Уличный прожектор на солнечных батареях

Преимущества и недостатки

Осветительные приборы этой группы позволяют осветить любые объекты небольшой площади: фасады, тротуары, дорожки, парковые зоны, детские площадки, рекламные щиты. Мощности создаваемого потока для этих задач вполне достаточно. Соответственно, прожекторы с автономным питанием являются универсальными приборами, что можно отнести к преимуществам.

Есть и другие достоинства:

несложный монтаж, так как нет необходимости подводить питающие кабели;
простота эксплуатации, а так как в качестве источника света выступает светодиодный излучатель, то обслуживание прибора, в частности, замена осветительного элемента проводится очень редко;
автономное питание, что позволяет устанавливать прожектор на отдаленных участках и труднодоступных объектах;
модели осветительного прибора с датчиком движения характеризуются автоматическим управлением системы освещения, поэтому не требуют вмешательства человека;
солнечные батареи могут накапливать электрический заряд при любой погоде, даже если на улице пасмурно;
прожекторы с датчиком движения и автономным питанием отличаются повышенной прочностью к механическим повреждениям, а значит, они будут служить довольно долго;
достаточный уровень яркости.

Кроме того, автономные прожекторы в пасмурную погоду отличаются меньшим уровнем производительности, поэтому накопленного в таких условиях заряда может не хватить на всю ночь.

Однако приборы с датчиком движения не должны работать длительный отрезок времени и срабатывают только при необходимости, поэтому не имеет значения, будет ли батарея полностью заряжена в пасмурную погоду или нет. В зимнее время характеристики аккумулятора несколько изменяются (снижается емкость батареи), что может повлиять на осветительный прибор любого типа.

Что такое солнечные батареи

Солнечная энергетика – довольно запутанная тематика, в которой новичку будет сложно разобраться. Нет смысла брать себе оборудование для получения «солнечного» тока, пока не разберешься во всех нюансах.

Не зная принцип действия, легко ошибиться. Панель необходимо правильно выбрать, иначе есть вероятность, что она сгорит или будет выдавать незначительные объемы энергии.

Есть несколько видов оборудования для гелиоэнергетики. Солнечные батареи для частного дома и коллекторы – это разные вещи, при этом оба устройства используются для преобразования энергии лучей солнца.

В случае с батареей – потребитель получает электроэнергию. С коллектором – тепловую, в виде разогретого теплоносителя для загородного дома, то есть для отопления.

Другой нюанс, что вообще понимается под термином «солнечная батарея». Когда речь идет о батареях, на ум приходит аккумулятор – устройство, аккумулирующее энергию. Или вообще радиатор. С гелиобатареями все иначе – они ничего не накапливают.

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.

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.

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.

Плюсы и минусы таких приборов

Эти приборы уличного освещения имеют самый большой список характеристик, которые значительно превосходят обычные фонари. Самыми значимыми из них являются следующие критерии:

Экономичность, не требует финансирования;
Разнообразие видов и стилей оформления позволяет изделию органично вписываться в любой ландшафтный стиль;
Изготовление из самых необычных материалов, таких как ротанг, бамбук, бронза, стекло;
Автономность, включение-выключение светильников осуществляются автоматически и не требует присутствия человека;
Длительные сроки эксплуатации;
Устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды;
Абсолютная безопасность для окружающих, так как не требуется подключение к электросети;
Широкий диапазон мощностей и освещение территории до 10 м в диаметре.

Однако несмотря на массу положительных черт у светильников на солнечных батареях имеются некоторые недостатки. К ним следует отнести:

Невозможность ремонта в большинстве случаев;
Сбои при отрицательных температурах;
Плохое качество заряда в дождливую погоду.

Но все же даже при этих недостатках уличные фонари этого класса, светодиодные гирлянды на солнечных батареях – это идеальный вариант освещения. Они способны преобразить обстановку в любом саду. Уникальный дизайн таких изделий позволяет обычный участок превратить в сказочное пространство, причем освещение его осуществляется без дополнительных финансовых затрат.

Что говорят о потребители

Появление альтернативных источников энергии позволило значительно сократить финансовые затраты на электричество. Сегодня для того чтобы сделать свой участок уютным в любое время суток достаточно установить на нем солнечное светодиодное освещение. Большое разнообразие форм, размеров, способов крепления дают возможность применения изделия в любом месте, как открытого, так и закрытого пространства, чего невозможно было достичь, используя обычные светильники.

Электротехнические особенности работы со светодиодами

Если вы намерены использовать светодиодную технику, вам не помешает узнать о некоторых тонкостях работы с ней, которые отчасти можно назвать недостатками. С одной стороны, светодиоды — компактные, экономные и долговечные источники света, а с другой?
Твердотельные полупроводниковые элементы критически чувствительны к высоким температурам в активной зоне. Явление, называемое деградацией, заключается в потере полупроводником легирующих добавок, что выражается в снижении светового потока или окончательном выходе из строя.
а) конструкция обычного светодиода: 1 — анод; 2 — катод; 3 — проводник; 4 — кристалл; 5 — пластиковая линза б) конструкция мощного светодиода: 1 — корпус; 2 — проводник; 3 — теплоотвод; 4 — кристалл; 5 — линза; 6 — катод При температуре от 60 °С светодиод деградирует очень быстро и заявленные производителем 50 тысяч часов в итоге оборачиваются в 3–5 тысяч. И чем мощнее одиночный светодиод, тем выше вероятность его быстрого старения из-за перегрева. Поэтому при разработке осветительных приборов во главу угла ставится качественная система отвода тепла, а также разбиение излучателя на несколько точек и их правильная компоновка.
Другая особенность светодиодов — они могут пропускать только ограниченное число электронов в единицу времени. Сеть, питающая светодиод, должна быть стабилизирована по току, иначе возникает сильный перегрев и связанные с ним негативные последствия. Ток в цепи питания регулируется приложенным напряжением и ограничивается резистором на каждом из светодиодов. При разработке схемы соединения нужен тщательный расчёт: завысите напряжение и светодиоды быстро выйдут из строя, а сделаете слишком низким — будут светить вполсилы.

Устройство

Солнечной батареей называется система полупроводниковых устройств – фотоэлектрических преобразователей, преобразующих энергию солнца в постоянный ток. В схеме работы задействован принцип фотоэффекта.

Состоит солнечная батарея из таких элементов:

Устройство солнечной панели.

материал-полупроводник, включающий в себя два слоя материалов, имеющих разную проводимость. Например, это поликристаллический или монокристаллический кремний, куда включены иные химические соединения с целью создания фотоэффекта p-n перехода. Получается, в одном материале электронов мало, в другом – в избытке;
диэлектрик. Наносится тонким слоем с той целью, чтобы электроны не переходили далее;
источник электропитания. Если его подключить к противостоящему слою, электроны легко преодолеют запорную зону. Как результат – образуется движение заряженных частиц;
аккумулятор. Задача этого элемента – накапливать и сохранять энергию;
контроллер заряда. Посредник между солнечным модулем и АКБ. Он отслеживает уровень заряда аккумулятора – не дает закипеть или снизиться электрическому потенциалу;
инвертор-преобразователь. Преобразует постоянный ток от солнечной батареи в переменный 220 – 230 В;
стабилизатор напряжения. Поддерживает напряжение, необходимое для работы всей системы.

Информация о том, как устроена солнечная батарея – это пол дела. Прежде чем выбирать и монтировать систему, не лишним будет разобраться, как она работает.

Как выбрать светодиодный прожектор

При выборе светодиодного прожектора для уличного освещения нужно принять во внимание несколько факторов. Фонарь должен быть достаточно ярким, устойчивым к воздействию окружающей среды и экономичным

Мощность

От мощности светильника напрямую зависит его яркость. Значение выбирается индивидуально, в зависимости от того, где именно будет расположен прожектор, какую территорию он будет освещать.

В среднем для подсветки крыльца у дома хватает варианта с мощностью около 30 Вт. Для освещения большей площади можно выбрать уличный светодиодный прожектор на 50 Вт и выше.

Класс защиты

Уличный прожектор должен обладать хорошей устойчивостью к воздействию влаги и пыли. Рекомендуется приобретать устройства с показателем не ниже IP64, а лучше — еще больше.

Совет! Даже самые надежные светильники в идеале нужно устанавливать под прикрытием навеса или козырька над крыльцом.

Материал корпуса

Для работы на улице лучше всего подходят светильники в алюминиевом исполнении. Пластиковые приспособления в сравнении с ними хуже и зачастую быстро выходят из строя, хотя все зависит от качества конкретного материала.

Лучше всего для улицы подходят диодные фонари в цельнометаллическом корпусе

Неплохим вариантом является сплав алюминия с другим металлом, но следует учитывать, что на местах стыков вскоре может появиться коррозия.

Дополнительные возможности

Даже экономичные фонари при постоянной работе потребляют много электричества

При выборе светодиодного прожектора для дачи полезно обратить внимание на модели с датчиком движения, в таком случае светильник будет зажигаться лишь при реальной необходимости

Принцип работы

Некоторые прожекторы работают только от сети, другие могут получать энергию от аккумулятора. Если на даче часто отключают электричество, стоит выбрать автономную модель.

Лучшие настенные фонари для сада с солнечной батареей

Позволяют эффектно освещать фасады домов, заборы, двери. Возможность размещать устройства на значительной высоте делает их популярными на рынке.

1. ЭРА Фасадный светильник ERAFS020-42 светодиодный

Способен «подстроиться» под каждого благодаря поворотным панелям. Такая конструкция позволит регулировать направление света индивидуально. Чаще всего устанавливается вдоль стен дома, на террасе, беседках или гараже. Источником света служат 50 светодиодов. Цветовая температура – холодная белая. Аккумулятор рассчитан на 8 часов автономной работы. Три режима: постоянное свечение, подсветка и датчик движения решают сразу несколько задач по благоустройству территории.

Преимущества:

многофункциональный;
мощная батарея;
хорошая площадь освещения;
можно настраивать направление света;
высокая степень защиты от погодных проявлений.

Недостатки:

не выявлены.

2. Haifish Уличный фонарь на солнечной батарее

По внешнему виду напоминает видеокамеру, поэтому вполне способен напугать непрошенных гостей. Однако главная особенность – много функций по демократичной цене. Здесь можно менять угол направления свечения, настраивать разные режимы работы при помощи пульта ДУ и экономить заряд батареи за счет датчика движения. Время зарядки составляет 8 часов. Чувствительность к свету предотвращает внезапное включение устройства, даже в пасмурную погоду.

Преимущества:

соотношение цены и качества;
три режима работы;
дистанционное управление;
датчик движения;
легко устанавливать, перемещать при необходимости.

Недостатки:

не выявлены.

3. BRADEX Светильник уличный TD 0404 2 Вт

Этот диодный уличный фонарь выполнен в стиле хай-тек. Предназначен для освещения фасадов домов, гаражей. Отсутствие проводов и автономность батареи до 8 часов позволяют брать устройство в путешествия, кемпинг. Высокая степень защиты пластиковых элементов

IP55 подходит для регионов с переменчивой погодой.

Преимущества:

нестандартная форма плафона;
датчик освещенности;
высокий уровень пылевлагозащиты;
компактный, легкий.

Недостатки:

дизайн на любителя.

Достоинства и недостатки таких осветителей

Точечный фонарь

Основными преимуществами можно назвать:

Экономичность: питание происходит за счет энергии солнца. Не требуются электричество, газ, бензин, другие источники энергии.
Экологичность: сокращается расход невозобновляемых природных ресурсов. К тому же от солнечного освещения не выделяется вредных веществ (углекислый газ, тепло, окиси других элементов).
Простой монтаж без дополнительных проводов, кабелей, подключения к электрической сети. Снижается вероятность аварий, связанных с повреждением коммуникаций.
Мобильность.
Безопасность: светильники на солнечных батареях безопасны для человека в плане повреждений электричеством. Не требуется заземление.
Автоматизация.
Большой выбор и разнообразный дизайн.

Недостатки тоже существуют:

Зависимость от количества солнечных дней и часов. Короткий световой день или пасмурная погода мешают полностью заряжать аккумулятор.
Нестабильность светового потока в зависимости от степени разряда аккумулятора.
Трудности с ремонтом. Аккумуляторы и солнечные батареи практически невозможно починить. В случае неисправности требуется их замена.
На сильном морозе, жаре возможны сбои в работе аккумуляторов.
Высокая цена. (сомнительная окупаемость)

Устройство прожекторов с солнечными батареями

Прежде всего, следует отметить, что в прожекторах с солнечными батареями (гелиопрожекторах), в отличие от подключаемых к проводной сети переменного тока в качестве источника света, используются только светодиоды. Это может быть всего один LED либо панель, на которой их несколько штук или десятков. Уличные прожекторы, работающие от солнечных батарей, производят различного назначения, конструкций и моделей. Независимо от этого все они работают по одному принципу и состоят из следующих одинаковых основных модулей и узлов.

Светодиодный источник света. Конструктивно он мало чем отличается от аналогичного модуля прожекторов с другими типами ламп и представляет собой прочный корпус со стеклом или линзой, внутри которого имеется рефлектор (зеркальная отражающая поверхность, собирающая лучи света и концентрирующая их в определенном направлении) и непосредственно сам источник света (LED). Корпус, как и в устройствах с лампами, тоже выполнен с соответствующим классом защиты от влаги и пыли, зависящим от назначения и места установки прожектора.

Солнечная батарея или еще ее называют фотомодуль. Представляет собой несколько конструктивно объединенных фотоэлементов, которые преобразуют солнечную энергию, воспринимаемую ими, в постоянный электрический ток. Последний расходуется на работу светодиодов и зарядку аккумуляторных батарей.

Аккумулятор. Служит для накопления электрической энергии, поступающей от фотомодуля в течение светового дня, и обеспечения ею светодиодов в темное время суток и при недостаточном естественном освещении, когда солнечная батарея неспособна производить ток в нужном для работы LED количестве. В зависимости от модели и мощности гелиопрожектора аккумуляторов в нем может быть от 1-го до нескольких, включая дополнительные, предназначенные для обеспечения работы светодиодов на протяжении 5 ночей в случаях, когда погодные условия в светлое время суток не позволяют произвести полную зарядку 1-й батареи.

Прожектор с солнечной батареей

Контроллер. Управляет работой прожектора. Простейший его вариант – фотореле (датчик освещенности). Оно выполняет только 1 функцию – отслеживает уровень естественного освещения и, в зависимости от него, включает/выключает светодиоды. Чувствительность фотореле (уровень освещения, при котором оно срабатывает) регулируется.

Более сложные котроллеры, помимо этого, обеспечивают выполнение одной или нескольких функций, привиденных ниже. Позволяют задать нужное время работы светодиодов в темное время суток, оптимизируют процессы зарядки и разрядки аккумуляторных батарей, автоматически переключают гелиопрожектор на питание от подведенной электросети переменного тока, если это предусмотрено конструкцией осветительного устройства. В прожекторном оборудовании, обеспечивающем архитектурное, фасадное либо рекламное освещение, устанавливается программируемый контроллер. Он управляет работой светодиодов по заложенной в него программе и не только включает/выключает их, когда это требуется, но также регулирует интенсивность и изменение цвета излучения.

Гелиопрожекторы могут быть дополнительно оснащены ветрогенератором и датчиком движения. Первое устройство служит дополнительным источником электроэнергии, что особенно актуально в регионах с коротким световым днем и в случаях недостаточного естественного освещения из-за погодных условий. Датчиком движения оснащают прожекторы, предназначенные для установки в местах, где нет необходимости в постоянном непрерывном освещении. Он позволяет сократить расход электроэнергии аккумуляторов до минимума, включая светодиоды только в момент и на время появления в зоне своей «видимости» объектов, на которые настроен. Для этого надо правильно отрегулировать датчик движения прожектора.

Корпус гелиопрожектора. В зависимости от мощности и назначения осветительного устройства он может объединять все вышеперечисленные модули в себе либо источник света устанавливается в одном месте, а солнечная батарея с остальными комплектующими в другом. В любом случае, его исполнение у уличных прожекторов по уровню защиты от пыли и влаги имеет класс не ниже IP 65, для устанавливаемых на грунт – IP 67, подводного применения – IP 68, а для условий высокой взрывоопасности – в специальном взрывозащищенном корпусе.

https://youtube.com/watch?v=Z6oQiQ3027g

Вывод

Мы купили два светильника-шара и больше покупать не будем. Они не оправдали наших ожиданий и скорее могут быть расценены, как прикольные игрушки, но не полезный элемент освещения сада. При всех очевидных достоинствах, таких как мобильность и автономность от электрических сетей, покупка нас разочаровала.

Их неяркий мертвенный голубоватый свет не придавал саду уюта. Вместо того, чтобы освещать пространство вокруг себя, они только слепят глаза, не давая зрению адаптироваться к сумеречному и ночному видению. Возможно, нам попались не самые удачные модели, но на дальнейшие эксперименты мы идти не готовы. По крайней мере, пока.

Куда больше нам нравятся светодиодные прожектора, установленные под крышей дома. Они светят сверху очень ярким и теплым светом.

Назад
Вперёд

Основные выводы

В магазинах предлагаются различные модели этого оборудования, поэтому каждый может выбрать то, что соответствует конкретным условиям. Схема подключения фотореле к светодиодному прожектору не сложная, особенно у самых простых моделей с двумя клеммами.

При наличии минимума знаний в электрике можно сэкономить, если вместо дорогой многофункциональной модели купить отдельно фотодатчик, сенсор движения и таймер. Все приборов подключаются последовательно. Если выходит из строя один элемент, не нужно покупать все. При использовании дорогого многофункционального прибора необходимо его менять, если выходит из строя одна часть.

Источник

Прожектора на солнечных батареях: устройство и принцип работы, преимущества применения

Преимущества и недостатки

Что такое солнечные батареи

Достоинства