Уличное освещение на солнечных батареях

Разнообразие светильников на солнечных батареях: типы, виды, особенности

Дизайн светильников на солнечных панелях зависит в основном от их назначения и/или сферы применения. Но в любом случае, какими бы притязательными не были потребительские запросы, сегодня они могут быть полностью удовлетворены благодаря широкому спектру вариантов исполнения и дополнительного оснащения. Судите сами:

газонные (садовые, дачные) – используются для декорирования лужаек, редких кустарников, цветников, живых изгородей, садовых композиций наподобие альпийских горок, тропинок и дорожек. Выполнены, как правило, в виде боллардов – светильников на колышках, которые идеальны для освещения небольших по площади участков;
парковые (городские, уличные) – оснащаются мощными солнечными панелями и высокоемкостными аккумуляторами, способными заряжаться даже зимой и в пасмурную погоду. К числу других преимуществ можно отнести повышенную влагозащиту, богатую вариативность дизайнерского исполнения мачты, наличие датчиков освещенности и способность работать бесперебойно до 12-15 часов;
настенные (фасадные, экстерьерные) – ночные фонарики, напоминающие бра. Монтаж осуществляется накладным способом (как по выступающей методике, так и по встроенной). Крепятся такие светильники в основном на стены, арки, лестницы или любые другие вертикальные поверхности, будь то забор, беседка или козырек над дверным проемом;
декоративные – здесь может быть несколько вариантов исполнения в зависимости от целевого назначения. Фонари-скульптуры обычно выпускаются в виде зверушек, традиционных садовых фигурок или популярных персонажей. Используются для украшения террас, садиков, детских площадок, игровых городков. Незаменимый элемент при необходимости создания особенного антуража – сказочного, экзотического, фантастического. Фонтанные светильники характеризуются 100-процентной водонепроницаемостью, что позволяет их использовать в качестве плавающей подсветки в фонтанах, закрытых бассейнах, а также в водоемах и прудиках, расположенных в частных усадьбах. Подводные фонари (низковольтные) дают поистине потрясающий эффект из-за специфичного преломления света в толще воды, поэтому такая подсветка чаще используется в крупных аквариумах, водопадах, водных аттракционах.

Выбор уличного освещения для дачи Светильники на солнечных панелях могут отличаться и по конструкционным особенностям, и по методике крепления, и по подаче светового потока. Все это тоже варьируются в зависимости от типа светильника и его назначения. Так, в частности, прибор может быть выполнен с подвижной лампой, которую легко направить в нужную вам сторону – роль кронштейна здесь обычно выполняет шарнир. Светильник-прожектор может крепиться как на штативе, так и на специальных подвесах, что делает обстановку освещаемого участка особенно интересной и оригинальной.

У точечных светильников, как правило, маломощная батарея и компактные размеры, позволяющие организовать неброскую подсветку мелких архитектурных композиций или значимых экстерьерных элементов. Напольные модели чаще устанавливаются либо непосредственно в грунт, либо крепятся к твердой горизонтальной поверхности специальной крепежной системой – например, кронштейнами с «крылышками».

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.

Выбор фонарей для уличного освещения

Количество осветительных приборов автономного действия на прилавках магазинов нередко ставит в тупик. Солнечные лампы, предлагающиеся пользователям, имеют различные параметры, размеры, уровень мощности и прочие особенности. Выбрать оптимальный вариант довольно сложно, тем более, что в продаже немало изделий из стран Юго-Восточной Азии, полагаться на качество и соответствие заявленным характеристикам которых рискованно

Рассмотрим наиболее важные показатели, на которые следует обращать внимание в первую очередь:

Мощность

Значение мощности светильника в значительной степени зависит от его конструкции. Большинство пользователей неплохо ориентируется в параметрах ламп накаливания, но наиболее эффективные светодиодные конструкции имеют совсем другие показатели.

Если появляются сомнения, следует уточнить степень яркости у продавца.

Класс защиты и материал корпуса

Светильники на солнечных батареях для дачи, участка частного дома или коттеджа, других мест установки, имеют одну общую особенность — они работают в условиях улицы. Для того, чтобы обеспечить должную работоспособность и долговечность, светильник должен быть защищен от внешних воздействий. Необходимо выбирать фонари в прочных и герметичных корпусах из надежного и стойкого материала. Оптимальный вариант — алюминий или ударопрочный пластик.

Вид и способ монтажа

Способ монтажа светильника определяет его возможности — площадь освещения, степень приема солнечных лучей и т.п. Существуют разные варианты:

Грунтовый монтаж. Как правило, это уличные светильники для загородного дома на солнечных батареях, которые устанавливаются вдоль дорожек, возле лестниц, входов или иных местах, требующих подсветки. Для установки чаще всего используется штырь, прикрепленный к стойке фонаря, который просто втыкают в почву.
Настенный монтаж. Установка на вертикальные поверхности, стены, деревья, заборы и т.п.
Подвесные модели. Вариантов установки масса, любые балки, сучья, горизонтальные перекладины.
Встраиваемые конструкции. Они устанавливаются так, чтобы плоский плафон составлял единую плоскость с опорной конструкцией. Применяются для освещения ступенек, парапетов, опор столбов и т.д.
Декоративные светильники. Украшают и оформляют ландшафт участка.

Оптимальный вариант каждый выбирает исходя из собственных предпочтений, возможностей и необходимости.

Недостатки

неяркий свет – не подходят для охранного освещения, а мощные модели стоят неоправданно дорого для установки на даче;
зависимость от погодных условий – если на улице пасмурно, у светильников низкая зарядка аккумулятора, которой хватает всего на пару часов;
плата за надежность – чтобы светильник работал качественнее и дольше, придется заплатить больше;
ограниченный температурный диапазон – на солнечные панели негативно влияет жара и мороз. Поэтому оптимально эксплуатировать их в зонах с лояльными климатическими условиями.

Конечно, источники солнечной энергии не совершенны, но помогают эффективно экономить на электричестве.

На что обратить внимание при выборе

Мощность, количество светодиодов

Очень важный параметр. От него зависит уровень освещенности, яркости светильников, их количество, расстояние между ними. Мощность обычно указывается в Ваттах. Как правило, покупатели лучше всего представляют себе мощность более привычных ламп накаливания. Поэтому существуют таблицы с аналогами мощностей светодиодных ламп и ламп накаливания.

Исходя из такой таблицы, не трудно прикинуть, какой мощности необходимы led-лампы для создания подсветки или полноценного освещения.

Степень защиты IP

Указывается на всех электрических приборах. Первая цифра показывает, насколько светильник защищен от проникновения пыли, твердых частиц. Вторая отмечает уровень защиты от влаги, брызг, струй воды.

Для безопасной работы корпус и батареи должны быть защищены от попадания пыли, влаги. Для уличной установки рекомендуется класс защиты не менее IP44. Чем выше, тем безопасней. Для фонтанных фонарей IP составляет не менее 67.

Тип стекла

Зависит от климата, количества солнечных лучей. Для южных регионов, где солнце – частый гость на небе, можно выбрать панели с гладким стеклом.

Если погода преобладает облачная, то стоит выбрать рефлекторное стекло. Оно позволит максимально использовать рассеянные солнечные лучи для зарядки аккумуляторов.

Закаленное стекло рекомендуется для общественных пространств, чтобы защитить панели от повреждений.

Вид кремния в светильниках

Зависит от эксплуатации. Более дорогие мульти-, монокристиллы подходят для круглогодичного использования. Для дачного летнего использования достаточно поликристаллов.

Если есть возможность установки больших по площади солнечных батарей, то можно пользоваться тонкопленочными. Они недороги, вырабатывают довольно дешевую энергию.

Специалисты сходятся во мнении, что свойства солнечных панелей гораздо сильнее зависят от качества изготовления, чем от типа

Лучше обращать внимание на репутацию производителя для выбора надежного изделия. Хорошо зарекомендовали себя венгерская фирма Novotech, австрийская Globo Lighting и др

Тип и емкость аккумулятора

Стандартного заряженного аккумулятора емкостью 600-700 мА/час хватит на 8-10 часов работы ночью. Исходя из конкретных потребностей в освещении, можно выбрать как менее емкие батареи, так и более емкие

Для этого обращайте внимание на время работы ламп при полном заряде аккумулятора. Для освещения в течение всей ночи лучше выбирать аккумуляторы с напряжением не менее 3 В. Тип аккумулятора не играет роли для характеристик светильников: оба вида отличаются стабильной работой при температурах от -50⁰С до +50⁰С

Никель-металлогидридные стоят дороже, но служат несколько дольше. В состав никель-кадмиевого аккумулятора входит экологически ядовитый кадмий, поэтому могут возникнуть трудности с его утилизацией

Тип аккумулятора не играет роли для характеристик светильников: оба вида отличаются стабильной работой при температурах от -50⁰С до +50⁰С. Никель-металлогидридные стоят дороже, но служат несколько дольше. В состав никель-кадмиевого аккумулятора входит экологически ядовитый кадмий, поэтому могут возникнуть трудности с его утилизацией.

Качество контроллеров и дополнительные опции

От контроллеров зависит срок службы светильников, автономность, другие характеристики. Дополнительные устройства, типа датчика движения, фотореле, позволяют не задумываться о включении и выключении фонарей.

Внешний вид, способ установки

Дизайн важен для декорирования местности.

Способ установки выбирается в зависимости от назначения. Для садовых светильников достаточно ножки, втыкаемой в землю. Более «серьезные» осветительные приборы требуют подвесного монтажа или высокой опоры.

Устройство

Осветительные приборы в течение светового дня накапливают энергию от солнца, а в ночное время используют её же для освещения территория. Это происходит благодаря следующим элементам:

Солнечной панели, которая является сердцем фонаря: ведь здесь производится преобразование солнечной энергии в электрическую.
Накопительному аккумулятору: собранная во время светового дня энергия расходуется в тёмное время суток.
Светодиодной лампочке – непосредственному источнику света. Она может иметь разные типы свечений: тёплое и холодное. Бывают также элементы с переменным свечением.
Контроллеру для регулирование работы лампа, зарядки аккумулятора. Качественный контроллер даёт гарантию хорошей работы аккумулятора.
Корпусу и элементам крепежа.

Кроме перечисленных элементов светильники могут иметь датчики освещенности, они самостоятельно включают лампы при наступлении сумерек. При отсутствии таких датчиков приборы нужно включать и отключать ручным способом. Для экономии электроэнергии полезно оснащать устройства датчиками движения.

В обычных садовых моделях применяются батареи, имеющие небольшую ёмкость, в этом случае накопленной энергии достаточно для работы в течение 8-10 часов в условиях долгого солнечного дня, например, летом. Осенью ночи гораздо длиннее, поэтому в такой момент помогает датчик движения. Срок службы светодиодных элементов составляет примерно 60 тыс. часов, однако аккумулятор нужно заменять раньше.

Как можно организовать уличное освещение на солнечных батареях

Освещение на улице — сложная система и делится она на несколько составляющих:

Охранное освещение, которое должно работать всегда, так как от него зависит безопасность. Как правило, это ограда, калитка/ворота, иногда — участок перед домом.
Дежурное освещение — включается периодически, при необходимости. Например, подъездная дорожка должна освещаться, когда по ней едет машина или идет человек; баня — если в ней кто-то парится; сарай, к которому надо подойти в темное время суток.
Декоративное. Подсветка декоративных элементов, кустов, деревьев, фрагментов здания. Работает обычно вечером, на ночь отключается.
Функциональное. Чаще всего — это подсветка основных дорожек (от калитки- к дому, от дома — к гаражу и т.п.). Режим работы может быть — с вечера до утра, а может — только вечером и по мере необходимости (при позднем возвращении домой).

Не обязательно все части есть в любом уличном освещении частного дома, но все они могут быть. Большая часть этой системы, или даже вся она, может быть переведена на питание от солнечных батарей. Причем уличное освещение на солнечных батареях можно сделать двумя способами:

Первый — устанавливать светильники и фонари с собственными вмонтированными батареями. Этот способ не требует больших затрат, но надежность его невелика. Каждый такой светильник снабжен собственной небольшой солнечной панелью и аккумулятором, который запасает энергию на протяжении светового дня. Мощность батареи и емкость аккумулятора малы. При нормальном заряде запаса энергии хватает на 10-14 часов работы, а в непогоду — как повезет. Может хватит на час работы. Потому такая система освещения от солнца может быть использована на не очень важных участках. Например, их можно ставить для декоративной подсветки участка, сада, огорода.
Второй способ организации уличного освещения на солнечных батареях — это целая система. Потребуются солнечные батареи определенной емкости, к ним — аккумулятор, который запасет электроэнергию на период пасмурной погоды. Чтобы аккумуляторы не выходили из строя при превышении количества энергии в солнечные дни, нужен контроллер заряда аккумулятора. Все это — недешевые устройства. Зато, при правильном расчете, освещение участка от солнечных батарей будет гарантированным.

Выгодно ли использовать солнечные батареи для освещения участка? Ответ можно дать только в каждом конкретном случае. Эффективность гелиосистем очень сильно зависит от региона и количества солнечных дней. А экономическая выгода (окупаемость) — от тарифов на электроэнергию.

Плюсы и минусы

Замысел создать независимую от сетевых источников систему наружного освещения, которое будет само обеспечивать себя электроэнергией, привлекателен и весьма заманчив. Возникает комплекс осветительных приборов, созданный на совершенно иных принципах и создающий новые возможности.

Поскольку соединения с линией электропитания у светильников не имеется, отпадает необходимость в привязке к одному месту. Фонари можно перемещать по мере необходимости, временно устанавливая то в одном, то в другом месте. Значительно упрощается прокладка линий освещения, исчезает необходимость в проведении земляных работ, отпадает потребность в большом количестве дорогостоящего кабеля.

Однако, рассматривая автономную систему освещения, нельзя видеть только положительные стороны от ее использования. Необходимо учесть, что каждый светильник должен обладать собственным комплектом солнечных батарей и накопительной емкостью, позволяющей лампе работать на протяжении всего темного времени суток. Чем оно длительнее, тем мощнее должны быть аккумуляторы и больше площадь фотоэлементов, что усложняет конструкцию и делает ее значительно дороже. В результате может получиться ситуация, когда создание автономной системы окажется значительно дороже, чем монтаж стационарной линии.

Назначение

Автономное освещение на солнечных батареях предназначено для обеспечения нормальной видимости на улицах города или на участках частных домов в темное время суток. В отличие от стационарных фонарей, уличные фонари на солнечных батареях для освещения улиц требуют определенного времени на зарядку аккумуляторов, которая производится в светлое время суток. Как правило, освещение в такие часы не требуется, поэтому оборудование имеет возможность восстановить истраченный за ночь запас энергии.

Подобное освещение можно сделать при помощи обычных светильников и протянутого между ими кабеля или установив светильники на солнечных батареях

Достоинства

Почему частично? Потому что наиболее «ответственные» зоны (ворота, парковка, входные двери) придется освещать стационарно — так надежнее. Зато на остальной площади можно поставить светильники на солнечных батареях. Они имеют целый ряд преимуществ.

Светильники на солнечных батареях обычно автономны, их не надо никуда подключать. Их устанавливают/развешивают в нужных местах, на этом монтаж закончен, они готовы к работе.
Включаются/выключаются они сами, от встроенных датчиков.
Простота монтажа и безопасность — два больших плюса
Требуют минимального ухода — надо периодически протирать фотоэлементы и плафон светильника от пыли и грязи.
Имеют длительный срок службы — от 10 лет и более (при надлежащем качестве).
Не наносят вреда окружающей среде и абсолютно безопасны, так как работают от низкого напряжения, которое не опасно для человека.
Если уличное освещение на солнечных батареях сделано на даче, его консервация на зиму и установка занимает совсем немного времени. Надо просто собрать светильники перед отъездом и расставить по приезде.

Недостатки

Как видите, плюсов немало, главный из которых — экономия электроэнергии и очень простой монтаж/демонтаж. Но и минусы есть:

Садовые и уличные светильники на солнечных батареях свет дают обычно не очень яркий. Использовать их в качестве охранного освещения не получится. Вернее, есть мощные модели, которые применяют даже для освещения автотрасс, но их стоимость совсем негуманная, из-за чего использование их на частных подворьях очень ограничено.
Уличное освещение на солнечных батареях обычно не очень яркое
Количество часов работы в ночное время зависит от погоды: при пасмурной дождливой погоде светильники «запасают» слишком мало энергии. Иногда ее хватает лишь на несколько часов, а не на всю ночь.
Надежные светильники на солнечных батареях стоят дорого, зато работают надежнее и дольше.
Солнечные панели имеют ограниченный диапазон эксплуатационных температур. Они плохо переносят сильные морозы и сильную жару. Потому использоваться оптимально могут на территориях с умеренным климатом.

Как видите, вариант не идеальный, но действительно помогает экономить на электричестве, ведь штатное освещение ответственных зон — это далеко не половина расходов на общее освещение двора и сада.

Пара дельных советов для разумного выбора

Попросить продавца-консультанта помочь вам с выбором «солнечного» светильника – это все равно что предложить морковку голодному ослику. Продавец вам, конечно, поможет, но с точки зрения своих премиальных за объем продаж. Так что лучше вооружиться очками для чтения и домашней заготовкой в виде шпаргалки и попытаться самому определиться с покупкой. На что нужно смотреть в первую очередь:

на материал изготовления – пластиковые корпусы ничуть не хуже металлических, нет смысла переплачивать за сталь, да и модели из металла, как правило, крупнее, тяжелее и выглядят несколько громоздко;
на маркировку степени защиты – под этим подразумевается разрушающее воздействие окружающей среды, которое помечается как IP в сочетании с двумя цифрами. Чем больше число, образуемое этими цифрами, тем лучше защищено изделие;
на размер солнечной панели – чем больше ее площадь, тем больше энергии поглощает панель и тем интенсивнее будет ее отдача;
на тип фотоэлемента – важный момент, поскольку выбирать придется между поликристаллическим камнем (самым дешевым элементом) и двумя видами кремния (мульти- и монокристаллическим). Если бюджет позволяет, отдайте предпочтение монокристаллическому кремнию – такой модуль и более надежен, и более устойчив к погодным катаклизмам средней полосы;
на стекло плафона – самыми долговечными и качественными считаются модели, оснащенные закаленным стеклом. Стоят они дороже, но зато свечение дают безупречно ровное и яркое. Если нужен свет мягкий и рассеянный, лучше остановиться на светильниках с плафонами из структурированного стекла.

***

Мы сознательно не упоминаем такой параметр, как стоимость – это дело, как говорится интимное. Выбор есть, а как его правильно сделать, вы уже знаете. И наверняка знаете, что комфорт стоит денег. Как и мода, и статус, и мнение окружающих. Ну а использование таких красивых и современных источников света – это безусловно популярный тренд, триумфально завоевывающий все больше сердец искушенных потребителей.

голоса

Рейтинг статьи

Различные виды и формы

По способу крепления можно выделить пять разновидностей фонариков:

На низкой ножке. Такие конструкции монтируются непосредственно в грунт и освещают участок около земли. Обычно их монтируют для освещения тропинок и дорожек в саду, подсветки газонов.
На высокой ножке. Подобные фонари охватывают большую площадь вокруг себя, используются как основное освещение. Во время длительного отсутствия такие конструкции можно поместить на хранение либо демонтировать и разрядить аккумулятор.
Подвесные конструкции с крючком. Такие фонарики можно подвесить на ветки дерева, кронштейны или крепления.
Встраиваемые конструкции. Употребляются на фасадах домов.

Декоративные конструкции. Назначение декоративных садовых солнечных фонариков на батарейках — украшение участка. Обычно они изготовлены с цветными светодиодами и отличаются разнообразием форм. Довольно необычно смотрятся плавающие фонарики, помещенные в пруд или бассейн.

Как правильно выбрать

Рассмотрим основные критерии выбора светильника для дачи:

Не приобретайте дешевые фонарики оптом. Некачественные светильники быстро портятся и обладают малой мощностью: светят максимум три часа.

Чтобы отличить качественный продукт от «доморощенного», поинтересуйтесь техническими параметрами товара. В инструкции к садовому фонарику на солнечных батарейках должны быть указаны: мощность зарядной батарейки, число светодиодных лампочек, время свечения и т. д.

Смотрим видео, советы по выбору оптимальной модели:

Перед покупкой определите диапазон работы светильника: какую площадь он должен осветить. Величина освещаемой площади напрямую зависит от мощности аккумуляторного устройства и количества светодиодных элементов. Для декоративной подсветки подойдут и маломощные фонарики.

Материал аккумулятора тоже имеет значение. Более работоспособными являются никель-металлогидридные батарейки. Фонари на таком аккумуляторе производят освещение до десяти часов подряд, что имеет значение в зимний сезон.

Стеклянное покрытие тоже обладает своими качественными характеристиками. Закаленное стекло для садовых фонарей на солнечных батареях будет наилучшим выбором. Но также хорошо справляются с фокусировкой рассеянного излучения и структурированное стекло. Гладкая стеклянная поверхность, в основном, отражает прямые и рассеянные лучи.

Важный момент — защищенность солнечных садовых фонарей на батарейках от пыли и влагонепроницаемость. Этот показатель имеет свой символ IP. Минимальный IP для уличной лампы — 44. Для водных ламп нужен показатель в разы выше.

Если вам не нужна подсветка всего участка сразу, приобретайте светильники с датчиками движения: они зажигаются при появлении человека.

Для оформления праздников можно купить фонарики с цветными светодиодными лампочками.

Смотрим видео, делаем схему самостоятельно:

Выбор светодиодных солярных светильников обусловлен многими причинами: независимость от энергосетей, бесплатная электроэнергия, декорирование участка. Вопрос стоит в цене: дешевые приборы по 100 рублей быстро выйдут из строя, дорогие конструкции будут служить надежным источником света долгое время. При должном умении можно смастерить и доработать фонарики самостоятельно, и они будут справляться с освещением территории. Не забывайте о своевременном уходе за фонариками: протирайте поверхность для лучшего аккумулирования солярной энергии.

Что можно сделать самостоятельно

Недостатком солнечных фонарей для сада является малая светимость. Это можно исправить.

Заменить дроссель с величиной индуктивности в 33 мкГн. Это повысит яркость в разы.
Заменить обычный светодиод сверхъярким.
Далее следует заменить аккумулятор большей емкости (в 1000 мАч). От мощности аккумулятора зависит время работы солярной лампы.
Для равномерного освещения можно смонтировать три светодиода вместо одного.

При желании можно устроить настоящую сказочную иллюминацию на основе серийных садовых фонариков на солнечных батареях, доработав их своими руками.