Внутреннее светодиодное освещение от солнечной батареи

Освещение от солнечных батарей

Солнечные батареи – это очень важный и полезный шаг в совершенствовании и развитии видов источников энергии, ведь благодаря им, теперь можно экономить, не используя электроэнергию, поскольку сегодня цены на нее становятся все выше и выше. Теперь обычные жители стараются делать возле своих домов и дач освещение на солнечных батареях, экономя при этом неплохие деньги. Но, у этой затеи есть как достоинства, так и недостатки, знать которые обязательно, чтобы не сталкиваться в дальнейшем с неожиданными проблемами. Итак, какие же плюсы и минусы скрываются под этим прекрасным изобретением?

Достоинства

У автономного освещения есть очень много плюсов, которые можно назвать весомыми аргументами для установки на даче или возле частного дома:

• Автономная работа, при которой светильники не нужно подключать к сети.
• Автоматическое включение и выключение встроенными датчиками.
• Не нуждаются в тщательном постоянно уходе. Нужно всего лишь время от времени очищать фотоэлементы и сам светильник от загрязнений.
• Долгий срок службы. Такой светильник может продержаться у вас очень долго (более 10 лет), если оно хорошего качества.
• Не приносят никакого вреда окружающей среде. Этот тип солнечного освещения работает от низкого напряжения и является совершенно безопасным, поэтому не может нанести никакого ущерба.
• По надобности можно легко убрать и поставить обратно, так как легко установить.
• Легкая установка, без каких било трудностей.
• Экономия энергии.

Недостатки

Как и у каждого устройства, у этого освещения есть и свои минусы, их изучить обязательно, чтобы знать, как и где можно его устанавливать:

• Не очень яркий свет от солнечных батарей из-за низкого напряжения. Вот именно поэтому устанавливать такой светильник, например, возле ворот, не желательно, потому что он может выключиться в неподходящий момент. Чтобы решить эту проблему можно приобрести комплект светильников для хорошего освещения.
• Разное количество рабочих часов. Такой светильник напрямую зависит от погоды, так как зарядка идет от солнца, поэтому, когда пасмурно, батареи «впитывают» очень мало энергии, которой иногда хватает всего на несколько часов.
• Стоимость. Даже самые простые модели стоят не очень дешево. Но если вы хотите качественное освещение, то вам придется хорошо потратиться на мощные светильники.
• Плохая переносимость слишком высоких перепадов температур. Солнечное освещение плохо переносит сильные морозы и жару, поэтому их нужно устанавливать в более уютных местах и на территории, где умеренный климат.

Такое освещение действительно очень хорошо помогает экономить, так как кроме электричества, есть и много других важных и нужных для дома затрат.

Сегодня чаще всего можно встретить садовое освещение на солнечных батареях, потому что это можно назвать главным элементом, украшающим сад. Ведь каждому хозяину хочется сделать небольшой фонарик возле уютной беседки или лавочки. Часто также освещают и садовые дорожки, что выглядит очень красиво.

Но, если для этих целей использовать электричество, то это будет невыгодно и очень дорого, да и к тому же проблемно в проведении такого освещения. Потому что для того чтобы светильник работал от сети, нужно провести кабель – снаружи прокладывать некрасиво и в первую очередь небезопасно, поэтому нужно портить сад чтобы сделать заземление. Помимо этого, идут дополнительные затраты на качественный кабель и огромные счета за электроэнергию. Эти все проблемы может решить автономное освещение на солнечных батареях.

Как устроен светильник на солнечной батарее и принцип работы

Светильники, предназначенные для улицы, могут быть самых разных форм в зависимости от модели и оформления. Способ установки у них тоже разный. Но, все они имеют один и тот же состав:

• Солнечная батарея или панель. Это главный элемент, который подает электроэнергию, перерабатывая солнечный свет. Местонахождение у него может быть самое разное, но установлено оно должно быть так, чтобы напрямую поступали лучи солнца.
• Аккумулятор. Это накопитель энергии, который запасает ее для дальнейшего использования в темное время суток.
• Блок освещения. Он состоит из корпуса, светодиодной лампы и плафона. Это то, что мы можем видеть снаружи.
• Датчик вкл/выкл. Он контролирует, когда нужно подавать энергию для освещения.
• Крепление для того чтобы можно было установить светильник.

Как уже понятен принцип работы: солнечная панель (или батарея) берет на себя лучи солнца и перерабатывает в электроэнергию, после чего подает в аккумулятор. После того как наступает темень (при освещенности 20 лк), срабатывает датчик и происходит подача энергии аккумулятором. Лампа начинает свою работу. Если в аккумуляторе достаточно энергии, то, как правило, лампа горит до утра (до освещения в 10 лк), после чего освещение автоматически отключается.

Какой светильник лучше выбрать?

Сегодня благодаря работе ученых у нас есть возможность приобрести любой осветительный прибор на свой вкус, который может пригодиться как для украшения и освещения сада, так и на улице для освещения дороги.

Существует очень много подвидов уличных фонарей, отталкиваясь от их способа установки:

• Фонарь с небольшой ножкой для сада. Его, как правило, устанавливают для освещения садовых дорожек или отдельных участков сада.
• Фонарь для установки на столбы. Такой фонарь устанавливают на проезжих дорогах или же возле крыльца дома, так как он охватывает большую территорию.
• Подвесные светильники. Такое освещение не очень сильное, поэтому его используют в большом количестве, развешивая на беседки или ветки деревьев. Предназначено больше для украшения сада.
• Светильник на фасад – устанавливают на стены дома с целью освещения отельного участка или просто как украшение на дом.
• Лампа для украшения участка. Такую лампу ставят для того чтобы подчеркнуть достоинства сада или просто украсить его.
• Фонарь с солнечной батареей. Его ставят, чтобы осветить дорожку возле дома. Является хорошей заменой электрическому фонарю.
• Высокие фонари. Они бывают самых разных форм и имеют огромное количество способов дизайнерского оформления.
• Солярные системы для украшения сада. Бывают самых разных видов и устанавливаются как в саду, так и на фасаде дома работая от солнечных батарей.

Вывод

Чтобы хорошо осветить территорию своего сада, нужно покупать не один комплект светильников, так как они не настолько мощные как обычный фонарь, работающий от сети. Поэтому, если вы хотите сэкономить на электроэнергии, стоит один раз купить несколько светильников с солнечными батареями.

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

Автономное освещение на солнечных батареях своими руками

В погоне за красотой участка собственники устанавливают на нем много осветительных приборов. Такое большое их количество негативно сказывается на семейном бюджете. Светильник на солнечной батарее призван подправить положение дел и снизить расходы на электроэнергию. Полезнее всего он зарекомендовал себя на придомовой территории, а вот для внутреннего освещения его почти не используют. В статье мы раскрываем особенности данного вида осветительных приборов и рассказываем, как сделать автономное освещение на участке своими руками.

Принцип работы и устройство

Итак, основные составные части светильника на солнечных батареях следующие:

• Солнечная панель. Эта панель состоит из фотогальванических ячеек, они и преобразуют солнечный свет в электрический ток. Эффективность этого элемента зависит от количества ячеек, их качества и прозрачности защитного покрытия. Именно эта часть светильника наиболее дорогая, однако технический прогресс постепенно удешевляет фоточувствительные панели. На некоторых приборах на панели находится защитная пленка, которую нужно удалить, иначе устройство не зарядится должным образом.
• Аккумулятор. Панель напрямую подключается к накопительной панели. Производится это при помощи специального диода, который проводит электричество только в сторону аккумулятора. Сейчас чаще всего используются NiMH -батареи, они хорошо реагируют на постоянные подзарядки и считаются экологически-чистыми.
• Светодиод. Свет, который производит светодиод, получается в результате прохождения электронов через специальный материал. Эти элементы не выделяют тепло, поэтому потребляют меньше электроэнергии и медленнее изнашиваются. Стандартный светодиод работает порядка 100 тысяч часов. Иногда производители усиливают свет, производимый элементом, добавляя к нему галогенную лампу, но можно обойтись и без этого.
• Электрическая схема. Эта часть отделяет хорошие светильники от плохих. Грамотно выстроенная схема позволяет прибору дольше работать и ярче светить.
• Корпус. Требования к корпусу прибора только два: он должен быть устойчивым к воздействию прямых солнечных лучей и к погодным условиям. Чаще всего фото-панель встроена в корпус, однако бывают и раздельные модели. В этом случае панель располагают в солнечном месте, а сам светильник там, где он принесет наибольшую пользу.

Светильники на солнечных батареях оснащены ручным выключателем, либо имеют фоторезистор, переключающий прибор из режима заряда в режим свечения, когда темнеет, и наоборот.

Качество перечисленных компонентов напрямую влияет на силу света, производимого прибором и длительность его работы.

Для корректного использования светильников, заряжающихся солнечной энергией, подробно изучите их конструкцию и принцип работы.

Принцип работы прост: днем происходит накапливание энергии посредством зарядки аккумулятора. Вечером он расходует свой заряд благодаря включению светодиодной лампы. Такие светильники могут освещаться датчиками движения.

Плюсы и минусы автономных светильников

Кратко выделим основные плюсы и минусы светильников, работающих на солнечных батареях.

Преимущества

• Осуществить установку таких фонарей достаточно просто. Для этого не требуется профессиональных знаний электрика, и вам не придется работать с проводкой.
• Такие светильники очень экономичны: чтобы осветить дачу достаточно от 3 до 5 ламп, мощность которых начинается от 50 Вт. Несложно подсчитать, какая экономия вас ждет с фонарями на солнечных батареях.
• Свет их мягок и не бьет в глаза в процессе приближения.
• Система работает на автомате: даже если вас нет на месте, светильники продолжают работу в темное время суток, что вероятно отпугнет возможных злоумышленников.
• Такое освещение не только экологически чистое, но и безопасное, ведь оно не требует проведения работ по заземлению.
• За светом на батареях легко ухаживать. Достаточно время от времени протирать устройство, снимая пыль и грязь.
• Этот тип освещения отличается долговечностью: вам придется менять систему не чаще одного раза в 15 лет.
• Степень защиты IP на высоком уровне, что делает светильники неуязвимыми при дожде и в результате других погодных изменений.

Недостатки

• Если собираетесь использовать такой тип светильников на даче, их будет недостаточно для полного освещения территории. Они работают не более 8 часов в день и то при условии, что весь день стояла солнечная погода.
• Устройства с повышенной мощностью достаточно дорого стоят, поэтому не все могут себе их позволить.
• Зарядка идет очень слабо, если стоит «нелетная» погода.
• При температуре ниже -20 градусов длительность работы светильников снижается.

Прибор обладает большим количеством, как преимуществ, так и недостатков, поэтому только вам решать окупится ли его использование.

Виды светильников на солнечных батареях

Не трудно понять, почему приборы на солнечных батареях сейчас столь популярны. Конечно, здорово, что такое освещение позволяет не платить за электричество, но для многих главным плюсом все же является возможность монтировать светильники, не прокладывая проводку. Все что нужно – вынуть прибор из коробки и установить его, например, около дорожки. На большинстве моделей присутствуют датчики темноты, так что вам даже о включении света не нужно думать – все происходит автоматически.

Данная технология развивается очень быстро. Светильники на солнечных батареях выглядят все более привлекательными, их свечение становится ярче, а время бесперебойной работы при этом увеличивается. Чтобы понять какой прибор подойдет именно вам, необходимо ознакомиться с ассортиментом и основными видами.

• Светильники на коротких подставках отличаются низкой ценой и простотой установки. Вы просто вдавливаете ножку в грунт и монтаж закончен.
• Подвесные фонари крепятся к потолку беседки, на ветки деревьев или на забор. Их можно использовать как предмет декора.
• Для подсветки забора зачастую используют светодиодные прожекторы, мощность которых приравнивается к лампе накаливания в 100 Ватт.
• Уличные фонари, установленные на ножку или столб. Используются на парковках, дворах с большой площадью или садах. Также применяются для освещения автомобильных дорог.
• Для подсветки фасада здания используют настенные солнечные светильники.

Большинство недостатков запросто нивелируется разнообразием осветительных приборов на солнечных батареях. Вы сможете без труда выбрать подходящий по цене, мощности и конструкции.

О назначении «солнечных» светильников

При покупке осветительных приборов для сада важно учесть, какую функцию они будут выполнять. Всего различают три группы освещения: декоративные, для дорожек и прожекторы.

Декоративные светильники

Декоративные лампы придают приятное освещение вашему участку. Они отмечают конкретное место, их цель вовсе не связана с максимальной освещенностью территории. Из-за слабого светового излучения срок службы декоративной подсветки значительно превышает аналоги на солнечных батареях. Достаточно частое явление, когда декоративное освещение работает несколько ночей подряд, зарядившись в один яркий солнечный день.

Зарядка приборов происходит полноценно даже в пасмурную погоду. Обычно эти светильники испускают не белый, а желтый свет, некоторые модели даже способны мерцать и создавать эффект пламени. Благодаря желтому цвету, потребление электричества у таких светильников снижено. Помимо эстетической функции декоративные автономные светильники используются и для освещения потенциально опасных мест. Это зона хранения инструментов, область с декоративными элементами ландшафта и так далее. Светильники-декорации являются самыми доступными, отличаются сравнительно низкой стоимостью.

Светильники для дорожек

Эти светильники освещают дороги и тропы на участке. Таких приборов, как правило, требуется несколько вдоль всей дорожки. Такой подход позволяет максимально обезопасить путь. Существует несколько способов крепления: их можно подвесить, воткнуть в землю или же просто поставить на поверхность. Свет в таких приборах всегда направлен вниз.

Большинство моделей светильников для дорожек оборудовано ручными переключателями. Таким образом экономится заряд, а приборы используются только при необходимости. Самые удобные светильники оборудованы датчиками движения, которые включаются автоматически при приближении объекта к дорожке. Этот тип фонарей дает освещение средней мощности и относится к средней ценовой категории.

Прожекторы

Эта разновидность автономных светильников сама мощная, поэтому подобные приборы стоят дорого. Важно понимать, что большая мощность не подразумевает отдачу света, аналогичного характеристикам прожектора в 100 ватт. Максимальная мощность автономного прожектора напоминает 40-ваттную лампу накаливания, и этого вполне достаточно.

Большинство приборов сконструировано таким образом, что их можно монтировать разными способами. Вы можете осветить прожекторами вход в дом, на участок или парковку. Как правило, именно эти лампы на солнечных батареях отличаются повышенной прочностью. Несомненно, все подобные светильники защищены от погодных условий и прямого солнечного света, но в данном случае уровень защиты гораздо выше. Особенности конструкции позволяют получить больше света при низких температурах.

Как сделать светильник на солнечной батарее своими руками

Чтобы сделать самый простой светильник на солнечной батарее своими руками, вам понадобится не так много средств и совсем немного времени. В таблице мы привели название нужных деталей и их примерную стоимость.

Транзистор IRF7832 или его аналог SI4336DY	≈ 0.5$
Солнечная батарея 5,5 В, 90 мА	≈ 2$
Аккумулятор	≈ 2$
Корпус	≈ 1$
Светодиод	≈ 0.4$
Разные сопутствующие материалы	≈ 1$
Корпус для аккумулятора	≈ 1$
Итого	≈ 8$

А как собрать из этих деталей декоративный осветительный прибор своими руками, смотрите в видео.

Важно! Светильник в зимнее время стоит держать в помещении.

Советы по размещению на участке

1. Чтобы прибор качественно заряжался в течение светового дня, фотоэлемент должен быть направлен на юг и иметь небольшой угол наклона (перпендикулярно положению солнца).
2. Важно проследить, чтобы на фотоэлемент не попадала тень от листвы, построек и так далее. Этот негативный фактор затруднит зарядку.
3. Не стоит располагать солнечную панель под каким-либо другим источником ночного света. Если прибор оборудован специальным реле, то светильник не будет корректно работать в темное время суток.
4. Прожекторы лучше устанавливать у крыльца, входа на участок и возле парковки.
5. Замечательно, если прибор оснащен датчиком движения.
6. Светильник на солнечных батареях может иметь раздельную конструкцию (фотоэлемент отдельно). Тогда сам фонарь разместите в зоне надобности, а солнечную батарею в максимально солнечном месте.

Как видите, светильник на солнечной батарее для внутреннего освещения участка может стать отличной заменой обычной подсветки. Самое интересное, что вы с легкостью организуете весь процесс самостоятельно: разработку схемы освещения и сам монтаж. На мастеров можно не тратиться дополнительно!

Полезное видео

Дополнительную информацию по данному вопросу вы сможете почерпнуть из видео ниже.

Источник