.
• Закаленное стекло, обладающее повышенной прочностью и стойкостью к механическим воздействиям.

Светильники из закаленного стекла стоят несколько дороже, но имеют больший срок эксплуатации.

Деление по виду аккумуляторов

В солярных фонарях обычно применяется два вида батарей, используемых для преобразования солнечного света в электроэнергию:

• Никель-кадмиевые аккумуляторы мощностью 600-700 мА/час. Зарядки ламп, произведенной от никель-кадмиевого батареи, обычно хватает на 8-10 часов.
• Более современным видом являются никель-металлогидридные аккумуляторы.

Никель-металлогидридные модели стоят дороже, однако использовать их экономически выгодно, поскольку подобные светильники имеют пролонгированный период службы.

Вид кремния для фотоэлектронных элементов

При изготовлении основного модуля могут применяться следующие разновидности кремния:

• Поликристаллический. Используется при производстве наиболее дешевых видов батарей. Подобные изделия быстро теряют свой потенциал, и уже со второго сезона функционируют не больше 4-6 часов в день.
• Мультикристаллические. Модули отличаются большей прочностью и долговечностью. При правильной эксплуатации срок их службы составляет несколько лет.
• Монокристаллические элементы. Наиболее надежный вариант, обладающий повышенной стойкостью к природным воздействиям и влияниям агрессивных сред. Минусом подобных изделий является высокая цена.

При выборе модуля следует учитывать специфику эксплуатации. Для круглогодичного использования лучше подобрать мульти- и монокристаллические элементы, тогда как для декоративных светильников, которые рассчитаны на эпизодическое применение летом, часто достаточно поликристаллических.

Тип устройства и конструкции

Внешний вид солярных светильников может иметь самые разнообразные формы и конфигурации.

Настенные (фасадные) фонари. Такие модели крепятся к наружным стенам домов или иным вертикальным поверхностям.

Следует тщательно подбирать место размещения подобных приборов, так как для их корректной работы необходим обильный поток солнечных лучей. Поскольку в пасмурные дни низкого заряда батареи может не хватить на всю ночь, лучше продублировать солярные светильники традиционными.

Подвесные светильники. Такие устройства напоминают настенные, однако крепежные элементы позволяют подсоединять их практически в любом месте, например, на ограждениях моста, балясинах беседки или ветках деревьев.

Подобным способом можно выделить детскую площадку или зону барбекю, создать праздничный декор на площадке для вечеринки, украсить живую ель на Новый год.

Уличные фонари на столбах. Первоначально подобные устройства предназначались для освещения больших городских пространств. В крупных населенных пунктах они находят применение в качестве альтернативы обычным фонарям. Подобные элементы также широко используются на даче: они не только освещают двор и сад, но и объединяют участки в единое целое.

Парковые светильники. В подобных устройствах применяются панели больших размеров. Приборы, как правило, изготовленные из нержавеющей стали, имеют повышенный уровень влагостойкости и большую емкость батарей.

Благодаря увеличенному запасу энергии они могут работать на протяжении нескольких дней. В то же время долговременная пасмурная погода делает их зарядку невозможной.

Наземные (газонные) светильники. Подобные приборы имеют небольшую ножку, втыкающуюся в землю, либо достаточно высокий столб-опору. Модели чаще всего используются для выделения дорожек и тропинок, а также для декоративной подсветки газонов.

Благодаря заостренной ножке подобные приборы легко установить в нужных местах: опора просто вонзается в землю. За счет этого небольшие газонные светильники можно легко перенести на другое место либо просто на время убрать (например, если планируется стрижка газонов).

Помимо оформления участков подобные устройства находят и другие сферы применения: они используются, например, для подсветки рекламных щитов.

Декоративные устройства. Небольшие элементы, лучащиеся приглушенным светом, могут иметь самую разнообразную форму: фигурок животных, сказочных персонажей, цветов, камней. Их используют для выделения наиболее эффектных мест дачного участка, например, альпийской горки, декоративного мостика, фонтана, экзотических деревьев.

Для размещения на воде (фонтанные). Специальные разновидности светотехники предусмотрены для освещения водоемов. Подобные модели обладают повышенными характеристиками влагостойкости и антикоррозийными качествами.

Известные производители солярных светильников

Устройства на солнечных батареях изготовляют десятки отечественных и зарубежных производителей. Особо можно особо выделить следующие крупные авторитетные компании.

Globo (Австрия). Австрийская компания, занимающаяся производством светильников, в том числе устройств на солярных батареях. Фирма была основана в 1995 году, а уже в 2009 стала одним из пяти европейских предприятий – лидеров по производству осветительных приборов. Продукция экспортируется в 20 стран мира, включая РФ.

Globo заслужила славу законодателя мод в области светотехники: в коллекциях фирмы постоянно появляются интересные новинки. Изделия компании пользуются большой популярностью благодаря оптимальному соотношению стоимости и технических характеристик.

Novotech (Венгрия). Компания Novotech вышла на рынок светотехнической продукции в начале 2000-х годов. Среди производимых предприятием солярных светильников представлены как бюджетные варианты, выполненные из пластика и недорогих металлических сплавов, так и дорогие модели, для производства которых используется цветное и рифленое стекло, бронза, нержавеющая сталь, натуральные материалы.

Продукция фирмы отличается не только оригинальным дизайном, но и повышенной функциональностью, поскольку при проектировании изделий особое внимание уделяется эксплуатационным особенностям.

Тщательная проработка конструкций с учетом особенностей окружающей среды гарантирует надежность и долговечность всей продукции Novotech, которая, по экспертным оценкам, имеет наименьшую степень брака и наибольший уровень защиты.

Feron (Китай). Созданная в 1999 году фирма в настоящее время считается одним из мировых лидеров светотехники. Здесь производится 4000 различных наименований продукции, при этом значительную часть ассортимента занимают изделия, работающие на солнечных батареях.

Проектируя новые коллекции, специалисты фирмы учитывают высокие запросы потребителей к качеству и дизайну изделий. Вся светотехника производится по инновационным технологиям с обязательным прохождением трехступенчатого контроля.

Сотрудники компании постоянно занимаются усовершенствованием конструкций и процесса изготовления, отслеживая модные тенденции в дизайне светильников, а также появление на рынке новых материалов. Большое внимание уделяется логистике, что позволяет компании Feron поддерживать демократичные цены на все фирменные линейки.

«Старт» (Россия-Китай). Выпуск изделий отечественной торговой марки «Старт» был начат в 2005 году. Под этим брендом представлены различные светотехнические изделия, включая батарейки, удлинители, различные виды ламп и светильников.

Покупатели найдут также широкий выбор фонарей на солнечных батареях, предназначенных для освещения садовых участков. Вся продукция «Старт» имеет продуманный дизайн, хорошее качество и доступную цену.

MW-Light (Германия). Динамично развивающаяся компания, поставляющая светотехнику во многие государства Западной и Восточной Европы. На российском рынке продукция MW-LIGHT появилась с 2004 году, сразу же завоевав большую популярность.

Фирма специализируется на производстве и дистрибьюции различных осветительных приборов для интерьеров и ландшафтов, уделяет особое внимание изготовлению устройств, работающих на солярных батареях.

В каталоге преобладают изделия, выполненные в классическом стиле. Все они отличаются продуманной конструкцией, надежностью, долговечностью и функциональностью.

Уход за солнечным светильником

Чтобы устройства, работающие на солнечных аккумуляторах, исправно служили на протяжении долгого времени, необходимо соблюдать ряд правил:

• Для поступления в батарею максимального количества света необходимо регулярно протирать внешнюю поверхность мягкой салфеткой, слегка смоченной водой.
• В конструкциях небольших декоративных светильников, как правило, применяются не слишком сильные аккумуляторы, которые отключаются при низких температурах. Подобные изделия лучше убирать на зиму в темные помещения (чердак, чулан).
• Модели уличных фонарей обычно не боятся заморозков и устойчивых холодов: их аккумуляторы рассчитаны на работу в течение круглого года. Однако если владельцы не предполагают использовать устройства в зимний сезон, лучше занести их в подсобные помещения. При этом светильники нужно хорошо укрыть, чтобы избежать автоматической зарядки аккумуляторов.
• При закрепленном светильнике можно попробовать достать батарею из корпуса, а после ее полной разрядки положить блок на хранение в прохладной сухой комнате.

Во время влажной погоды также рекомендуется протирать фонари сухой салфеткой или ветошью.

Устранение неисправностей солярных устройств

Наиболее часто встречающимся дефектом является нарушение связи между батареей и контейнером питания, что может быть вызвано окислением частиц на участке крепежа. Для ремонта часто бывает достаточно разобрать светильник, зачистить полюса аккумулятора и контакты на контейнере питания.

Причиной неполадки может стать также обрыв провода. Для обнаружения проблемы следует в затемненном помещении проверить место пайки. При выявлении обрыва его можно припаять с помощью холодной сварки. Если же ремонтные работы не принесли должных результатов, осветительный прибор придется выбросить.

С характерными нарушениями в работе уличных светильников на солнечных генераторах можно справиться самостоятельно:

Источник