Фонарь века солнечные батареи

Фонарь на солнечной батарее

Пост опубликован: 21 июля, 2017

В настоящее время, при разработке систем освещения загородных домов, дач и прочих домовладений, дизайнеры, а иногда и просто домовладельцы, используют, в качестве источников света, фонари освещения, питающиеся от солнечных батарей.

Устройство и основные характеристики

Электрический фонарь работающий на электрической энергии, получаемой путем преобразования солнечной энергии, в своем составе имеет следующие элементы:

• Фотоэлемент – солнечная панель, является устройством, преобразующим солнечную энергию в электрическую;
• Аккумулятор (батарея) — устройство, являющееся накопителем электрической энергии;
• Источник света – светодиод, элемент устройства, который при прохождении через него электрического тока, излучает световой поток (светится);
• Датчик освещенности – фотореле, отвечает за включение устройства, при понижении уровня освещенности ниже заданных параметров, и отключение – при достаточном уровне освещения;
• Электронный элемент (на приведенной ниже схеме не показан) – отвечает за контроль уровня заряда аккумулятора и уровень свечения светодиода;
• Выключатель – коммутационное устройство, посредством которого, фонарь полностью выводится из режима работы.

Работа источника света, работающего на солнечной батарее, осуществляется следующим образом:

1. Источник света (фонарь), может работать только при включенном выключателе.
2. Фонарь устанавливается на выбранном участке территории, где присутствует достаточное естественное освещение.
3. Днем, под воздействием солнечных лучей, посредством работы солнечной панели и электронного элемента (микропроцессор, электронная схема с использованием транзисторов и т.д.), вырабатывается электрический ток.
4. Вырабатываемый ток, накапливается в батарее.
5. При снижении уровня освещенности, который контролирует фотореле, и наличии достаточного заряда аккумулятора, происходит включение в работу источника света – светодиода, фонарь включается.
6. При увеличении освещенности – фотореле выключает цепь питания светодиода, фонарь выключается.

Основные характеристики источников света, работающих на солнечных батареях:

• Способ установки, характеризующий возможности использования. Это могут быть:

1. Опоры наружного освещения улиц и дорог.
2. Настенные светодиодные светильники – используемые для подсветки зданий и сооружений.
3. Светильники для парков, газонов и садовых дорожек.
4. Болларды.
5. Декоративные светильники и фонарики-брелоки.

• Электрическая мощность, напряжение питания и мощность светового потока.
  Могут быть различны по техническим характеристикам, определяются производителями устройств.
• Материал корпуса.
  Изготавливаются из металла, пластика и дерева с плафонами из разных видов стекла: закаленное, гладкое или рефлекторное.
• Тип и количество светодиодов.
• Габаритные размеры.
• Стоимость.
• 

Популярные модели

В зависимости от назначения, способа установки и технических характеристик — популярность отдельно взятых моделей, определяется именно этими показателями и предпочтениями потребителей.

Общие критерии, которые помогут определить наиболее популярные модели, в каждом из видов устройств, это:

• Мощность и количество светодиодных ламп в устройстве.
• Вид и способ установки.
• Время работы устройства, при полном заряде аккумулятора.

Наиболее популярные модели, в каждой из групп, определены на основании отзывов потребителей, это в:

• Группе «Настенные светодиодные светильники»:

1. MJJC-SLYF170 (Китай) – может использоваться для освещения фасада здания и подсветки элементов конструкций.
2. Solar Lamp (Китай) – достаточно мощный светильник, с 48 светодиодами.

• Группе «Светильники для парков, газонов и садовых дорожек»:

1. Homean UP-SG015 361795-LG (Китай) – используется для освещения садовых дорожек и декоративного освещения.
2. Alishow W1068 (Китай) – монтируется на столбах и иных опорах.

• Группе «Декоративные светильники»:

1. Solar String Lights (Китай) – выполнен в виде гирлянды.
2. Solar Power Rose (Китай) – выполнены в виде садовых цветов (роз, тюльпанов, пионов и др.

С датчиком движения

Большее количество настроек и возможность экономить электрическую энергию, дает использование фонарей, оборудованных датчиком движения. При наличии подобной опции, светильник находится в состоянии ожидания, он отключен, или, у некоторых моделей, работает не на полную мощность.

В момент, когда в зону действия датчика, попадает движущийся объект, светильник включается в работу. Как правило в конструкцию подобных устройств, заложена возможность, отключать данный датчик, в этом случае фонарь (светильник), работает в обычном режиме.

Из группы подобных устройств, наиболее популярен фонарь китайского производства, модель
Star Alliance YH0607A-PIR / Sanhoo 2LEDPIR — предназначен для настенного монтажа. Стоимость — от 800,00 до 2600,00 рублей.

Для дачи

При создании системы наружного освещения территории дачного участка, его дизайнерского оформления, можно использовать светильники (фонари) наружного освещения имеющими в своем устройстве, солнечные панели.

При таком варианте использования, можно воспользоваться всеми, выше приведенными типами светильников, используемыми для:

1. Освещения проездов и технических зон – используются специальные светильники, которые монтируются на столбах и опорах, изготовленных из железобетона, дерева, металла или пластика. Опоры помещаются непосредственно в грунт или монтируются с устройством фундамента.
2. Подсветка фасада и освещение придомовой территории – выполняется на стене здания. Для этих целей, кроме приведенных выше типов устройств, используются и светодиодные прожекторы.
3. Освещение пешеходных дорожек и декорация участка – выполняется декоративными светильниками, и так называемыми «светильниками на ножках», которые устанавливаются непосредственно в грунт.

Все группы светильников выпускаются с фотореле, а некоторые из них, в зависимости от конструкции и комплектации – датчиками движения.

Для кемпинга

Кемпинг – это место отдыха, для любителей путешествовать на автомобильном транспорте, поэтому фонарь для кемпинга – это фонарь для путешественников, при чем вне зависимости от способа перемещения.
Отечественные и зарубежные производители освоили выпуск подобной продукции, но в связи с тем, что Китай является одним из лидеров по производству солнечных батарей и светодиодов, то и товаров, с их использованием, именно китайских компаний, больше всего на данном рынке.
Среди туристов, пользуется популярностью модель SX-6800T/GH-5800T производства КНР, стоимостью 380,00 рублей.
Фонарь имеет раздвижной корпус и оснащен 6 светодиодными лампами. На корпусе предусмотрены ручки для подвешивания и переноски. Фонарь может работать как от электрической сети напряжением 220 В, так и от солнечной батареи.
Зарядка фонаря может быть выполнена от сети 220 В, или от солнечной батареи, которой оснащен фонарь.

С USB разъемом

Еще одна опция, очень полезная для путешественников и туристов, это наличие у фонаря на солнечных батареях, USB разъема.
При наличии подобного разъема, всегда есть возможность подзарядить электронные устройства, без которых современный человек, чувствует себя не комфортно. Это может быть сотовый телефон, фотоаппарат, ноутбук, планшет и т.д.

Одним из таких устройств, является электрический фонарь кемпинговый, модель G-85, производство КНР, стоимостью 400,00 рублей.
Данное устройство оборудовано солнечной панелью, аккумулятором, а также может работать от батареек типа АА и от сети 220В. Корпус выполнен из прочного пластика и оборудован USB разъемом для зарядки различных мобильных устройств.

Как выбрать лучший

В связи с тем, что на рынке светотехнических изделий, представлен широкий ассортимент светильников со встроенными солнечными панелями, то сделать выбор достаточно сложно.

Чтобы не допустить лишних расходов и сделать правильный выбор с первого раза, необходимо:

1. Перед выбором фонаря, необходимо решить, где он будет установлен и какую площадь он будет освещать.
2. Необходимо решить каким образом выбираемое устройство будет подключено к централизованной системе электроснабжения, или будет работать полностью автономно.
3. Далее, прежде чем идти в магазин, или заказывать товар по интернету, следует выбрать модель, изучить ее технические характеристики и ознакомиться с отзывами пользователей о товаре, фирме производителе и фирме поставщике.
4. При приобретении в розничной сети — обратить внимание на качество приобретаемого изделия.
5. Ознакомиться с техническими характеристиками устройства – мощность, яркость, емкость аккумулятора и т.д.
6. Оценить необходимость наличия устройств автоматики – датчики движения и им подобные.

По своей форме фонари бывают очень различны и их необходимо выбрать, в соответствии с функциями, которые они будут выполнять.
Если следовать выше приведенным условиям выбора – то будет сделан лучший выбор из предложенного ассортимента.

Как сделать своими руками

Имея навыки обращения с электрическим устройствами и умение работать паяльником, можно изготовить фонарь, работающий на солнечной энергии, своими руками.

Для этого понадобится:

• Солнечная батарея, лучше всего из поликристаллического кремния.
• Аккумулятор, наиболее подойдет литий-ионный.
• Светодиод или несколько светодиодов.
• Электронный блок управления, отвечающий за контроль заряда аккумулятора.
• Корпус светильника, или любой иной корпус, в котором будет собран фонарь.

Электронный блок управления может быть собран на основе отдельных электронных элементов (транзисторы и диоды), как показано на схеме, приведенной ниже, так и с использованием микросхем и иных устройств.

После того, как будет изготовлен электронный блок, собирается вся схема. Для удобства, можно приобрести универсальную плату типа DIY PCB размером 42х25мм, после чего все элементы помещаются в корпус и устанавливаются на место монтажа.

Где купить

Как уже было написано выше, абсолютное большинство товаров в данном сегменте светильников, выпускается в Китае, поэтому самый простой способ приобретения, это воспользоваться услугами интернет – магазинов.

На сайте компании, реализующей товар, можно ознакомиться с описанием устройства, его техническими характеристиками, а также посмотреть отзывы, как о товаре и производителе, так и о поставщике.

Кроме этого, можно воспользоваться услугами компаний, занимающихся продажей светотехнических товаров и оборудования. В этом случае появляется возможность получить консультацию специалиста, при выборе товара, узнать о достоинствах использования той, или иной модели, и ее недостатках.

В этом случае, даже при выборе аналогичной модели, как и на интернет ресурсах, стоимость изделия будет выше, но благодаря возможности вернуть или заменить некачественный товар, этот вариант приобретения, более надежный.

Плюсы и минусы

К достоинствам использования фонарей, оборудованных солнечными батареями, относятся:

1. Возможность выполнить автономную систему освещения территории.
2. Экологическая безопасность подобных устройств.
3. Снижение затрат на оплату счетов за потребленную электрическую энергию.
4. Простота монтажа и обслуживания устройств.
5. Продолжительные сроки эксплуатации.
6. Возможность использования при дизайнерском оформлении территории.

Недостатками считаются:

1. Сезонность использования.
2. Требования к освещенности на месте размещения.
3. Высокая стоимость.

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