Искусственное освещение для солнечных панелей

Вопрос-ответ

В данном разделе постараемся давать ответы на наиболее популярные вопросы потенциальных покупателей и просто людей интересующихся. Разумеется, полностью все охватить здесь невозможно, и если Вы не нашли ответа на интересующий Ваш вопрос, то Вы можете задать нам его — для этого просто свяжитесь с нами или отправьте его через форму обратной связи в конце этой страницы.

В: Как работают солнечные батареи в пасмурную погоду и при отсутствии прямого солнечного света?
О: Самое первое, что необходимо понять для себя — это то, что для работы солнечным батареям не обязателен прямой солнечный свет, главное наличие дневного света как такового, в т.ч. это может быть рассеянный свет при затянутом тучами небе. Естественно, вырабатываемое количество энергии в зависимости от плотности туч и облаков снижается. Если это легкие летние облака, частично или периодически закрывающие солнце, выработка может снизиться примерно в 2-5 раз. Если это совершенно «глухая» пасмурность, например, осеннее небо средней полосы России, то падение может составлять и до 10-20 раз. Если небо совершенно «черное» и идет дождь, то количество вырабатываемой энергии крайне мало и им практически можно пренебречь.

В: Бывают ли солнечные батареи, работающие ночью при луне или от искусственных источников освещения (от лампы/прожектора)?
О: Если кратко, то нет — это все домыслы из области фантастики. Иллюстрируется это очень просто — например, если посмотреть показания люксметра (прибор для измерения освещенности) вечером при искусственном освещении в помещении, то увидим цифры порядка 300-400 Люкс (такие нормы должны соблюдаться по СНиП, хотя зачастую показатели бывают гораздо худшими). Если же тем же люксметром произвести измерения на улице, на солнечном свету — то показания могут составлять несколько сотен тысяч Люкс (приборы с диапазоном до 100.000 Люкс просто зашкаливает). Про луну и говорить нечего — для ориентировки, нормы для искуственного вечернего/ночного уличного освещения составляют 5-30 Люкс. Как вы можете видеть, разница составляет не один порядок и ответ становится очевиден. Можно привести другой пример — если вы осветите солнечный модуль ярким источником света, например, автомобильными фарами, то да, будет вырабатываться небольшое количество энергии (максимум считанные ватты), но оно совершенно несопоставимо с затрачиваемым количеством энергии (типовая мощность одной лампы в автомобильной фаре — 55 Вт). Как бы мы того не хотели, но вечных двигателей в природе не существует.

В: Могут ли солнечные батареи иметь выработку больше номинальной мощности? И наоборот, когда их выработка будет минимальной?
О: Да, превышение номинала бывает, когда солнечные батареи работают на прямом солнечном свету при отрицательной температуре (зимой), если, конечно, их поверхность очищена от грязи и снега и они установлены под «крутым» углом и их положение близко в перпендикулярному по отношению к падающим солнечным лучам. Это отнюдь не означает, что зимой солнечные батареи вырабатывают больше энергии, т.к. количество солнечных часов в зимние месяцы (особенно в декабрь и январь) очень мало по сравнению с летними месяцами. Таким образом, средемесячная выработка в самые худшие зимние месяцы, в зависимости от угла наклона солнечных панелей, может сократиться по сравнению с летними месяцами от 5 до 15 раз. Таковы реалии городов и регионов средней полосы России, примерно находящихся на широте Москва — Нижний Новгород — Казань — Чебоксары — Екатеринбург. Для южных областей России диспропорция не так велика благодаря более мягкой зиме и более высокой среднегодовой температуре, что, в свою очередь, обусловлено более близким расположением к экватору — число солнечных дней в году здесь может быть больше вплоть до 2-2,5 раз.

В: Какова максимальная мощность и размер/вес солнечной батареи?
О: По состоянию на 2017 год, максимальная мощность кристаллических солнечных батарей из массовых моделей, продаваемых на российском рынке, составляет 340 Вт. Размер солнечных модулей максимальной мощности 1х2 метра, площадь соответственно 2 кв.м. Вес самых мощных солнечных батарей 300-340 Вт — 22-25 кг. Для сравнения, солнечная панель мощностью 100 Вт имеет размер 100х66 см и вес около 9 кг. Что касается модулей на основе аморфной технологии, то практически все они имеют размер 110х130 см, вес порядка 25 кг и мощность, в большинстве случаев, 110-130 Вт. И для всех типов модулей, само собой, для увеличения мощности Вы можете объединять в систему сколько угодно солнечных батарей.

В: Что лучше — поликристаллические или монокристаллические солнечные батареи?
О: Вы можете найти много информации по данному вопросу, и чем больше прочтете, тем больше запутаетесь. Не мудрствуя лукаво, скажем, что разница в среднегодовой выработке энергии между солнечными батареями одинаковой мощности двух этих типов составляет не более 5%, притом в различных случаях, например, в зависимости от производителя, преимущество может быть и у того, и у другого типа. Но с учетом того, что поликристаллические модули дешевле, их приобретают чаще. Наша рекомендация — если Вы планируете получать большую часть электроэнергии в «летний» сезон, когда много солнца — монокристалл покажет себя эффективнее, если у Вас круглогодичное использование и не самый солнечный климат (как, например, в средней полосе России), то берите поликристалл, еще и сэкономите.

В: У меня дом площадью 50 (100, 200. ) кв.м. Пожалуйста, рассчитайте мне комплект солнечных батарей.
О: Солнечные системы по жилплощади не считаются. Необходимая мощность солнечных батарей рассчитывается исходя из параметров Вашей нагрузки (потребляемая мощность имеющихся электроприборов) и режима их работы. Конечно же, бывают так называемые «готовые комплекты», но в большинстве случаев — это зло, всегда просите сделать для Вас индивидуальный расчет.

В: Я подумываю использовать солнечные батареи для отопления. Отопление у меня электрическое. Что посоветуете?
О: Посоветуем не задумываться об использовании солнечных батарей в целях электрического отопления — это очень дорого и экономически совершенно нецелесообразно. Способ отопления в холодное время года с солнечными батареями должен быть другой — с помощью газа, твердотопливных котлов и т.д. Снабжать электроэнергией от солнечных батарей всю остальную нагрузку в Вашем доме — да, это можно, но только не электрическое отопление.

В: Как быстро окупаются солнечные батареи?
О: Этот вопрос совсем неоднозначен и не имеет очевидного ответа. Перечислим несколько причин, которые прямо влияют на окупаемость:
— в различных регионах своя стоимость электроэнергии за кВт*ч;
— размер ежегодного роста тарифа на электроэнергию;
— в любой солнечной системе, кроме собственно солнечных батарей, присутствуют элементы силовой электроники (инвертор того или иного типа), а также в подавляющем большинстве случаев контроллер заряда (иногда несколько) и аккумуляторы;
— используете ли Вы их круглый год или только в «летний» сезон, а также следите ли за чистотой поверхности (очистка от снега после сильных снегопадов, изредка от пыли/грязи/птичьего помета и т.п.).
Обобщая, можно сказать, что срок опупаемости солнечных систем составляет, как правило, не менее 10 лет. Это не касается сравнения с электроснабжением от топливных генераторов — в таком случае солнечные батареи окупаются гораздо быстрее, за 2-3 сезона, а зачастую и меньше.

В: Могу ли я заряжать аккумулятор напрямую от солнечной батареи, без контроллера заряда?
О: Можете — на свой страх и риск — но ничего хорошего из этого не выйдет. Аккумулятор долго не проживет, а то и того гляди, вовсе выйдет из строя или взорвется. В комплектуемых нами системах контроллер заряда всегда присутствует. Бывают, конечно, случаи, когда нагрузку питают напрямую от солнечной батареи, например, некоторые низковольтные циркуляционные насосы или ленту светодиодную «через резистор», но надо иметь в виду — как будет солнышко светить, так будет и нагрузка работать.

В: Я хочу на дачу газонокосилку купить электрическую и чтобы она питалась от солнечной батареи. То есть, я допустим хожу, стригу газон с газонокосилкой, на которой размещена солнечная батарея, и она ее полностью снабжает электричеством.
О: Мощность газонокосилки, в среднем, 1-1,5 квт, и чтобы обеспечить ее работу в солнечную погоду, понадобится не менее 10 кв. м. солнечных панелей. Разумеется, о мобильности такой установки и речи не идет. Кроме того, солнечные модули выдают постоянный ток. Газонокосилку с таким питанием Вы, наиболее вероятно, попросту не найдете. Запросы такого рода совершенно не соответствуют специфике применения солнечных батарей.

Источник

Варианты уличного освещения на солнечных батареях

Для освещения придомовой территории или входа в подъезд традиционно применяются уличные светильники с лампами накаливания на 220 В. Но время не стоит на месте и теперь есть возможность организовать автономное уличное освещение на солнечных батареях. Такие инновации дают возможность не просто улучшить качество света в вечернее и ночное время, а и создать дополнительный дизайн на своем участке сада, в местах въездных ворот и на месте стоянки автотранспорта.

Зачем ставить светильники на фотоэлементах

Осветительные приборы на солнечных батареях имеют свои преимущества и отличаются от традиционных источников света:

1. Автономностью. Отпадает необходимость подключения к электросетям с традиционными проводами, щитками управления, предохранителями.
2. Энергонезависимостью. Когда бы не отключили подачу электроэнергии, ваш участок будет всегда освещен, а счета за потребление электроэнергии увеличиваться не будут.
3. Абсолютная автоматизация. Все источники света оснащены солнечными панелями и способны заряжаться, включаться и выключаться без присутствия человека.
4. Простой монтаж. Нет необходимости вызывать специалистов-электриков. Всю работу по размещению, установке, подключению владелец может сделать своими руками с минимумом затраченной энергии и сил. Если место размещения светильника по какой-либо причине вас не устраивает — его всегда можно без труда переместить на другое место.
5. Просты в обслуживании. Не требуют специальных знаний, чтобы поддерживать светильники в рабочем состоянии.

Все затраты на оборудование происходят на начальном этапе. Разница в стоимости качественных электрических светильников и уличное освещение на солнечных батареях не сильно видна. Всю разницу можно заметить лишь в процессе эксплуатации. В дальнейшем солнечное оборудование обязательно окупится и будет давать чистую прибыль, в то время как за стационарное электрическое освещение необходимо каждый месяц оплачивать счета от поставщиков электричества.

Принцип действия

Основной элемент в таких уличных светильниках — фотоэлементы, собранные в единую солнечную панель. Когда фотопанель ярко освещена солнцем, она начинает вырабатывать электрический ток. В принципе уже сейчас светильник начнет работать. Но зачем он будет работать днем? Поэтому схема дополняется аккумулятором.

Днем встроенный датчик освещённости перенаправляет энергию через диод на аккумуляторную батарею. Диод как бы запирает аккумулятор и не дает ему возможности работать в дневное время суток.

С наступлением темноты все тот же датчик освещенности уже не будет перекрывать питание светодиодов и открывает транзистор VD. Цепочка: аккумуляторная батарея → эммитер →коллектор транзистора → светодиодная панель начинает работать.

С рассветом, как только первые лучи солнца попадают на датчик освещенности, происходит отключение цепи питания осветителя и включается цепь подзарядки аккумулятора.

Конечно это упрощенное описание принципа работы уличных осветительных приборов на солнечных батареях. Промышленные образцы для освещения с применением фотопанелей, оборудованы сложной системой автоматики. А аккумуляторы дополнены инверторами, которые конвертируют постоянное напряжение от солнечных батарей в переменное для включения осветительных приборов.

От того насколько ярко работают уличные светильники зависит и продолжительность их работы. Когда наступает момент разрядки аккумулятора, система сама автоматически отключит питание светильника. Особенно это актуально в зимний период, когда светильникам просто не хватает светового дня для подзарядки аккумуляторов.

Естественно время включения уличных фонарей зависит от времени года. В зимний период они включаются ближе к 18-00 вечера, а летом в 2100–2200 часов вечера.

Еще один важный момент — сами фотоэлементы.

Как правило, в продаже можно встретить фотопанели, изготовленные на основе монокристаллического кремния. Они показали лучшие параметры по надежности и долговечности, чем экземпляры на поликристаллических фотоэлементах.

Комплектация солнечных батарей

Несмотря на кажущуюся простоту и элегантность солнечные приборы для освещения — довольно сложное оборудование, которое складывается из:

1. Корпуса. Конфигурация и материал, из которого он изготовлен, может быть различен — от металла до дерева. Также сильно отличается способ монтажа — от настенного и подвесного до специальных опор для установки на грунт.
2. Источник света. Как правило, в качестве источника света применяются лампы на светодиодах;
3. Плафон. Обязательный элемент. Выполняет две функции. Это и защита лампы, и рассеиватель света лампы.
4. Аккумуляторная батарея. Непременная составляющая схемы питания уличного светильника. В вечернее и ночное время он отдает накопленную за световой день электроэнергию светильнику.
5. Солнечный модуль. Нужен как преобразователь энергии солнца в электрическую.
6. Датчик света. Реагирует на изменение смены дня и ночи, что позволяет уличному светильнику включаться и отключаться автоматически.

Кроме того, в работе светильника принимают участие стабилизаторы, диоды, катушки индуктивности. Все они работают над тем, чтобы обеспечить нужные параметры для бесперебойной работы всего уличного освещения.

Если нет необходимости в постоянной службе светильника в ночное время, схему регулирования допускается дополнить датчиком движения. Таким образом, уличный фонарь будет включаться именно тогда, когда в его зоне появится человек.

Разновидности

Разновидностей уличных светильников, получающих питание от солнечных батарей, очень много. Среди них можно выделить основные конструкции:

При выборе типа светильника важно учесть, помимо технических характеристик самих приборов, климатические условия той местности, где они будут использоваться.

Надо помнить, что автономное освещение на солнечных батареях не может обойтись без аккумуляторов. В тех регионах, где вполне возможны сильные морозы, необходимо на этот период или демонтировать светильники до весны, или обеспечить их работу таким образом, чтобы работа накопительных элементов была защищена от влияния низких температур.

Во всем остальном, такое освещение можно применить в любой точке дачного участка и загородных домов. Мало того, сами световые элементы могут быть прекрасным дополнением к оформлению ландшафта.

Конечно, нужно всегда помнить, что эти источники света используют энергию солнца. Значит, их нужно размещать таким образом, чтобы на них попадало как можно больше солнечного света. Если хотя бы 12 часов в сутки солнечные элементы будут непосредственно под солнечными лучами, надежная работа фонарей будет обеспечена.

И тогда, в принципе, любая модификация уличного прибора для освещения станет полезной и функциональной.

Основные критерии выбора

Внешнее оборудование и сами осветительные приборы от солнечных батарей можно разделить на два вида:

• светильники для сада и придомовых территории, которые в основном служат для декоративного оформления и освещают своим светом небольшой участок площади вокруг себя;
• уличные светодиодные светильники, которые в первую очередь нужны для максимально лучшего освещения всей придомовой территории. И лишь потом они могут применяться как ландшафтная подсветка.

Внешне они довольно сильно схожи, но задачи, которые они выполняют абсолютно разные.

Для уличного освещения нужны более надежные и мощные осветительные приборы.

А вот теперь мы вышли этап затрат.

Для частных дачных участков использовались недорогие модели осветительных приборов с питанием от дешевых аккумуляторов. Они довольно быстро вырабатывали свой ресурс.

Для уличного освещения на столбах требуется другой подход. Требуются более мощные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые способны проработать длительное время. Нужны и другие лампочки. Светодиодные лампы имеют срок 30–60 тысяч часов.

На долговечности всего комплекса уличных светильников сказываются и качество самих солнечные панелей, у которых должна быть защита от механических повреждений с большим сроком эксплуатации.

Если создать мощный (10–15 Вт) светильник с датчиком движения, этого вполне хватит для комфортного освещения пространства вокруг дома.

И только в этом случае вы получаете возможность получить наиболее качественное освещение всей придомовой территории.

Покупаем светильник на солнечных батареях

На современном рынке выбор светильников для работы на придомовой территории довольно велик. Не трудно и растеряться от такого разнообразия.

Мы подскажем, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Мощность

От того насколько мощным будет источник света зависит и площадь освещаемого пространства. Современные реалии таковы, что покупатель уже знает преимущества светодиодных ламп. Для моделей, которые будут использоваться для подсветки дорог или художественного оформления сада мощные модели не нужны.

Для того чтобы лучше ориентироваться людям на машинах на территории загородных участков есть более мощные модели.

Чтобы облегчить ориентирование среди всего многообразия лампочек мы собрали в одну таблицу все лампочки:

• светодиодные;
• люминесцентные;
• лампы накаливания.

И сгруппировали их по мощности:

Класс защиты

Так как предполагается, что наши светильники будут использоваться на улице, то параметр “Класс защиты” показывает насколько наш светильник защищён от воздействий внешней среды.

Нам важна характеристика прибора по классу IP.

Из таблицы хорошо видно, что для уличных светильников оптимальным будет класс защиты IP44, но можно и выше, а стоить будет дороже.

Но таблица только помогает подобрать нужный прибор с нужным классом защиты. А, вообще говоря, нужно сначала ориентироваться на климатические особенности местности, где этот фонарь будет установлен.

Материал корпуса

Вот тут трудно давать советы. Нет, конечно, чтобы наружное освещение больших территорий служило долго, нужнее прочные и долговечные материалы.

А если это декоративные светильники, то их корпус может быть изготовлен из чего угодно — металл, пластик, стекло да даже дерево. Тут важнее сами солнечные батареи. Они должны быть качественными.

Виды светильников и способы установки

Как уже говорилось, разнообразие светильником большое.

По виду и способу монтажа они разделяются на:

1. Грунтовые — в основном используются для оформления садовых тропинок, подсветки, как элемент декорации или ориентир. Длину и высоту ножек можно подобрать по своему вкусу.
2. Настенные — очень выгодно выделяют участок стены. Может применяться и как элемент подсветки придомовой зоны.
3. Подвесные — можно подвесить в любом месте придомовой территории. Монтировать либо на цепях, или на тросе и тому подобное.
4. Встраиваемые — углубляются в элемент конструкции. Служат как подсветка садовых дорожек или мест парковки.

Плюсы и минусы

Основные достоинства приборов на солнечных элементах для освещения уличного пространства это:

• Абсолютная автономность — любой источник света обладает собственной электростанцией — солнечными батареями;
• Мобильность — так как приборы освещения могут служить и в качестве украшения придомовой территории, их легко можно было убрать и перенести на другое место;
• Возможность самостоятельных монтажных работ — весь комплекс работ по установке и подключению осветительных приборов можно выполнить самостоятельно без помощи профессиональных электриков.
• Небольшие размеры — отпадает потребность в наличии спецтехники для перевозки оборудования;
• Простота настройки — время включения и отключения светильников производится в автоматическом режиме;
• Электробезопасность — все элементы, обеспечивающие работу, могут быть помещены в одном корпусе со светильником, что исключает поражение человека электрическим током;
• Возможность использования таких светильников как элемент декора придомовой зоны.

Но есть и минусы:

• На эффективную работу светильников очень сильно влияют такие внешние факторы как погода. В пасмурные дни сильно снижается эффективность подзарядки внешних накопителей электричества;
• Продолжительность работы в большей мере зависит от качества и емкости аккумуляторов. А сами накопители с течением времени теряют свою емкость и выходят из строя;
• Зависимость от температуры окружающего воздуха. При минусовых значениях температуры окружающего воздуха длительная работа аккумулятора невозможна;
• За счет своей мобильности небольшие светильники могут украсть злоумышленники;
• Необходимость поддерживать приборы освещения и солнечную панель в чистоте. Грязь и пыль очень сильно снижают эффективность работы.

Заключение

Уличное освещение от солнечных батарей — новые инновационные технологии. Кроме того, это дополнительный элемент дизайна придомовой территории, но используют они энергию солнца. А это еще и выгодно. Может сами светильники, кому-то покажутся и дорогим приобретением, но как мы уже говорили, это разовое вложение денег. Со временем оно окупится и пользоваться светом можно будет бесплатно.

Видео по теме

Источник