Аккумуляторы автономных систем освещения

АВТОНОМНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ

Автономные осветительные устройства, ещё совсем недавно ассоциировавшиеся только с карманными фонариками, сегодня выходят на принципиально новый уровень, формируя стационарные системы освещения.

Осветительные приборы, не требующие проводного электропитания, начинают завоёвывать даже такой энергозатратный сектор светотехники, как уличное освещение. Этот прорыв стал возможным благодаря нескольким факторам:

• развитию и совершенствованию технологий производства химических источников тока – батареек и аккумуляторов;
• появлению супер экономичных светодиодных осветительных приборов;
• повышению эффективности работы и снижению стоимости солнечных батарей.

Преимущества автономных источников света, не требующих сетевого питания и монтажа проводки, были очевидны всегда. Однако перевешивали недостатки, главным из которых являлась малая продолжительность автономной работы этих устройств.

Постоянное увеличение ёмкости выпускаемых источников тока, а также использование источников света с малым потреблением, постепенно меняет ситуацию. С учётом этих факторов, а также общего тренда на улучшение экономических показателей, использование автономных светильников становится всё более привлекательным.

СВЕТИЛЬНИКИ НА БАТАРЕЙКАХ

На современном рынке осветительных приборов появились светильники разнообразного дизайна, которые питаются от компактных батареек. Эти автономные устройства, предназначенные как для внутренней, так и для наружной установки, имеют ряд типовых исполнений:

• потолочные, крепящиеся непосредственно к потолку, либо подвесные;
• настенные, выполненные в виде бра;
• настольные, имеющие различную форму и назначение.

Приборы освещения потолочного типа могут с успехом освещать внутренние помещения, веранды, террасы, беседки. С помощью таких автономных устройств на батарейках легко создать атмосферу домашнего уюта в дачном домике, не подключенном к электроснабжению, или под большим палаточным шатром на природе.

Настенные осветительные приборы с батарейным питанием способны создать комфортное зонированное освещение. Их можно установить на стене у кровати или в зоне отдыха. С помощью настенных светильников удобно освещать пространство коридоров и прихожих, особенно в помещениях с высокими потолками.

Специально для освещения проходных коридоров и мест общего пользования, сконструированы удобные варианты осветительных устройств со встроенными датчиками движения. Теперь, встав среди ночи, нет необходимости искать в темноте выключатель.

Такой прибор включится сам, зафиксировав ваше перемещение, а отключится с выдержкой времени после прекращения движения. Автоматический режим работы, кроме удобства, экономит заряд батарейки, продлевая срок её службы.

Удобство такого прибора трудно переоценить. При свете такой лампы можно удобно расположиться с книгой на террасе или в беседке тёплым летним вечером. Настольные осветители также оформляются в виде разнообразных предметов, украшений, статуэток, канцелярских приборов, детских игрушек.

Повышенное удобство пользования световыми приборами, работающими на батареях различного типа, несколько уравновешивается ограниченным сроком службы источников питания и необходимостью их регулярной замены.

Чтобы не разочароваться, нужно точно знать, на что идёшь, если решился на покупку такого светильника. Для этого, перед покупкой нужно ознакомиться с техническими данными.

При желании можно даже подсчитать, какова будет экономия электроэнергии при использовании светильника с батарейками.

Затраты на эксплуатацию состоят из:

• стоимости заменяемых батареек;
• и ламп.

Зная их номинальный срок службы, легко определить годовой уровень затрат.

С другой стороны, при использовании традиционных приборов освещения, питающихся от электрической сети, в составе затрат – стоимость электроэнергии и заменяемых ламп.

Сравнив эти величины, можно определить срок окупаемости нового автономного осветительного прибора на батарейках и сделать вывод о целесообразности его приобретения с точки зрения экономии.

В качестве примера можно привести основные технические характеристики подвесного автономного светильника, функционирующего на батарейках, предлагаемого интернет – магазином. Наименование товара и производителя упоминать не будем.

Потолочный подвесной прибор, оснащённый пультом управления, содержит 18 светодиодов дневного белого свечения повышенной яркости, в качестве элементов питания используется два источника питания на 12 вольт типа А23.

Производитель обещает полугодовую эксплуатацию комплекта батарей при ежедневной работе светильника до пяти часов. Если всё это — правда, то выглядит весьма серьёзно.

СВЕТИЛЬНИКИ НА АККУМУЛЯТОРАХ

Применение аккумуляторов в качестве источников питания автономных светильников, позволяет снизить затраты на эксплуатацию в сравнении с вариантом питания от батареек.

Аккумулятор, являясь, как и батарейка, химическим источником тока, в отличие от последней, обладает способностью многократно восполнять потерянный заряд.

Аккумулятор является несколько более сложным устройством, чем источник тока, не предполагающий зарядку. Миниатюризация аккумуляторов, позволившая производить их выпуск в габаритах обыкновенной батарейки, произошла сравнительно недавно.

В результате, сегодня практически любой типоразмер выпускаемых батареек имеет аккумуляторный аналог. Таким образом, любой светильник, изначально предназначенный для работы с источниками тока, не предназначенными для зарядки, легко оснащается аккумуляторами, имеющими те же габаритные размеры.

Стоимость аккумулятора может превосходить в разы стоимость незаряжаемого источника того же размера. Экономический эффект применения аккумулятора заключается в том, что он способен многократно проходить цикл заряда – разряда. Правда, следует заметить, что разряд аккумулятора, по сравнению с батарейкой таких же габаритов, происходит несколько быстрее, а со временем его ёмкость заметно падает.

Заряд аккумуляторов, в зависимости от конструктивных особенностей светильника может осуществляться следующим образом:

• со снятием аккумуляторов и использованием подходящего устройства для заряда;
• без снятия при наличии в светильнике гнезда для подключения сетевого зарядного приспособления;
• без снятия при наличии в светильнике встроенного зарядного устройства и гнезда для подключения сети 220 вольт.

Существует интересный пример использования аккумуляторного источника света. Устройство изготовлено в виде светодиодной лампы, работающей от сети 220 вольт. Но внутри, кроме светодиодов находится батарея, работающая в режиме буферной подзарядки. При аварийном отключении электроэнергии, устройство посредством дистанционного пульта переводится в режим питания светодиодов от батареи, ёмкости которой хватает на несколько часов автономной работы.

СВЕТИЛЬНИКИ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ

Применение солнечных батарей для питания автономных светильников находится в рамках концепции использования возобновляемых источников энергии. Солнечные батареи, по крайней мере, существующие сегодня, не могут служить непосредственным источником энергии для ламп.

Автономный осветительный прибор, использующий солнечную энергию, состоит из следующих компонентов:

• солнечная батарея;
• аккумуляторный буфер, играющий роль накопителя энергии;
• контроллер, регулирующий процесс заряда аккумулятора;
• светоизлучающий элемент (лампа, светодиод);
• фотореле или движения (опционально);
• арматура.

То есть, в автономных приборах освещения, солнечная батарея не может работать без аккумулятора, впрочем, это относится ко всем солнечным электроэнергетическим установкам.

Системы освещения, использующие солнечную энергию, осуществляют заряд аккумулятора от солнечной батареи в течение светового дня, после чего, накопленный заряд используется для питания светоизлучающих элементов.

Принцип функционирования солнечной батареи основан на фотогальваническом эффекте, суть которого заключается в способности некоторых соединений создавать электродвижущую силу (то есть, электрическое напряжение) при воздействии на них светового (солнечного) излучения.

Очень важным направлением использования автономных осветительных устройств на солнечных батареях является освещение улиц. Солнечными батареями могут комплектоваться автономные осветители внутренней установки, которые в светлое время суток будут накапливать электрический заряд. Это избавит от необходимости тратить электроэнергию на их заряд.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Источник

Выбор аккумулятора для системы автономного или резервного питания

Аккумулятор фактически является расходным материалом в солнечной электростанции или в системе автономного или резервного питания. И чем лучше Вы подберете аккумулятор к своей системе, тем дольше он проработает и тем меньше в конечном итоге будет стоимость электроэнергии, вырабатываемой Вашей системой.

На что обратить внимание при выборе аккумуляторных батарей?

Попробуем дать несколько советов, следуя которым можно подобрать оптимальную модель:

1. Основным параметром любого аккумулятора является его емкость. В зависимости от того, в какой системе он будет применяться, нужно выбирать необходимый номинал.

В случае, если аккумулятор будет применяться в системе резервного питания и соответственно разряжаться он будет довольно редко (при сбое основного источника электричества), можно рассчитывать необходимую емкость исходя из 100% цикла разряда. И хотя 100% разряд вреден для любых свинцовых аккумуляторов, особенно, если нет возможности сразу их зарядить, в случае эксплуатации резервной системы таких разрядов накопится максимум десяток за год. А любой свинцовый аккумулятор (кроме автомобильных) способен выдержать до 200 полных (на 100%) циклов разрядки. То есть, при таком режиме теоретический срок службы должен составить 200/10=20 лет, однако максимальный срок службы аккумуляторных батарей равен 10 годам. Поэтому для систем резервного питания не имеет никакого смысла приобретать избыточные емкости исходя из 30% или 50% цикла разряда.

Саму же ёмкость нужно рассчитывать исходя из количества энергии, которую необходимо запасти.

Например, поставлена задача обеспечить круглосуточную работу насоса системы отопления и периодическую работу освещения:

• мощность насоса — 50 Вт (работает 24 часа в сутки),
• мощность нескольких энергосберегающих ламп — 100 Вт (работают в общей сложности 3 часа в сутки),
• срок работы резервной системы — 2 суток.

Необходимо рассчитать емкость аккумуляторной батареи с учетом 100% разрядного цикла.

Расход электроэнергии за 2 суток составит 50*24*2+100*3*2=3000 Вт*час.

С учетом потерь в инверторе (возьмем для расчета — 10%), необходим запас энергии 3000+10%=3300 Вт*час.

При напряжении 12 В, необходимый номинал составит 3300/12=275 А*час, т.е. в этом случае необходимы 2 батареи емкостью по 140 А*ч.

Данный расчет приведен для случая, когда отсутствует автономный источник энергии, например в виде солнечных батарей. Если же в системе резервного питания предусмотрены солнечные батареи и допустим они выдают 500 Вт*сутки (а столько выдает одна 100 Ваттная панель в солнечную погоду), то необходимо внести соответствующую поправку в расчет, а именно:

При напряжении 12 В, необходимый номинал составит (3300-500*2)/12=192 А*час, т.е в этом случае будет достаточно 2-х батарей емкостью по 100 А*ч.

Для автономной системы желательно производить расчет исходя из 30% разрядного цикла, поскольку в этом случае срок службы аккумуляторов будет фактически определяться количеством циклов заряда/разряда, а это количество тем больше, чем меньше глубина разрядки.

После того, как Вы определились с емкостью, необходимо выбрать конкретную модель/марку аккумулятора.

При выборе марки нужно обратить внимание на то, для скольки-часового разряда указана емкость. Дело в том, что разные производители указывают номинальную емкость для разных условий, например для 10-и часового или для 20-и часового разряда. Та марка, у которой указан номинал для 10-и часов, будет обладать большей реальной емкостью, чем 20-и часовая при условии одинакового номинала.

Также, при выборе марки стоит сравнить вес аккумуляторных батарей при одинаковой емкости. Дело в том, что фактически емкость свинцовых аккумуляторных батарей определяется весом активной массы свинца, а он занимает большую часть в её весе. Соответственно, батарея с большим весом скорее всего будет обладать лучшими характеристиками (большей реальной емкостью и количеством циклов заряда/разряда).

Одним из важных параметров является тип аккумуляторной батареи — AGM, GEL (гелевый) или жидко-кислотный (чаще всего — автомобильный).

Для систем автономного питания применять автомобильные аккумуляторы не рекомендуется по той причине, что они не предназначены для длительной разрядки малыми токами и имеют минимальное число циклов среди прочих типов (обычно, не более 50). Их основное предназначение — отдать очень большой ток стартеру в течение нескольких секунд при старте двигателя.

Однако, существует еще один тип жидко-кислотных аккумуляторов, которые специально предназначены для разрядки малыми токами, так называемые OPzS. Этот тип имеет максимальное число циклов заряда/разряда, в большинстве случаев является обслуживаемым (т.е. требующим контроля за параметрами электролита), а кроме того имеет максимальную цену и по этой причине мало распространен.

Самым распространенным по причине низкой стоимости является AGM тип. Более дорогой, гелевый (GEL) тип также находит свое применение в солнечных электростанциях. О том, какой аккумулятор выбрать, AGM или гелевый, читайте на нашем сайте.

При выборе аккумуляторной батареи для автономной системы нужно отдать предпочтение марке с максимальным числом циклов заряда/разряда для требуемой глубины разрядки. О причинах этого уже сказано выше.

В свою очередь, для резервных систем нужно выбирать модель с максимальным сроком службы. Соответственно, лучше отдать предпочтение моделям гелевых или AGM аккумуляторов с 10-и летним сроком службы.

Источник

Выбираем аккумулятор для автономного освещения

Обеспечить освещение комнаты в дачном доме, подключить к свету гараж или другой объект без выхода на централизованную электросеть? В принципе, это реально при наличии аккумулятора. А вот какой, где и за сколько купить источник питания, мы поговорим далее.

Задача, когда дача находится за несколько сотен километров от города, электричества на ней нет, и в ближайшем будущем не будет, а света хочется, не так уж и редка. И даже при наличии генератора она решается не так уж и просто, ведь о агрегата исходит неслабый шум, да и потребляет он топлива немало. Обычно в таких случаях покупают аккумулятор. Причем, выбирая его, нужно помнить, что источник питания должен соответствовать следующим критериям:

• Быть не очень тяжелым.
• Иметь высокую емкость.
• Быстро заряжаться.
• Работал максимально долго.
• Стоил относительно недорого.
• Не боялся глубоких разрядов.

Из возможных вариантов решения задачи на ум приходит следующее: прежде сего, это грузовые батареи. Но они слишком тяжелы. Существуют также тяговые аккумуляторы. Это вариант получше. Однако их стоимость составляет 5-6 тысяч рублей. В остальном, такие батареи соответствуют абсолютно всем критериям, указанным выше. Он легки, компактны, отлично выдерживают многократные разрядки и зарядки. Это, так называемые, аккумуляторы « полного цикла». Выпускаются они многими производителями, но сегодня мы предлагаем ознакомиться с линейкой тяговых батарей Bosch L-серии. Для их производства используется две прекрасно зарекомендовавшие себя технологии. Это, среди прочего, DEEP CYCLE и DEEP CYCLE AGM. Их преимущества очевидны:

• Высочайшая производительность. Для освещения небольшого помещения одного заряда хватит на несколько дней.

• Неприхотливость к условиям эксплуатации. Аккумуляторы этой серии могут работать при любых температурных режимах.

• Существенные емкостные характеристики. При небольшой массе батареи имеют емкость в 75, 100 и более Ампер часов.

• Длительная работа в цикличном режиме при полных разрядах. Даже многократные критические разряды не способны вывести батарею из строя, ведь она разработана с учетом таких режимов эксплуатации.

• Невысоким уровнем саморазряда. Оставив аккумулятор на несколько месяцев, его можно сразу же подключать к потребителям – лампочка будет гореть так же ярко, как и до выключения.

• Компактными размерами корпусов. Это весьма удобно, когда рассматривается дачный вариант использования батарей.

Данные свойства дают возможность говорить о том, что аккумуляторы Bosch L типа отлично подходят для решения задачи организации освещения на тех объектах, где отсутствует централизованная система поставок электроэнергии. Кстати, о цене. Аккумулятор емкостью 100 Ампер часов стоит около 6-7 тысяч рублей, что сопоставимо со стоимостью обычного стартерного источника питания. Поэтому дороговизна тяговых батарей полного цикла – не более чем миф.

23.10.2013, 19326 просмотров.

Источник