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

Виды садовых фонарей

Ландшафтные светильники устанавливают не только из практических соображений, но и для архитектурного украшения участка. Возможности солнечных фонарей в оформлении пространства безграничны:

Болларды. Фонари на столбиках часто можно встретить на улицах городов. Их используют для освещения площадок рядом с театрами, музеями, концертными залами. На дачном участке такими фонарями освещают дорожки, крыльцо дома, подъездные пути. Как правило, на даче болларды устанавливаются на летний период, а на зиму их заносят в подсобное помещение, чтобы сохранить аккумулятор.
Газонные. Маленькие фонари, преимущественно используются для декоративной подсветки газонов, цветников, второстепенных дорожек в саду. Также они применяются для дополнительной подсветки растений, которым для нормального роста необходим продолжительный световой день.
Фасадные. Крепятся на стену строения

Акцентируют внимание на каких-либо интересных деталях строений, служат для подсветки определенных участков рядом с домом. Для таких фонарей приходится выбирать солнечные участки

Только в этом случае они будут работать в полную силу.
Подвесные. Этими фонарями оформляют беседки, детские зоны, патио, развешивают на деревьях над скамейками. Они часто используются для декоративного оформления участка перед праздниками. Небольшие подвесные фонарики, развешанные на елке вместо шаров в предновогодние праздники, добавят садовой территории волшебства и очарования.

Декоративные. Светильники, выполненые в виде сказочных персонажей, камней, фигур животных, геометрических фигур. Главное предназначение у них — декоративное оформление территории. Поэтому свет у них мягкий, приглушенный. Декоративными светильниками оборудуют мостики, альпийские горки, фонтаны, небольшие пруды, экзотические деревья или интересные кустарники.
Плавающие. Изготавливаются специально для декорирования. Эти фонари дрейфуют по поверхности бассейнов и водоемов, освещают всю водную гладь. Не требуют монтажа, часто применяются для декорирования каркасных бассейнов.

Необходимо помнить, что декоративные светильники оборудуются не очень мощными аккумуляторами, которые в сильный мороз могут отключиться. На зиму желательно убирать эти приборы в помещение.

Автономные электростанции

Хорошим источником электроэнергии при любых погодных условиях служат универсальные солнечные электростанции СЭУ.

Монтаж СЭУ не требует выполнения земляных работ и укладки кабелей.

Хорошо зарекомендовали себя установки для освещения небольших населенных пунктов. От требуемой нагрузки и длительности солнечных дней используют модели:

  1. Модель СЭУ-1 снабжена аккумулятором емкостью от 45-200 А/ч. Пиковая мощность солнечной батареи составляет 40-160 Вт.
  2. Модель СЭУ-2 снабжена аккумулятором емкостью от 100-350 А/ч. Пиковая мощность солнечной батареи составляет 180-300 Вт.

При необходимости увеличения мощности СЭУ можно объединять в единую энергосистему. Установки удобны для вырабатывания и хранения электроэнергии за пределами населенных пунктов. От СЭУ можно подавать электроэнергию для работы пешеходных индикаторов и светофоров.

Использование солнечной энергии для качественного уличного освещения требует больших затрат. Но все расходы со временем окупятся за счет экономии электроэнергии.

Автономное уличное освещение на солнечных батареях

При массе плюсов уличное освещение при помощи отдельных светильников на солнечных батареях имеет существенный недостаток: запас энергии в аккумуляторах мизерный. После пасмурного дня его хватает всего на несколько часов. В  ясный солнечный день «лишняя» энергия пропадает, так как емкость аккумулятора ограничена и он не в состоянии принять больше. Проблему можно решить, если поставить мощную солнечную батарею, подключить к ней аккумулятор и светильники. В этом случае использовать можно любые светодиодные светильники, которые могут работать от 12 В.

Схема устройства автономного уличного освещения от солнечных батарей

Как пользоваться садовым фонарем на солнечной энергии

После покупки у пользователя может возникнуть довольно простой вопрос, как включить светильник на солнечных батареях и где его разместить. Здесь все довольно просто, ранее на устройствах был переключатель в выключенное и рабочее состояние. Но сегодня вы такие модели практически не найдете на рынке. Большинство современных светильников имеют в своем составе светочувствительный датчик, который автоматизирует работу устройства. Больше не нужно думать о том, как включить солнечные фонари, как только солнце зайдет и света будет недостаточно, датчик подаст сигнал и включит фонарь. Утром, когда взойдет солнце и станет светло, дачник снова сработает и отключит устройство, чтобы впустую не тратить заряд батареи.

Также новичков интересует вопрос о том, как зарядить фонарь на солнечной батарее, но здесь все также очень просто. Система работает в автоматическом режиме. Когда на солнечную панель, кремниевую или пленочную, попадает солнечный луч, он нагревает полупроводник. В результате высвобождаются отрицательно заряженные частицы (электроны), на их месте образуются пустые места, а частицы блуждают по кристаллической решетке. Воздействие магнитного поля приводит к образованию положительно и отрицательно заряженных частиц, а это уже становится причиной появления постоянного напряжения. На небольшой панели напряжение небольшое, но этого достаточно для зарядки аккумуляторной батареи садового фонаря.

Именно поэтому заряжать фонарь не нужно, он самостоятельно пополняет запасы энергии в аккумуляторе. При этом, если заряд будет максимальным, то коммутационная плата не будет подавать напряжение на батарею, чтобы не испортить ее. Для того чтобы панель днем полностью зарядила аккумуляторную батарею, необходимо следить за тем, чтобы светильник не находился в постоянной тени. Если он будет находиться на открытом участке и примет достаточное количество света, то все будет работать.

В ночное время солнечных лучей нет, энергия на панели не вырабатывается. Но так как она накапливалась в аккумуляторе, то светодиод работает, ведь он подключен к этому источнику постоянного напряжения.

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.

Светильники на солнечных батареях: краткая метрика и принципы работы

Осветительные приборы, механизм работы которых базируется на использовании энергии солнца, – оптимальное решение для мест, где отсутствует электричество или требуется проводка дополнительных линий. Однако ресурс любого светильника на солнечных батареях может быть ограниченным, что обусловлено не только емкостными характеристиками его аккумулятора, но и типом лампы.

Хотя такие фонари считаются автономными, об абсолютной независимости от источников питания здесь речь не идет, поскольку батарея нуждается в периодической подзарядке.

Что касается ламп, то проблему выбора отлично решают долговечные светодиоды, световой поток которых намного ярче, чем в лампах накаливания, а КПД – выше. Конструкционно «солнечные» светильники предельно просты:

  • аккумуляторная батарея, накапливающая энергию в светлое время дня и отдающая заряд ночью;
  • непосредственно солнечная панель, призванная преобразовывать энергию солнечного света в электрическую энергию;
  • датчик с фотоэлементом, который отвечает за автоматическое включение света с наступлением сумерек и его отключение, когда естественное освещение достигает определенных параметров;
  • преобразователь напряжения (контроллер заряда);
  • светодиодная или LED-лампа, которая может давать свет разной интенсивности и цветовой палитры (средние параметры мощности таких ламп – от 0,06 Вт, продолжительность эксплуатации – до 100 000 часов).

Все стили ландшафтного дизайна, список с фото Помимо этого в светильники такого рода опционально встраиваются дополнительные элементы в виде датчиков движения, регуляторов уровня света, разнообразных звуковых сигнализаторов – например, «собачий лай», музыкальная мелодия, имитация дверного звонка и т.д. Изготавливаются такие светильники обычно из устойчивых к коррозии материалов, чтобы защитить устройство от постоянной влажности (туманы, утренняя роса) и атмосферных осадков. Стекло, покрывающее нишу с лампой, может быть как закаленным, так и структурированным.

Стоимость моделей с закаленным стеклом существенно выше, и не только из-за лучших характеристик стекла, но и за счет более высоких показателей водонепроницаемости и пылезащиты.

Функциональность устройства обеспечивает герметичный аккумулятор типа NiCd со средним показателем мощности в 700-800 мА/ч. В течение дня он накапливает энергию, а с заходом солнца, когда срабатывает фотоэлемент, отдает ее в виде рассеянного света. К концу ночи, когда запас энергии в аккумуляторе истощается, может сработать контроллер заряда, чутко реагирующий на минимальный остаток мощности, и тогда светильник отключится еще до рассвета.

Есть модели, оснащенные аккумуляторами высокой емкости – такие батареи при полном заряде способны обеспечить бесперебойность работы светильника на протяжении заданного времени (6, 8 или 10 часов). Кроме того, значительной экономии заряда способствует наличие такого полезного вспомогательного элемента, как датчик движения. Опция позволяет задействовать освещение только при приближении к светильнику на определенное расстояние, а при отсутствии движения в заданном радиусе прибор останется неактивным.

Зачем платить деньги за уличное освещение

В последние годы можно увидеть уличные светильники не только возле частных домов, магазинов, кафе, офисов, но и на дачах, где владельцы появляются время от времени и ненадолго.

Казалось бы, зачем вкладывать деньги в освещение там, где хозяева бывают лишь изредка? Но в этом есть смысл.

Дача – место, куда приезжают отдыхать, наслаждаться покоем, обществом родных и друзей. Здесь должно быть уютно и красиво.

Кроме того, освещение на даче является определенным сигналом для злоумышленников. Оно свидетельствует о том, что дом не заброшен и в нем могут находиться хозяева.

Уличное освещение жизненно необходимо. Его в любом случае придется обустраивать. Вопрос лишь в суммах, которые придется вложить для его организации и эксплуатации.

Самый выгодный вариант – покупка уличных фонарей на солнечных батареях. Они не увеличивают счета за электроэнергию и не требуют никакого особого технического обслуживания.

Примеры уличных фонарей

Давайте, рассмотрим несколько примеров уличных светильников, работающих от солнечных батарей. Указанные модели могут использоваться как в частных домах, так и на городских улицах.

Olym-LED OL-YDW-003

Яркость этой модели около 15 лм. Аккумулятор, который принимает энергия от солнечной батареи, имеет ёмкость 1000 мАч. Его номинальное напряжение 1,2 вольта. Тип не сообщается, но, скорее всего, это никель─кадмиевый аккумулятор. Защита от пыли и влаги соответствует требованиям стандарта IP65.

Solar 10623-HA

Эта модель имеет аккумулятор ёмкостью 1000 мАч с номиналом 1,2 вольта. Мощность солнечной батареи составляет 0,25 ватт. Solar 10623-HA удовлетворяет нормам стандарта IP 55 по защите от пыли и влаги. Примерная стоимость 500─700 рублей.

В светильнике 6 светодиодов. Мощность его небольшая. Поэтому он не подойдёт для уличного освещения, а скорее, для подсветки фасада, ограды и т. п. Вернуться к содержанию

Alishow W1068

Яркость этого стильного фонаря составляет 60 лм. Аккумулятор с номинальным напряжением 1,2 вольта имеет ёмкость 900 мАч. Модель имеет стандарт защиты IP 33. Стоимость 1,2─1,5 тысячи рублей.

Фонарь имеет средние характеристики по своим характеристикам и цене. Солнечные панели в количестве 4 штук расположены на козырьке светильника. Вернуться к содержанию

Solar Lamp

Интересный светильник, который подойдёт для подсветки ограды, входной двери и т. п. Его яркость составляет около 400 лм. Аккумулятор имеет номинал 3,7 вольта и ёмкость 2000 мАч. Судя по всему, литиевого типа.

Солнечная батарея рассчитана на мощность 2,5 ватта. Стоимость светильника примерно 2 тысячи рублей. Стандарт защиты от пыли и влаги IP 65. Фонарь в режиме ожидания имеет тусклое свечение. Когда появляется движение и срабатывает датчик, он начинает работать на полную мощность.

Устройство светильника на солнечных батареях

Все уличные светильники на солнечных батареях, для дачи или для освещения городских улиц, имеют единую комплектацию. Независимо от формы, размеров, типа установки они состоят из следующих элементов:

  • лампа;
  • корпус;
  • плафон;
  • кронштейн или опорная конструкция;
  • аккумулятор;
  • контроллер;
  • солнечная батарея (фотоэлектрический элемент).

В продаже имеется большое количество светильников подобной конструкции. Все они имеют разные параметры, мощность, уровень яркости и прочие особенности. При этом, фонари для наружной подсветки имеют общую особенность — они не работают напрямую, как это делают часы или калькуляторы, поскольку уличное освещение используется в темное время суток, когда источника энергии на небе нет. Поэтому основным показателем качества фонаря будет емкость аккумулятора и ориентировочное время расходования заряда.

Принцип действия

Фотоэлектрические элементы в светлое время суток принимают поток солнечного света и вырабатывают определенное количество энергии, соответствующее типу конструкции панелей. Эта энергия передается аккумуляторной батарее, которая накапливает ее до полного заряда свей емкости. Если погода пасмурная, зарядка все равно будет происходить, так как некоторое количество энергии панели в любом случае отдадут, но полностью зарядить аккумулятор не удастся. Это сократит время работы фонаря в ночное время.

При наступлении сумерек срабатывает датчик, переключающий систему в рабочий режим. Энергия аккумулятора передается на инвертор, который преобразует ее в напряжение со стандартными параметрами, после чего оно подается на лампы. Их работа будет продолжаться либо до момента получения сигнала от датчика освещенности на рассвете, либо до полного разряда аккумулятора и прекращения подачи питания.

Существуют конструкции, которые работают по упрощенной схеме. Аккумуляторы накапливают энергию, которую отдают на светильник в том же виде. Это возможно для ламп, работающих на постоянном токе. Стоимость таких фонарей меньше, так как отсутствует большая часть аппаратуры, однако, работоспособность и длительность свечения весьма коротки.

Использование на дорогах

Осветительные системы на солнечных батареях, работающие на автомобильных дорогах, используют полноценную схему приема, накопления и преобразования энергии. Они устанавливаются на высокие опоры, позволяющие решить одновременно несколько задач:

  • обеспечение оптимального положения солнечных панелей для приема максимального количества энергии;
  • высокое расположение светильников способствует более широкому охвату площади;
  • аппаратура находится в недоступности для вандалов и злоумышленников.

Состав комплекта осветительного оборудования на солнечных батареях ничем не отличается от обычного набора устройств:

  • фотоэлектрическая панель;
  • аккумулятор, контроллер и преобразователь, размещенные в шкафу с аппаратурой;
  • лампа (как правило, светодиодная конструкция);
  • кронштейны, соединительные провода.

Система уличного освещения не допускает отказов или отсутствия света по каким-либо причинам. Поэтому качество аппаратуры, емкость аккумуляторов и прочие параметры оборудования подбираются с таким расчетом, чтобы гарантированно обеспечить ответственную часть дороги нормативным потоком света. Для этого требуется солидный запас мощности на случай многодневной пасмурной погоды. Излишки энергии, накопленные в солнечные дни, сбрасываются в сеть или направляются на питание киосков, расположенных поблизости.

Подсветка пешеходных переходов

В темное время суток, особенно в межсезонье, когда видимость на дорогах резко снижается, необходима качественная подсветка пешеходных переходов. Эффективным способом подсветки является использование автоматических светильников на солнечных батареях. Они зажигаются по сигналу от датчика движения и горят, пока человек не перейдет на другую сторону. Состав комплекта обычный, дополненный устройством контроля движения и реле, обеспечивающим работу светильника в течение нужного для перехода отрезка времени.

1 Solar Motion Sensor Light

Конструкция светильника отличается компактностью (9,5х12,4х4,8 см), эргономичностью, удобством монтажа. В качестве креплений в комплект входят и специальный скотч, и прочные шурупы. Блок управления находится на фасадной части модели. С помощью расположенной слева кнопки можно при необходимости полностью отключить работу приспособления. Правая кнопка контролирует функционирование встроенного датчика движения.    

При выборе данной модели следует обратить внимание на количество интегрированных светодиодов. В продаже есть несколько разновидностей устройства. LED-лампа излучает яркий белый свет, обеспечивая видимость в радиусе до 15 метров под углом 120 градусов

В пластиковом корпусе находится аккумуляторная батарея емкостью 1200 мАч, благодаря чему рабочая зона освещается непрерывно в течение 8-10 часов. Преимуществом приспособления является и малый вес (180 граммов). К тому же фонарь допускается использовать внутри помещений (гаражей, кладовок и т. п.)

LED-лампа излучает яркий белый свет, обеспечивая видимость в радиусе до 15 метров под углом 120 градусов. В пластиковом корпусе находится аккумуляторная батарея емкостью 1200 мАч, благодаря чему рабочая зона освещается непрерывно в течение 8-10 часов. Преимуществом приспособления является и малый вес (180 граммов). К тому же фонарь допускается использовать внутри помещений (гаражей, кладовок и т. п.).

Обновлено: 30-07-2019

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

Вся правда о садовых фонариках на солнечных батареях

Я измерил энергопотребление копеечных садовых фонариков на солнечных батареях, скорость зарядки на прямом солнце, в облачный день и в тени. Картина получилась весьма интересной.

Это рассказ не столько про конкретные фонарики, сколько вообще про практическую сторону работы светильников на солнечных батареях.

Главное отличие фонариков в солнечной батарее. И там и там она пленочного типа, но из разных материалов. Также в старом фонарике был установлен Ni-MH аккумулятор АА емкостью 600 мА·ч, в то время как в новом он меньшего размера (ААА) и емкостью всего 100 мА·ч. Это закономерное удешевление, благодаря которому цена на эти фонарики после скачка доллара изменилась не так сильно.

Энергопотребление у обоих светодиодов в фонариках оказалось одинаковое и составило около 12 мА (

14 мВт·ч). Это значит, что при полностью заряженном аккумуляторе новый фонарик сможет проработать 8-9 часов, а старый (только в теории) 45-50

Но тут важно помнить, что работая в условиях постоянной недозарядки (об этом чуть ниже) Ni-MH аккумуляторы быстро теряют свою емкость, потому более емкий аккумулятор в старом фонарике оказался бы предпочтительнее только с той точки зрения, что он проработал бы на годик подольше

Теперь разберемся с мощностью панелей и зарядкой.

Использование на дорогах

В основном, это высокие столбы с закрепленными на них светодиодными фонарями и фотомодулями. Устанавливают опоры методом заглубления в грунт, закреплением на твердом покрытии.

В систему освещения входят:

  • светильник, работающий на светодиодах;
  • несколько солнечных батарей;
  • контроллер регулирования зарядки аккумулятора и включения-выключения системы;

  • аккумулятор для подачи электричества на светодиоды и последующее его накопление от солнечной батареи;
  • защитный шкаф для аккумулятора и контроллера;
  • регулируемые крепления для фотомодулей.

Установленные датчики освещенности дают команду контроллеру для включения света в темное время суток и выключения его днем. Автоматическая работа системы позволяет рационально использовать энергию аккумулятора.

При избытке вырабатываемой электроэнергии ее направляют для электроснабжения светофора или установленного рядом киоска.

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.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий