Столбы для освещения с солнечными батареями

Особенности фонарей на солнечных батареях

После захода солнца в неосвещенных местах городов порой находиться очень небезопасно и некомфортно. Повсюду поставить столбы и протянуть к ним электричество довольно накладно и не всегда возможно. Обычно освещение организуют только в центре, а на окраинах экономят. Поэтому было придумано экономичное решение ─ уличные фонари на солнечных батареях. Технологический уровень использования альтернативных источников энергии поднимается всё выше. Теперь его используют для освещения улиц. Такие автономные фонари появились уже во многих европейских городах. Их устанавливают на магистралях, улицах, в парках. Особенно они востребованы там, где есть трудности при подводе электричества. Помимо осветительной функции фонари на солнечных батареях часто применяют для декоративной подсветки зданий на улице.

Принцип действия

Современного человека уже не удивишь солнечными батареями. Многие из вас наверняка знают, как солнечная энергия может быть использована в хозяйственной деятельности. Самый распространённый способ использования солнечной энергии – это преобразование её в электрическую. На этом принципе и построены уличные фонари. В их конструкции предусмотрена небольшая солнечная батарея (размеры зависят от мощности светильника) и аккумулятор. Фотоэлектрические элементы в составе солнечных батарей вырабатывают электрический ток в дневное время под действием солнечного света. Выработанное электричество накапливается в аккумуляторе и в ночное время расходуется для работы уличного фонаря.

Уличный фонарь с солнечной батареей

• Солнечная батарея, преобразующая свет солнца в электричество;
• Управляющий блок;
• Аккумулятор для накопления электрической энергии в дневное время;
• Светильник для освещения.

Фонари на солнечных батареях можно встретить у многих на загородных участках. Однако они отличаются небольшой мощностью и солнечной батареей малой площади. Кроме того, у них аккумулятор небольшой ёмкости. Уличные фонари для городского освещения требуют большей мощности солнечной батареи.

Эксплуатация и эффективность уличных фонарей на солнечных батареях

На эффективность работы уличных фонарей с солнечными батареями сильно влияют погодные условия в том или ином регионе. Если световой день короткий, то аккумулятор зарядится не полностью. В результате его энергии не хватит для работы всю ночь. Кроме того, к сбоям в работе уличного фонаря могут привести отрицательные температуры.

То же самое можно сказать о продолжительной жаре, которая вызывает перегрев и поломку полупроводников. Если планируется устанавливать фонари в жарком климате, то в некоторых случаях стоит предусмотреть систему охлаждения. Есть и ещё один неприятный момент. Защитное стекло солнечной батареи на улице загрязняется, из-за чего снижается эффективность её работы.

Стандартный набор для освещения улиц включает в себя:

• Светодиодный светильник;
• Солнечную батарею;
• Контроллер зарядки аккумулятора, а также управления включением и выключением фонаря;
• Аккумулятор;
• Защитный блок (в нём размещён аккумулятор и контроллер);
• Набор креплений.

На рынке осветительных приборов есть множество различных исполнений уличных фонарей. Возможно дополнительное оснащение светильника системой управления световым потоком. То есть, устанавливается режим ожидания, в котором фонарь светит на 20─50 процентов от своей мощности. А когда срабатывает датчик движения, то светильник включается на полную мощность. В результате экономится энергия аккумулятора, и нет дискомфорта для прохожих и автомобилей. И также наблюдается тенденция по оснащению уличных светильников более мощными солнечными батареями. В результате образуется энергия сверх той, что требуется для зарядки аккумулятора. Она используется на обеспечение питания находящихся рядом объектов. Это позволяет повысить рентабельность таких систем.

Уличные светильники получают батареи большей мощности

В результате фигура пешехода видна водителям автомобилей издалека и можно заранее сбросить скорость. Кроме того, дополнительным сигналом о пешеходном переходе в темноте может быть светофор, который также функционирует системы с солнечными батареями. Он может мигать в темноте, как предупреждение о том, что здесь могут быть пешеходы.

При проектировке уличных фонарей на солнечных батареях по специальной методике просчитывается их число. Приоритетом при расчётах является максимальный световой поток. Важным фактором является высота столбов для монтажа ламп. Чересчур низкие или высокие фонари могут отрицательно сказаться на работе системы. Если они будут слишком низкие, то будут ослеплять прохожих. А если высокие, то освещения будет недостаточно.

Плюсы и минусы уличных фонарей на солнечных батареях

Плюсы

• Нет затрат на электроэнергию. Это ключевое преимущество таких уличных фонарей;
• Этот тип уличного освещения хорошо подходит в тех местах, где нет централизованной электросети;
• Светильники экологичны и легко утилизируются;
• При монтаже не нужно прокладывать линий электропередач и соответствующую инфраструктуру;
• Длительный срок службы. В этом плане самым слабым звеном является аккумулятор. Срок службы около десяти лет. Солнечная батарея прослужит примерно 30 лет, а фонарь на светодиодах около 27 лет.

Минусы

К минусам подобного освещения можно отнести:

• Эффективность работы зависит от климата. Солнечная батарея может улавливать рассеянный солнечный свет, но выработка электричества при этом снижается. Поэтому в регионах с небольшим количеством солнечных дней эффективность таких уличных фонарей будет небольшой;
• Требуется периодическое обслуживание. Нужно систематически чистить поверхность солнечных батарей от грязи. Пыль и пятна грязи снижают их производительность.

Примеры уличных фонарей

Давайте, рассмотрим несколько примеров уличных светильников, работающих от солнечных батарей. Указанные модели могут использоваться как в частных домах, так и на городских улицах.

Olym-LED OL-YDW-003

Яркость этой модели около 15 лм. Аккумулятор, который принимает энергия от солнечной батареи, имеет ёмкость 1000 мАч. Его номинальное напряжение 1,2 вольта. Тип не сообщается, но, скорее всего, это никель─кадмиевый аккумулятор. Защита от пыли и влаги соответствует требованиям стандарта IP65.

Solar 10623-HA

Эта модель имеет аккумулятор ёмкостью 1000 мАч с номиналом 1,2 вольта. Мощность солнечной батареи составляет 0,25 ватт. Solar 10623-HA удовлетворяет нормам стандарта IP 55 по защите от пыли и влаги. Примерная стоимость 500─700 рублей.

Jiahe

Эта модель защищена в соответствии с требованиями стандарта IP 65. Стоимость фонаря составляет 2,5─3 тысячи рублей. Солнечная батарея имеет мощность около 1 ватта.

Alishow W1068

Яркость этого стильного фонаря составляет 60 лм. Аккумулятор с номинальным напряжением 1,2 вольта имеет ёмкость 900 мАч. Модель имеет стандарт защиты IP 33. Стоимость 1,2─1,5 тысячи рублей.

Solar Lamp

Интересный светильник, который подойдёт для подсветки ограды, входной двери и т. п. Его яркость составляет около 400 лм. Аккумулятор имеет номинал 3,7 вольта и ёмкость 2000 мАч. Судя по всему, литиевого типа.

Источник

Уличное освещение на солнечных батареях

Для обеспечения достаточной видимости на открытой части прилежащей территории предприятий, частных домов и дач устанавливается наружное освещение. Несмотря на повсеместное внедрение мер, направленных на снижение затрат для обеспечения видимости на открытых территориях, расходы электричества все же составляют значительные суммы. Поэтому актуальным способом снижения расхода электрической энергии является уличное освещение на солнечных батареях. Такие установки все чаще приходят на замену классическим моделям, так как обладают рядом преимуществ в эксплуатации.

Плюсы и минусы

К преимуществам уличного освещения на солнечных батареях относят:

• Полная автономность – каждый уличный фонарь не зависит ни от исправности электрической сети, ни от состояния других осветительных элементов, устанавливаемых на участке;
• Мобильность — осветительные приборы на солнечных батареях не нуждаются в стационарном размещении, благодаря отсутствию питающих проводов их можно переносить с одного места на другое по желанию владельца.
• Простота монтажа – всю работу по установке и настройке можно выполнить своими руками без привлечения специалистов.
• Компактные размеры – позволяют быстро перемещать их в нужную точку, не требуют привлечения спецтехники для перевозки и доставки.
• Регулируемые параметры – обеспечивают возможность настройки времени и параметров включения и отключения уличных светильников в автоматическом режиме без участия человека.
• Высокая степень электробезопасности – за счет отсутствия питающих проводов и электрических соединений исключается угроза травмирования людей электротоком.

Также все устройства на солнечных батареях представлены в широком ассортименте, что позволяет использовать их в качестве декоративных элементов для обустройства дизайна участка.

К недостаткам наружного освещения на солнечных батареях относятся:

• Зависимость автономного освещения от внешних факторов – в пасмурную погоду и при выпадении осадков в значительной мере снижается интенсивность зарядки аккумулятора, из-за чего падает производительность.
• Длительность работы зависит от емкости аккумулятора, которая с течением времени уменьшается.
• Неустойчивость работы – яркость электрических ламп меняется от начала работы приборов освещения до момента отключения по мере разрядки источника электроэнергии.
• Под воздействием высокой и низкой температуры аккумуляторы дают сбой в работе.
• За счет мобильности некоторые приборы уличного освещения на солнечных батарейках могут демонтироваться злоумышленниками без лишних усилий.
• Требуют постоянного ухода – при засорении солнечных панелей или при выпадении значительного слоя осадков снижается производительность, из-за чего поверхность должна периодически очищаться.

Для устранения недостатков приборов освещения уже разработаны и внедряются различные меры: подключение мощных аккумуляторов, объединение всех приборов на солнечных батареях в единую систему, использование выделенных солнечных электростанций для питания и другие. Но такие действия, в свою очередь, значительно снижает мобильность и вносит свои коррективы в их работу.

Устройство светильника на солнечных батареях

Конструктивно приборы уличного освещения состоят из таких элементов:

• Корпус – может иметь различную форму, размеры и способ установки, оснащается кронштейном для подвешивания или опорной конструкцией для установки в грунт;
• Источник освещения – за счет малого расхода и неприхотливости в работе чаще всего устанавливаются светодиодные лампы;
• Плафон – включает в себя рассеиватель для направления светового потока и внешнюю крышку для предотвращения воздействия атмосферных факторов на сам светодиодный светильник;
• Аккумуляторная батарея – предназначена для накопления электрической энергии от солнечных лучей для последующего расхода на освещение в темное время суток;
• Солнечный модуль – используется для преобразования солнечной энергии в электрическую с целью ее дальнейшей передачи к потребителю;
• Датчик освещенности – реагирует на смену времени суток и включает или отключает питание светодиодных фонарей.

Если вам не нужна постоянная подсветка участка, существуют приборы на солнечных батареях со встроенным или работающие в комплексе с датчиком движения. Такие модели будут включать фонари только при возникновении движения в определенной зоне, а после выдержки установленного времени отключат свет.

Рис. 1: светильник с датчиком движения

Принцип действия

Любое устройство уличного освещения работает по такому принципу: Солнечные лучи, попадая на фотоэлементы генерируют выработку электрической энергии, которая через диод VD поступает на клемму аккумуляторной батареи и эмиттер транзистора, как показано на рисунке ниже.

Рис. 2: принципиальная схема уличного освещения на солнечных батареях

В светлое время суток датчик освещенности под воздействием естественного освещения выступает в роли токоограничивающего резистора, запирающего цепь питания светодиодной панели. С наступлением темноты фотоэлемент перестает генерировать электроэнергию, но за счет диода VD накопленная в емкости аккумулятора электроэнергия не растрачивается на обратный разряд.

Датчик освещенности перестает запирать цепь питания светодиодов, открывается транзистор и ток протекает по цепи аккумулятор – эмиттер и коллектор транзистора – светодиодная панель. С наступлением рассвета отключение цепи питания и включение цепи подзаряда происходить в обратной последовательности.

Это простейшая схема работы, на практике существуют приборы уличного освещения с более сложной автоматикой и логикой работы, а также устройства с инвертором для преобразования постоянного напряжения в переменное.

Выбор светильников на солнечных батареях

Из-за огромного разнообразия представленных на рынке светильников с солнечными батареями довольно просто потеряться при выборе нужной вам модели. Поэтому мы рассмотрим наиболее актуальные критерии выбора, на которые стоит обратить внимание, чтобы купленное оборудование удовлетворяло ваши ожидания.

Мощность

Определяет интенсивность освещения территории и пространства, но с учетом конструктивных особенностей источника. Как уже говорилось, наиболее эффективными являются светодиодные лампы за счет идеального соотношения вырабатываемого светового потока к расходуемой мощности. Поэтому обращайте внимание не только на мощность, но и на уровень освещенности, так как слабые модели предназначены для подсветки дорожек, а наиболее мощные для общего освещения прилежащих территорий и загородных участков. Если вы собираетесь использовать лампы накаливания или люминесцентные, стоит учитывать соотношение мощности и светового потока между ними.

Таблица: соответствие мощности в Вт для разных типов ламп

Светодиодные	Люминесцентные	Накаливания
1	3	15
3	7	35
5	11	50
7	15	70
9	19	90
12	25	120
15	31	150
18	36	180

Класс защиты

Данный параметр определяет устойчивость прибора освещения к воздействию внешних факторов. В паспортных данных он обозначается как аббревиатура IP с двумя цифрами, первая из которых обозначает степень защищенности от мелких пылинок и мусора, а вторая указывает герметичность светильника и устойчивость к проникновению влаги. Оптимальным вариантом считаются устройства уличного освещения с классом защиты от IP44 и выше. Конкретный параметр лучше подбирать в соответствии с климатическими особенностями местности, в которой будет устанавливаться фонарь на солнечных батареях.

Материал корпуса

Корпус может изготавливаться из металла, дерева, полимера и стекла. В зависимости от модели, существуют как изделия из одного материала, так и комбинированные. Выбирая конкретный аппарат освещения на солнечных батареях, лучше исходить из практичности модели – материал корпуса для уличных или садовых фонарей обязательно должен быть прочным и устойчивым к механическим воздействиям. Если это декоративные модели, расположение которых существенно ограничивает к ним доступ, можно устанавливать светильники со стеклянным плафоном.

Вид и способ монтажа

По виду и способу монтажа светильники уличного освещения подразделяются на такие категории:

• Грунтовые – используются для освещения дорожек, декоративной подсветки, ориентиров. Особенностью таких моделей является погружной штык, который заглубляется в грунт, позволяя зафиксировать устройство. Отличаются длиной ножки и высотой расположения плафона. Рис. 3: грунтовый светильник
• Настенный светильник — применяется как для декоративной подсветки, так и для освещения придомовой зоны. Сложность установки заключается в грамотном выборе положения по отношению к сторонам света, чтобы солнечная батарея максимально продолжительно находилась на свету. Рис. 4: настенный светильник
• Подвесные – могут располагаться на любых конструктивных элементах хоть с жесткой фиксацией (балки, кронштейны и т.д.), хоть с гибкой (тросы, растяжки и прочие). Рис. 5: подвесной светильник
• Встраиваемые — образуют единую конструкцию с какими-либо элементами постройки или дизайна (ступеньки, столбы, садовые дорожки и т.д.) Рис. 6: встраиваемый светильник

ТОП -10 лучших светильников на фотоэлементах

• URANUS – оснащается регулируемым кронштейном, пультом управления;
• Beetle – модель среденй мощности с высокой степенью защиты;
• Garden ball – грунтовая модель;
• Eglo 48496 SOLAR – маломощный прибор освещения с корпусом из нержавейки;
• Eglo 98187 PALIZZI – модель с выносной солнечной батареей;
• Lutec Diso 6906702335 — с датчиком движения и оригинальным дизайном;
• Lutec Bread 6901501000 – с датчиком движения;
• Globo 33371 SOLAR, Globo 33014 SOLAR, Eglo 47856 – яркие представители декорированные под сказочных персонажей.

Места использования

В зависимости от места размещения и выполняемых задач устройства уличного освещения подразделяются на такие категории:

• парковые фонари – обеспечивают светом большие территории, имеют высокую ножку с подставкой внизу.
• уличные фонари – предназначены для освещения улиц, подвешиваются или монтируются на столбы и опоры, конструктивные элементы зданий и т.д.
• для подсветки беседок, террас, веранд и других полуоткрытых построек, расположенных на улице.
• садовые фонарики для освещения дорожек – являются не только указателями тротуара, но и создают достаточную видимость, чтобы ориентироваться на них в темноте.
• декоративные – предназначены для украшения придомовых и садовых участков.

Фото идеи

Среди существующих моделей приборов освещения на солнечных батареях многие из них широко применяются для оформления индивидуального дизайна территории и создания атмосферы уюта на участке. Здесь мы рассмотрим несколько наиболее интересных идей для установки фонарей уличного освещения.

Рис. 7: фото идея для выделения клумбы Рис. 8: Освещение двора Рис. 9: Освещение дорожки встроенными светильниками Рис. 10: Подсветка тротуара Рис. 11: Оформление парковки Рис. 12: Освещение сада Рис. 13. Освещение тротуара

Источник