Современное уличное освещение на солнечных батареях: условия работы и области применения

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.

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.

Можно ли оптимизировать солнечные панели для работы зимой?

Зимой оптимальный угол наклона к горизонту как солнечных батарей, так и солнечных коллекторов будет больше, из-за того, что Солнце зимой более низко над горизонтом. Для того, чтобы получать максимальное количество энергии и зимой, нужно менять угол наклона солнечных батарей или коллекторов. В нашем ассортименте есть специальные монтажные конструкции для солнечных батарей, которые позволяют менять угол наклона в пределах 15-30 или 30-60 градусов. Еще больше энергии можно получить при помощи трекеров, которые следят за ходом Солнца в течение дня. Однако, большинство систем установлены с фиксированным углом наклона (особенно это относится к солнечным коллекторам, т.к. у них сложнее менять угол наклона из-за трубопроводов). Значения углов наклона для максимальной выработки энергии в различные сезоны года и в среднем за год рассматривается в статьях  Угол наклона и направление и Натурные испытания оптимального угла установки СБ.

Влияние снега на работу солнечных батарей

Проблемы, которые может причинить снег солнечным батареям, обычно минимальны

Однако, нужно обратить внимание на следующие моменты, если в вашем регионе снежные зимы и у вас на крыше установлены солнечные батареи:. Чистка солнечных батарей от снега – при правильной установке занимает не больше времени, чем расчистка от снега дорожек

Чистка солнечных батарей от снега – при правильной установке занимает не больше времени, чем расчистка от снега дорожек

  1. Все солнечные панели рассчитаны выдерживать определенный вес, и снеговая нагрузка обычно гораздо меньше максимально допустимой. Все солнечные панели тестируются под давлением на производстве, чтобы быть уверенным в их сроке службе и качестве. Посмотрите на характеристики солнечной панели, обычно в спецификации указывается максимальный вес, который может выдержать солнечная панель.
  2. Если снег закрывает солнечные панели, они не могут производить электричество – но для решения этой проблемы достаточно почистить солнечную батарею специальным оборудованием. Солнечным панелям нужен солнечный свет, чтобы производить электроэнергию. В большинстве случаев солнечные панели устанавливаются под определенным углом, который обеспечивает естественный сход снега с солнечных панелей. Вы можете ускорить этот процесс при помощи ручной очистки снега специальными щетками, которые не повреждают и не царапают солнечные панели.
  3. Морозная солнечная погода повышает выработку энергии солнечными батареями.  Пока светит солнце на панели, они вырабатывают электроэнергию, зимой даже лучше, чем летом. Это значит, за 1 час солнечной погоды ваши солнечные панели зимой выработают больше энергии, чем за тот же час, но летом. Общее количество энергии, конечно же, будет меньше, потому что зимой день намного короче, чем летом, и солнечных дней меньше. 

Можно ли надеяться на солнечные батареи зимой?

К сожалению, солнечные батареи и коллекторы не смогут обеспечить вас достаточным количеством энергии в зимнее время. Но некоторые системы работают на удивление эффективно и зимой.

Не надо надеяться на то, что солнечные батареи или коллекторы обеспечат ваши потребности в горячей воде или отоплении, но они помогут существенно сэкономить вам на счетах за электричество. Настолько, что ваша система окупится менее, чем за 10 лет. А если вы не подключены к электросетям и используете генератор для получения электричества, то фотоэлектрическая система окупится за срок от нескольких месяцев до 2-3 лет в зависимости от стоимости топлива и ваших затрат на капитальный ремонт или замену топливного генератора.

Даже с учетом того, что зимой на большей части России приход солнечной радиации снижается, вложения в солнечную энергосистему продолжает оставаться доходным. Более того, есть регионы, где приход солнечной радиации зимой даже больше, чем летом (например, Дальний Восток). В любом случае, солнечные батареи позволяют экономить на платежах за электроэнергию круглый год. 

Эта статья прочитана 39839 раз(а)!

Лучшие наземные садовые светильники на солнечных батареях

Эффектно смотрятся во дворе наземные садовые светильники. Они применяются для подсвечивания дорожек, входных групп, садовых беседок. Специалисты отобрали несколько интересных изделий.

Novotech Solar 357413

Рейтинг: 4.9

Эффективным решением подсветки садово-парковой зоны будет установка венгерского светильника Novotech Solar 357413. Производитель внедрил 28 светодиодов, которые включаются по команде датчика движения. Он реагирует на расстояние 10 м под углом обнаружения 120 градусов. Рабочий диапазон температур составляет -20…+40ºС, мощности светового потока хватает для освещения участка площадью 5 кв. м. Степень защиты светильника соответствует требованиям IP54, эксперты отмечают двухлетнюю гарантию от производителя. Суммарная мощность устройства составляет 2,5 Вт. Модель становится победителем нашего обзора.

Российским потребителям прибор понравился за яркое свечение, наличие датчика движения и сенсорного выключателя, надежность. Минусом является высокая цена светильника.

  • яркое свечение;
  • оригинальная форма;
  • датчик движения;
  • 2-летняя гарантия.

высокая цена.

Globo Lighting Solar 33961-4

Рейтинг: 4.8

Австрийский наземный светильник Globo Lighting Solar 33961-4 завоевывает серебро нашего обзора. Модель отлично впишется в садово-парковую зону дома, которая оформлена в стиле модерн. Высота прибора составляет 70 мм, диаметр – 50 мм, для удобства монтажа есть специальные шипы. В комплекте идет 4 светильника и солнечные батареи с напряжением 3,2 В. Мощность одной светодиодной лампы составляет 0,06 Вт. В цилиндрическом корпусе из нержавейки вмонтирован прозрачный плафон из пластика. Примерная площадь освещения составляет 1 кв. м.

На тематических форумах светильник хвалят за доступную цену, качественные материалы, стильный внешний вид. Что касается недостатков, то не всегда хватает запаса емкости солнечной батареи для свечения в течение всей ночи.

  • доступная цена;
  • качественные материалы;
  • большая площадь освещения;
  • стильный дизайн.

небольшая емкость батареи.

Novotech Fuoco 357991

Рейтинг: 4.7

Больше всего похвалы в отзывах венгерский светильник заслужил от пользователей за оригинальный дизайн, демократичную цену, высокую степень пылевлагозащиты. Минусом изделия считается пластиковый корпус и скромный световой поток.

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.

Преимущества и недостатки солнечных фонарей

Как и у любого другого устройства, у уличных фонарей на солнечных батареях имеются свои плюсы и минусы, с которыми необходимо познакомиться каждому владельцу дачи прежде, чем приобрести их. Основными плюсами являются следующие параметры:

Хотя недостатков у фонариков, работающих на солнечных батареях не так много, как достоинств, однако, их также необходимо учитывать. Главным является зависимость от погоды. Количество аккумулируемой энергии зависит от активности солнца.

Поэтому в пасмурную погоду или зимнее время заряд таких фонарей может оказаться недостаточным, что потребует больше времени, чтобы можно было начать пользоваться ими.

Как выбрать подходящий фонарь на солнечной батарее

В магазинах можно встретить значительное количество уличных светильников, рассчитанных для массовой продажи. При этом они интересны для потенциального покупателя своей невысокой ценой. Однако всегда нужно помнить, что высокое качество подразумевает и соответствующую цену.

Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение продукции известного бренда, так как такие компании стремятся поддерживать свою репутацию, нежели производители, которые делают ставку не на потребительские свойства, а на объём выпуска.

Очень важно ещё в магазине убедиться в работоспособности изделия. Чаще всего в устройстве фонарей на солнечных батареях присутствует датчик света

Если свет уменьшится, то происходит автоматическое включение прибора.

Соответственно, они начинают включаться, если панель начинает снабжаться достаточным для зарядки количеством света. Проверить качество выбираемого фонаря можно следующим образом: для этого нужно прикрыть рукой панель, после чего можно сразу понять, в рабочем ли состоянии находится выбираемый вами светильник и какое освещение он обеспечивает.

Цена осветительных устройств

Рассматривая такую характеристику фонарей на солнечных батарейках, как стоимость, необходимо принять во внимание то, что цена формируется под влиянием нескольких факторов:

  • марка изделия;
  • тип фонаря, например, настенные, садовые, парковые;
  • мощность — в зависимости от задач, которые может решать фонарь, будет различаться и мощность и яркость света;
  • дополнительные аксессуары — модели светильников для дачи могут быть укомплектованы датчиком движения или элементами декора.

Если говорить в общем, то покупка самого простого уличного фонаря на солнечных батареях для сада обойдётся не менее, чем в 5 долларов. В этом случае подразумеваются в первую очередь пластиковые газонные лампочки, обеспечивающие лёгкую подсветку.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий