Зарядка солнечных батарей лампы

Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца

Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.

Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?

Зарядка солнечной батареи в пасмурный день

Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.

Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.

Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.

Зарядка солнечных батарей от других источников света

Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.

Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.

Таким образом, для зарядки солнечных батарей можно использовать абсолютно любой источник света. Другое дело — хватит ли мощности источника для обеспечения ваших потребностей. В любом случае перед покупкой систем солнечных батарей настоятельно рекомендуется получить исчерпывающую консультацию у специалистов. А при проектировании системы — предусмотреть достаточный запас площади солнечных панелей для генерирования электроэнергии в сложных погодных условиях.

Источник

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

Аккумуляторы для солнечных светильников

Пост опубликован: 7 августа, 2017

Одной из главных составляющих устройств, работающих на преобразовании солнечной энергии в электрическую, являются аккумуляторы, являющиеся накопителями электрической энергии. Они обеспечивают работу устройств в темное время суток, а также при негативном воздействии внешних факторов, которыми являются атмосферные осадки и прочие погодные условия.

Одним из видов устройств, работающих на энергии солнца, и имеющих в своей конструкции подобные элементы, являются солнечные светильники.

Как выбрать

Для того, чтобы правильно выбрать аккумуляторы для светильников, работающих на солнечных батареях, необходимо помнить о важной способности некоторых видов таких устройств, как-то способность некоторых моделей, запоминать объем заряда за несколько предшествующих циклов.
Такая способность является негативным фактором, который определяется химическим составом элементов, когда, в случае неполного заряда, в течение нескольких циклов, подобные устройства перестают заряжаться, что приводит их в не рабочее состояние.

Критериями, определяющими выбор аккумулятора, являются его технические характеристики, это:

1. Напряжение;
2. Удельные: ёмкость, энергия и мощность устройства;
3. Продолжительность тепловой и токовой нагрузки;
4. Предельно допустимое количество циклов «заряд/разряд»;
5. Срок службы;
6. Величина саморазряда;
7. Температурный режим эксплуатации;
8. Наличие эффекта памяти.

Рейтинг лучших

Наиболее широкое распространение, в качестве накопителя электрической энергии, в солнечных светильниках, получили следующие виды аккумуляторов, это:

• Цилиндрические, литий-железо-фосфатные (LiFePO4).
  Данные устройства обладают высоким током разряда и взрывобезопасны.
  Среди пользователей подобного типа аккумуляторов, популярностью пользуется серия Howell (Китай), отличающаяся целым рядом достоинств.

Эксплуатационные характеристики данной серии:

Рабочее напряжение – до 2,3 В;

Удельные:

1. емкость – 100,0 – 120,0 Вт*ч/кг;
2. энергия – 135,0 – 150,0 Вт*ч/л;
3. мощность – от 2,0 до 4,5 кВт/кг;

Нагрузки:

1. типовая – 30,0 *С;
2. высокая – 50,0 *С;
3. импульсная – до 100,0 *С.

Количество периодов заряд/разряд – до 2000;
Срок эксплуатации – от 3,0 до 5,0 лет;
Величина саморазряда – не более 0,3% в месяц;
Температурный режим – от — 20 *С до +60 *С;
Эффект памяти – отсутствует.

• Никель-металл-гидридные (Ni-MH).
  У устройств данного типа, электрод изготавливается из водородоадсорбирующего сплава, который способен поглощать водород. Данный тип отличается продолжительными сроками эксплуатации и способностью к длительному хранению.
  Модели этой группы выпускается различных геометрических размеров (диаметр и длина) и с различными техническими характеристиками (емкость, ток заряда) и неизменным напряжением – 1,2 В. Все модели экологически безопасны для окружающей среды.

• Никель-кадмиевые (NiCd).
  Использование кадмия, в моделях этой типа, позволяет уменьшить габаритные размеры и весустройств, в сравнении с никель-металл-гидридными моделями, при том, что у них одинаковые графики разряда.

Эксплуатационные характеристики данной серии:

Рабочее напряжение – до 1,5 В;

Удельные:

1. емкость – 30,0 – 40,0 Вт*ч/кг;
2. энергия – 85,0 – 100,0 Вт*ч/л;
3. мощность – 100 – 155 Вт/кг.

Нагрузки:

1. типовая – 3,0 *С;
2. высокая – 10,0 *С;
3. импульсная нагрузка – до 25,0 *С;

Количество периодов заряд/разряд – до 500;
Срок эксплуатации – от 3,0 до 5,0 лет;
Величина саморазряда – 25,0% в месяц;
Температура эксплуатации – от — 20 *С до +60 *С;
Эффект памяти – присутствует.

Где купить

Аккумуляторы, используемые в солнечных светильниках, достаточно широко используются для питания различных электронных устройств. В связи с этим, при необходимости их замены, всегда есть возможность приобрести аналогичные тем, что были установлены производителем таких светильников, или подобрать подобные им, в соответствии с техническими характеристиками, условиями эксплуатации и экологической безопасностью устройств.

Все выше перечисленные виды аккумуляторов реализуются в розничной торговле, в различных торговых и специализированных сетях, что позволяет без труда приобрести необходимую модель.

Кроме этого, можно воспользоваться онлайн продажами, которые осуществляются в сети интернет. В этом случае можно ознакомиться с предложениями различных компаний, изучить технические характеристики моделей и их эксплуатационные показатели, сравнить стоимость и условия поставки.

Плюсы и минусы

У всех выше приведенных типов аккумуляторов, служащих накопителями электрической энергии, для светильников, имеющих в своей конструкции солнечную батарею, присущи определенные достоинства и недостатки.

Достоинствами, в соответствии с типом устройства, являются:

• Для литий-железо-фосфатных моделей:

1. Продолжительный срок эксплуатации;
2. Взрывобезопасность.
3. Высокая скорость зарядки.
4. Широкий температурный диапазон рабочих температур.

• Для никель-металл-гидридных моделей:

1. Длительные сроки эксплуатации;
2. Способность к продолжительному хранению;
3. Экологическая безопасность данного типа устройств;
4. Возможность заряжать в любое время вне зависимости от текущего заряда устройства и без ущерба техническим параметрам.

• Для никель-кадмиевых моделей:

1. Продолжительные сроки эксплуатации;
2. Способность к длительному хранению;
3. Быстрый процесс заряда устройств.

Недостатками, выше перечисленных типов устройств, являются:

• Для литий-железо-фосфатных, аккумуляторов:

1. Более крупные габаритные размеры и вес, нежели у литий-йонных устройств.

• Для Никель-металл-гидридных аккумуляторов, особо выявленных отрицательных качеств, не выявлено.
• Для никель-кадмиевых аккумуляторов:

1. Наличие памяти;
2. Перед новой зарядкой, должна быть выполнена полная разрядка аккумулятора;
3. Негативное воздействие на окружающую среду.

Источник