Использование светодиодных фонарей на солнечных батареях, сборка своими руками

Преимущества и недостатки

Садовые светильники на солнечных батареях имеют массу преимуществ:

  • экономия электроэнергии, ведь они сами ее вырабатывают;
  • простота в монтаже. Подключать светильники к электросети ненужно. Многие изделия достаточно просто вкопать в землю, на это уйдут считанные минуты;
  • мобильность. При желании светильник достаточно просто установить на другое место, поменяв схему освещения сада. Так же просто собрать их все и сложить на зимнее хранение;
  • широкий ассортимент. В продаже несложно найти светильники разных размеров и форм. Есть настолько оригинальные изделия, что такое освещение станет не только функциональным элементом, но и декоративным;
  • большинство светильников сами включаются и выключаются, реагируя на смену уровня освещения;
  • долговечность при условии покупки качественного изделия;
  • безопасность;
  • экологичность, ведь для работы светильника не нужна электроэнергия, а значит, не надо использовать уголь, газ или мощь атомных реакторов.

Увы, без минусов не обошлось, так что будьте готовы к следующим особенностям:

  • садовый светильник на солнечных батареях – нежное устройство: зимой из-за охлаждения аккумулятора могут случаться сбои, а летом прибор может перегреться вплоть до того, что фотоэлемент выйдет из строя;
  • плохая ремонтопригодность. Почти все поломки ведут за собой замену всего светильника полностью;
  • эффективность зависит от количества солнечного света, потому в пасмурную погоду, да еще и осенью, когда день короче, аккумулятор зарядится плохо, и его хватит на пару часов работы. В тени же такие светильники нельзя ставить вовсе;
  • простота монтажа играет злую шутку – злоумышленники могут легко выдернуть светильники;
  • садовый солнечный светильник не даст мощный поток света и не сравнится с обычным фонарем, потому их используют для локальной и декоративной подсветки.

Если взглянуть на статистику продаж и на многочисленные отечественные дачи, можно прийти к выводу, что недостатки людей особо не пугают, а главные достоинства – экономичность и простота установки – обеспечили этим прибором сумасшедшую популярность.

Садовые фонари на солнечных батареях: преимущества и недостатки

Перед тем, как купить садовые светильники на солнечных батареях, необходимо изучить все нюансы. Многие покупатели, установившие такие изделия, остаются довольны покупкой, но случаются и отрицательные отзывы.

Яркие светодиоды не расходуют электроэнергию на лишнее тепловое излучение как обычные лампы накаливания

Для осуществления любых идей, касающихся дизайна сада, необходимо подобрать оптимальный вариант фонаря для дачи. Это возможно благодаря плюсам данных изделий:

  1. Широкий ассортимент фонарей разного вида, формы и дизайна.
  2. Экономия, которая осуществляется благодаря использованию солнечных панелей.
  3. Автономность – не нужно контролировать уровень заряда аккумулятора.
  4. Практичность. Основное требование для размещения светильника – это доступ к солнечным лучам.
  5. Продолжительный период работы.
  6. Абсолютная безопасность.
  7. Мобильность.

Используя солнечные лампы, можно недорого осветить весь сад, не переплачивая за электроэнергию. Кроме того, нет нужды подключать прибор к электросети, а значит, не будет трат на проводку. Стоимость самых обычных моделей весьма демократична. Это позволяет установить любое количество светильников в каждом уголке сада. Монтаж прибора настолько прост, что с этим смог бы справиться даже ребенок. А длительный срок службы, при выполнении всех рекомендаций по эксплуатации, гарантирует окупаемость приобретения.

Если необходим светильник, который будет действительно освещать участок, а не просто маркировать его, то нужно выбирать с высокой яркостью свечения

Минус этих приборов заключается в том, что они не подлежат ремонту после поломки. Также в пасмурную погоду батарея не заражается на 100%, а в холодное время года аккумулятор может выйти из строя.

Эксплуатация и эффективность уличных фонарей на солнечных батареях

То же самое можно сказать о продолжительной жаре, которая вызывает перегрев и поломку полупроводников. Если планируется устанавливать фонари в жарком климате, то в некоторых случаях стоит предусмотреть систему охлаждения. Есть и ещё один неприятный момент. Защитное стекло солнечной батареи на улице загрязняется, из-за чего снижается эффективность её работы.

Уличное освещение

Стандартный набор для освещения улиц включает в себя:

  • Светодиодный светильник;
  • Солнечную батарею;
  • Контроллер зарядки аккумулятора, а также управления включением и выключением фонаря;
  • Аккумулятор;
  • Защитный блок (в нём размещён аккумулятор и контроллер);
  • Набор креплений.

В конструкции уличных фонарей предусмотрены датчики освещённости. По их сигналу контролер выключает фонарь днём и включает его ночью.

На рынке осветительных приборов есть множество различных исполнений уличных фонарей. Возможно дополнительное оснащение светильника системой управления световым потоком. То есть, устанавливается режим ожидания, в котором фонарь светит на 20─50 процентов от своей мощности. А когда срабатывает датчик движения, то светильник включается на полную мощность. В результате экономится энергия аккумулятора, и нет дискомфорта для прохожих и автомобилей. И также наблюдается тенденция по оснащению уличных светильников более мощными солнечными батареями. В результате образуется энергия сверх той, что требуется для зарядки аккумулятора. Она используется на обеспечение питания находящихся рядом объектов. Это позволяет повысить рентабельность таких систем.

Уличные светильники получают батареи большей мощности

При проектировке уличных фонарей на солнечных батареях по специальной методике просчитывается их число. Приоритетом при расчётах является максимальный световой поток. Важным фактором является высота столбов для монтажа ламп. Чересчур низкие или высокие фонари могут отрицательно сказаться на работе системы. Если они будут слишком низкие, то будут ослеплять прохожих. А если высокие, то освещения будет недостаточно.

Набор комплектующих элементов для фонаря на солнечной батарее

Прежде чем приступать к покупке деталей, нужно определиться, сколько светильников будет установлено и в каких местах. Какова будет их мощность. Определившись с этим, можно начать подбирать комплектующие элементы для светильников.

Естественно, для фонаря на солнечных батареях в первую очередь нужно приобрести солнечные модули. В продаже имеются гелиевые преобразователи различных модификаций, качества и эффективности. Если учесть, что основное назначение этих преобразователей состоит только в том, чтобы за световой день зарядить аккумулятор, то вполне достаточно приобрести в розницу некоторое количество солнечных модулей, из которых при необходимости можно собрать достаточно мощную батарею.

Для этих целей вполне подходит солнечная батарея на базе поликристаллического кремния 5.5 В, 90 мА, имеющая размеры 65х65х3 мм. Эта батарея ламинирована силиконом, благодаря чему батарея полностью защищена от всякого рода механических воздействий и от влаги. Это также позволило свести вес батареи до минимума – всего 15 грамм. Батарея идеально подходит для зарядки аккумуляторов 3.6 В – 4.8 В. Стоимость батареи в розницу 137 рублей.

Солнечные батареи Solar Panel 65×65

Следующий компонент светильника – аккумулятор. Для него вполне подойдет литий-ионный аккумулятор с выходным напряжением 3.6 В и емкостью не менее 3000 мАч.

Из имеющихся в продаже сравнительно недорогих аккумуляторов можно выбрать комплект, состоящий из четырех литий-ионных аккумуляторов модели 18650. Каждый аккумулятор имеет выходное напряжение 3.7 В при емкости 9800 мАч. В комплект поставки входит также зарядное устройство, которое может оказаться совсем нелишним, например, для первичной зарядки аккумуляторов. Аккумуляторы имеют такие размеры: диаметр –17 мм, высота – 65 мм. Цена комплекта (с зарядным устройством) – 411 рублей.

Комплект аккумуляторов модели 18650 с зарядным устройством

Далее нужно выбрать светящийся элемент. Наиболее подходящим для этих целей является светодиод. Можно, конечно, использовать и светодиодные лампы, но они будут расходовать слишком много энергии. Современные светодиоды с повышенной яркостью вполне могут удовлетворить любые потребности, поскольку для каждого конкретного светильника их можно устанавливать в нужном количестве.

Для таких фонарей вполне подойдет пятимиллиметровый сверхъяркий белый светодиод типа 3Н5 (helmet). Обычно он применяется в наружной рекламе, в различных электронных табло, в дорожных знаках. Так что для фонаря он подойдет вполне. Он может эксплуатироваться при температуре от -55°С до +50°С. Стоимость одного такого светодиода – 10 рублей.

Сверхяркий белый светодиод типа 3Н5 (helmet)

И, наконец, сердце светильника – электронный блок управления. В его схеме четыре резистора, стоимостью по 1.5 рубля каждый, два транзистора типа КТ503, стоимостью по 9 рублей каждый, один диод Шоттки 11DQ04, стоимостью 24 рубля. Это все размещается на одной плате.

Транзистор КТ503

резистор МЛТ 22 кОм

диод Шоттки 11DQ04

Отдельно подключаются солнечная батарея, аккумулятор, светодиод. Можно, конечно, все это собрать на кусочке пенопласта, текстолита, картона. Но ни один уважающий себя мастер, собирающий что-либо для себя, не позволит себе такую неряшливость.

Для монтажа блока вовсе не обязательно рисовать и вытравливать печатную плату. Для этих целей замечательно подойдет универсальная макетная плата DIY PCB 42×25мм. Эта плата предназначена специально для монтажа и настройки собственных электронных схем. Она изготовлена из высококачественных материалов и имеет позолоченные контакты. Габариты такой платы 45х35х2 мм. Вес 2.8 грамма. Стоимость упаковки 235 рублей. В упаковке 4 такие платы.

Универсальная макетная плата DIY PCB 42х25мм

При изготовлении блока электроники для монтажа лучше всего использовать провод марки МГТФ 0,2. Это многожильный гибкий медный провод во фторопластовой изоляции. Работает в температурном диапазоне от -60°С до +220°С.

Провод МГТФ 0,2

Рабочие напряжения – до 250 вольт переменного тока с частотой до 5 кГц или до 350 вольт постоянного тока. Моток такого провода в 190 метров стоит порядка 15 рублей.

Схема электронного блока управления фонаря на солнечных батареях

Принцип действия электронного блока предельно прост. Схема работает следующим образом. Пока солнечная батарея освещается солнцем, она вырабатывает ток, который через диод Шоттки осуществляет зарядку аккумулятора. Одновременно ток поступает на базу транзистора Т1 и открывает его.

Так как транзистор Т1 открыт, то на базе транзистора Т2 держится нулевой потенциал, и этот транзистор закрыт. Когда наступает темнота, солнечная батарея прекращает вырабатывать электричество, транзистор Т1 закрывается, на базу транзистора Т2 через резистор R2 поступает ток, открывающий его. Тем самым создается цепь питания светодиода. При этом диод Шоттки предотвращает разряд аккумулятора на солнечную батарею.

Принципиальная схема блока управления фонаря на солнечных батареях

Емкости и заряда аккумулятора достаточно для питания нескольких таких светодиодов, которые будут создавать нужный световой поток. Данная схема позволяет включить параллельно до трех-четырех светодиодов.

Что касается внешнего вида фонаря, то здесь все зависит от фантазии мастера и его вкуса. Форму можно придать любую, которая будет более всего гармонировать с окружающей средой. Это могут быть и просто фонарики для освещения дорожек, это могут быть гирлянды для деревьев, кустов, это могут быть декоративные светильники для беседок, для освещения фонтанов. Но все они будут служить долго и верно. Потому что сделаны они были своими руками.

Топ-7 моделей

Все модели уличных светильников испытывались на территории России и часть пользователей оставила отзывы об электроприборах.

Novotech Solar черный

Настенный фонарь с солнечной панелью разработан для установки на горизонтальные или вертикальные поверхности. Форма – в виде прямоугольной панели, кронштейн для крепления присоединён к корпусу барашками для регулировки положения светильника.

Производственные характеристики:

  • Novotech (Венгрия).
  • Коллекция – Solar.
  • Высота: 151 мм (15.1 см).
  • Ширина: 115 мм (11.5 см).
  • Длина: 163 мм (16.3 см).

Технические характеристики:

  • Мощность лампового блока –  12.4 Вт.
  • Мощность общая – 12,4 Вт.
  • Цвет – чёрно-белые.
  • Материал плафонов и арматуры – пластик.

Ever Brite Solar Motion

Чёрный пластиковый уличный светильник для дома и дачи. Есть  датчик движения, в корпусе проделаны отверстия для закрепления на стене.

Технические характеристики:

  • Площадь освещения расчётная – 10 м².
  • Степень пылевлагозащиты – IP55.
  • Количество светодиодов – 4.
  • Цвет плафона – черный
  • Поток света – 120 лм.
  • Напряжение – 12 В.

Минусы: из-за использования пластика модель нельзя долго оставлять на солнце – возможен выход из строя в связи с перегревом элементов питания.

LIKES 30 LED

Небольшой фонарь с датчиком движения и ёмким аккумулятором. Собранный в компактном корпусе он будет долго работать при установке возле дома или на участке.

Технические характеристики:

  • Количество ламп – 30.
  • Максимальная мощность ламп – 6 Вт.
  • Материал плафона – пластик (ABS).
  • Параметры АКБ – 3,7 В, 1200 мАч.
  • Тип батареи – литий-ионная.
  • Цвет – чёрный.
  • Размеры корпуса:124 х 96 х 68 мм.

Плюсы: малый размер, можно переносить с собой. Вывешивание на горизонтальной поверхности занимает 5-10 минут. Ярко светит. Корпус защищён от попадания влаги.

Минусы: пластмассовый корпус сильно греется на солнце.

Oasis Light ST9079

Уличный светильник, корпус состоит из пластмассового плафона, металлической арматуры. Небольшие размеры и высокая мощность делают электроприбор универсальным.

Характеристики:

  • Тип ламп – LED.
  • Количество ламп – 1.
  • Напряжение – 3.7 В.
  • Поток света – 100 лм.
  • Общая мощность – 13 Вт.
  • Максимальная мощность лампы – 13 Вт.
  • Тип защиты – IP44. Возможно дополнительное
    скрытое подключение проводки.

Плюсы: малые размеры, высокая яркость.

Минусы: хрупкий корпус.

Novotech Solar 358019

Мощный стационарный светильник для крепления на вертикальной плоскости. Крупный плафон, яркий источник освещения хорошо осветят пространство на садовом участке.

Характеристики:

  • Материал – пластик.
  • Тип источника освещения – LED.
  • Степень защиты – IP54.
  • Номинальное напряжение – 3,7 В.
  • Ширина – 161 мм.
  • Высота – 90 мм.
  • Длина – 214 мм.
  • Число ламп – 1.
  • Мощность лампы – 12 Вт.
  • Общая мощность – 12,1 Вт.
  • Температура света – 6000K.
  • Площадь освещения – 3 метра куб.
  • Цвет основания – чёрный.

Плюсы: ярко светит, удобное крепление, чёткое срабатывание датчика движения.

Минусы: корпус из пластмассы может лопнуть на морозе.

SOLAR 33372

Оригинальный светильник в виде белой собаки, держащей старинный фонарь. Предназначен для установки на горизонтальной поверхности.

Характеристики:

  • Тип ламп – LED.
  • Количество плафонов – 1.
  • Арматура – пластмасса.
  • Материал плафона – пластик.
  • Высота – 25 см.
  • Длина – 15.5 см.
  • Ширина – 23.5 см.
  • Мощность – 0.06 Вт.
  • Номинальное напряжение – 3,2 В.
  • Тип цоколя – E27.
  • Тип пылевлагозащиты – IP44.

Плюсы: оригинальное украшение для беседки или веранды.

Минусы: нет датчика движения.

Solar Cube/Box LED 93774

Светильник для улицы с современным дизайном, предназначен для встраивания в горизонтальную или вертикальную поверхности – грунт, стены. Хорошо подойдёт для формирования кругового освещения дома.

Характеристики:

  • Количество ламп – 1.
  • Арматура – металл.
  • Тип плафона – стекло.
  • Высота – 4.5 см.
  • Длина – 10 см.
  • Ширина – 10 см.
  • Ширина врезного отверстия – 100 см.
  • Вес – 0.335 кг.
  • Мощность – 0.24 Вт.
  • Напряжение – 1,5 В.
  • Класс электробезопасности – III.
  • Тип цоколя – LED.
  • Тип пылевлагозащиты – IP67.
  • Температура цветовая – 2700 K
  • Световой поток – 3.6 лм.

Плюсы: срок службы (расчётный) – до 15000 часов, качество сборки. Выдерживает нагрузку до 500 кг.

Минусы: узкая сфера применения.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий