Современное использование уличных светильников на солнечных батареях

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.

На что обратить внимание при выборе

До покупки фонаря нужно определить, какие функции он будет выполнять, какие требования предъявляются к осветительному прибору.

Особое внимание стоит обратить на следующие свойства и параметры:

• Габариты – для установки возле дома это не имеет значения. А для применения в качестве переносного источника света нужно покупать небольшой фонарь.
• Тип корпуса – пользователи рекомендуют покупать светильники, сделанные из лёгкого алюминия. Прочности его достаточно для ежедневного использования и переноски по участку, если понадобится. Алюминий не боится мороза и (в отличие от пластика) не лопнет.
• Ёмкость батареи – считается, что чем больше, тем лучше. Однако слишком ёмкий аккумулятор не будет успевать полностью заряжаться. Особенно, если вы живёте в регионе, где нет длинных солнечных дней. В итоге переплаченные за большую АКБ деньги будут потрачены впустую.
• Размер солнечной панели – чем больше площадь, тем быстрее будет происходить подзарядка.

При покупке также следует посмотреть срок гарантии производителя, изучить дополнительные особенности: влагозащита, устойчивость к грязи и пыли, дополнительные разъёмы для подключения блоков питания, есть ли в комплекте датчик движения.

Какие бывают режимы работы:

• «Ночник» – светит постоянно, но не на полную мощность. Когда датчик движения фиксирует, что кто-то проходит рядом, он включает фонарь на полную мощность.
• «Постоянное освещение» – работает на всю мощность, пока не закончится питание или не взойдёт солнце.
• «Выключен, реагирует на движение» – фонарь начинает работать только когда фиксирует активность, в остальное время не горит.

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.

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.

Сколько времени горят светильники на солнечных батареях

Это отличный вопрос! А сколько по времени они горят? Всю ночь? Или всего час-другой?

Мы не можем дать ответ обо всех светильниках сразу. Они бывают очень разные, с разной емкостью встроенных аккумуляторов.

Опираясь на наш опыт скажем следующее. Светодиодные светильники-шары, которые мы купили, работали после солнечного дня примерно 3-4 часа. То есть до того времени, пока мы не ложились спать. После пасмурного – зарядки аккумулятора от солнечной батареи хватало лишь на 1-2 часа. 

С одной стороны – как-то маловато. Хотелось бы, чтобы зарядки хватало на всю ночь. С другой – а зачем они будут гореть ночью, когда вы спите? Ведь мы же договорились, что такие устройства нельзя расценивать как основное освещение. Это просто декоративная игрушечная подсветка. Ночью ее все равно никто не видит, так зачем ей гореть?

Само собой, наши “шарики” гасли не одновременно. Разница составляла примерно полчаса. 

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.

Устройство и принцип работы

Яркость прибора зависит от количества светодиодных ламп, а продолжительность работы — от емкости аккумулятора. Чтобы работа уличных светильников не разочаровала, все это необходимо учитывать при покупке.

https://youtube.com/watch?v=TUpXCvIMO3Q

Автономные фонари имеют простое устройство:

1. Солнечная батарея. Преобразует энергию солнца в электрический ток.
2. Светодиодная лампа. Бывает холодного или желтого (теплого) свечения. Бывают динамические модели с постепенным переходом от одного цвета до другого.
3. Аккумулятор. Днем накапливает напряжение, а ночью отдает.
4. Контроллер. Служит для преобразования напряжения.
5. Фотоэлемент. Необходим для автоматического включения или выключения света.
6. Корпус и детали крепежа.

Дополнительно светильники могут быть укомплектованы датчиками движения и регулировки уровня освещенности. Некоторые модели имеют звуковые эффекты.

Приборы работают по такому принципу: батарея преобразует энергию, исходящую от солнца, в электрический ток, который, в свою очередь, заряжает аккумулятор. После наступления темноты в фонаре срабатывает фотоэлемент, и прибор начинает работать в режиме рассеянного свечения.

Садовые фонари имеют не очень большую емкость аккумулятора, при условии полной зарядки они проработают не более 8−9 часов. Летом этого достаточно для освещения территории в ночное время. В осенний период световой день сокращается, фонари могут разрядиться до рассвета.

Лучшие наземные светильники

Для создания эффекта внутридворовой территории применяются наземные осветительные приборы. Они необходимы для придания подсветки входным группам, беседкам, дорожкам, аллеям. Эксперты дали оценку некоторым интересным вариантам.

Novotech Solar 357413

Венгерские проектировщики удивили своим ярким решением.
Необычная модель служит для освещения садовой зоны. Датчик движения дает команду на одновременный запуск 28 светодиодных лампочек. Светильник срабатывает на расстоянии 10 м, угол обнаружения составляет 120 градусов. Достаточно широк рабочий диапазон температур, он лежит в интервале от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия. Мощности светового потока достаточно для обеспечения светом зоны на территории площадью не менее 5 квадратных метров. Высокой степени защиты от пыли и влаги, о чём говорит цифра IP54 в паспорте на светильник. Производитель гарантирует надёжную работу, срок гарантии — 2 года. Мощность в сумме равна 2,5 Вт. Благодаря яркому свечению, присутствию сенсорного переключателя, высокой степени надежности модель оказалась вне конкуренции по сравнению с другими образцами. Многих покупателей не пугает даже высокая стоимость. Светильник оправдывает себя.

Novotech Solar 357413
Достоинства:

• оригинальность;
• надежность;
• яркость.

Недостатки:

высокая цена

Globo Lighting Solar 33961-4

Ещё раз порадовали австрийские производители. Наземная модель имеет оформление в стиле модерн и может прекрасно осветить садово-парковую зону в загородной резиденции. Есть шипы, позволяющий без проблем осуществить монтаж. Напряжение солнечных батарей 3,2 В, четыре светодиодные лампы располагают мощностью по 0,06 Вт каждая. Цилиндрический корпус выполнен из нержавеющей стали, в него встроен пластиковый прозрачный плафон. Всё это хозяйство может осветить участочек площадью до 1 кв. м. Качественные материалы, стильный внешний вид при доступной цене позволяет присвоить изделию высокий рейтинг. Есть такой минус: до утра иногда не хватает заряда.

Globo Lighting Solar 33961-4
Достоинства:

• недорогой;
• изготовлен из качественных материалов;
• способен освещать большую площадь;
• эффектно оформлен.

Недостатки:

Имеет небольшую ёмкость батареи.

Novotech Fuoco 357991

Разработка венгерских дизайнеров заняла достойное место на российском рынке. Прибор с высокой степенью защиты (IP65) сочетает в себе черную арматуру и белый пластиковый плафон. Модель укомплектована светодиодной лампочкой, её мощность составляет 1 Вт. Корпус диаметром 12 см располагается на высоте 76,3 см. Недостаточная яркость освещения не позволяет иметь пальму первенства, поэтому светильник немного отстает от лидеров. В комплектации имеется всего лишь 1 светильник и солнечная батарея. Производитель даёт двухлетний срок гарантии. Многим нравится оригинальный дизайн, да и демократичная цена играет не последнюю роль, высокая степень пыле- и влагозащиты тоже говорит в пользу данной конструкции. Но вниз тянет скромный световой поток.

Novotech Fuoco 357991
Достоинства:

• высокая степень защиты;
• элегантность;
• доступная цена;
• устойчивость.

Недостатки:

недостаточность светового потока.