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

Рекомендации по выбору

А ведь совсем недавно солнечные батареи были новинками и считались дорогостоящими источниками энергии. В настоящее время в садовые светильники при изготовлении устанавливаются небольшие панели. Во время светового дня энергия накапливается в батарее, а в темное время суток она даёт питание осветительному прибору. Подобрать оптимальный вариант освещения из образцов, представленных на отечественном рынке, можно воспользовавшись рекомендациями опытных экспертов. Первое требование: светильник должен быть не только внешне красивым, но быть ещё экономным и производительным.

Придомовая территория обязательно должна иметь освещение входа, дорожек и различных зон.

Фонари на солнечных батареях — это лучший способ для обустройства загородных владений. Многие приборы достаточно просто вкопать в землю, на эту процедуру уходят считанные минуты.

Преимущества таких устройств:

• независимость от электросети из-за влияния солнечной энергии;
• экологичность;
• простота установки (не нужны провода, соответственно, экономится время и материальные ресурсы;
• безопасность моделей;
• отсутствие необходимости ежедневного обслуживания;
• современный декор, служащий для украшения ландшафта;
• возможность оборудовать осветительные приборы датчиками движения и звука:
• выбор любого количества ламп.

Не обходится и без недостатков:

• в холодное время года из-за переохлаждения аккумулятора может произойти сбой, а летом возможен перегрев;
• почти все светильники не ремонтопригодны;
• в короткий световой день аккумулятор плохо заряжается, и фонарь может эффективно работать всего пару часов;
• простотой установки пользуется похитители;
• световой поток недостаточно мощный по сравнению со стационарными светильниками, поэтому модели в основном служат для украшения сада.

Разновидности и критерии выбора

Фонари делятся на несколько типов. Первая большая группа — это настенные светильники. Они предназначаются для стационарного крепления. Эффективная подсветка делает дом или вход очень красивым. Существенный недостаток таких моделей — необходимость устанавливать такие элементы только на солнечной стороне сооружение. Бывают парковые фонари огромных размеров. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали и отличаются громоздкостью, конструкция имеет высокую степень герметичности. Фонари имеют способность работать длительное время, иногда несколько суток в пасмурную погоду. К этой же группе можно отнести встраиваемые приспособления. Их можно монтировать в элементы фасада, например в лестничные пролёты.

Газонные светильники очень компактны и более доступны. Они работают на светодиодах и потребляют минимальное количество электроэнергии. Такие лампочки украшают газоны, дорожки и садовые участки. Пользуются популярностью также грунтовые разновидности.

Разнообразен и дизайн. Торговые сети представляют приборы, имеющие разную форму и стиль. Дизайн можно выбирать в зависимости от ландшафта участка и экстерьера дома. Бывают модели в виде шара, они подходят для освещения входа или двора. Прямоугольные и конусообразные конструкции, помогут красиво подсветить фасад жилого здания или беседки. Цилиндрические приборы гармонично освещают газоны и прекрасно выделяют дорожки

Важным показателем является степень защиты. Пыле- и влагозащита определяется по специальному обозначению в виде латинских букв IP и цифр. Чем больше числовое значение после литер, тем герметичней изделия. При IP, равном 44 и выше обеспечивается максимальный уровень защиты. Датчик движения — не менее важный элемент прибора. Чтобы светильники не работали всю ночь, а только по мере необходимости, приборы оснащены датчиками движения. Они включают лампочку в тот момент, когда к датчику будет приближаться объект. Это позволяет экономно расходовать электроэнергию.

Устройство светильника на солнечных батареях

Уличные светильники на солнечных батареях могут иметь различную форму, внешний вид, способ установки, но все они состоят из определенного набора элементов:

• Солнечная панель или батарея. Устройство, которое перерабатывает солнечную энергию в электрическую. Находится может на разных частях светильника, но обращено вверх — чтобы лучше улавливать солнечные лучи.
• Аккумулятор. В нем в светлое время суток накапливается электрическая энергия.
  Устройство светильника на солнечных батареях
• Осветительный блок. Это обычно корпус, светодиодная лампа и плафон.
• Контроллер, который включает/выключает подачу электроэнергии на осветительный блок.
• Крепление для установки/подвешивания.

Как вы поняли, принцип работы такой: в светлое время суток солнечные лучи улавливаются солнечной панелью, где превращаются в электрическую энергию и передается а аккумулятор. При наступлении сумерек (освещенность 20 Лк) контроллер включает подачу электроэнергии, светодиодная лампа загорается. Утром на рассвете (при освещенности 10 Лк) освещение отключается.

Достоинства автономного солнечного освещения на улице

Перед описанием преимуществ следует отметить, что часто автономное уличное освещение лишь частично зависит от солнечного света, так как некоторые места участка придется освещать стационарно. Это связано с тем, что светильники на солнечных батареях не всегда освещают пространство достаточно ярко.

Светильники, работающие на солнечных батареях, имеют несколько преимуществ:

1. Описываемые устройства для дачи не нужно никуда подключать, они работают автономно. После установки они готовы к работе и не требуют дополнительных работ. Выключение таких устройств происходит автоматически благодаря датчикам.
2. Светильники на солнечных батареях не требуют специального ухода. Иногда необходимо протирать фотоэлементы от пыли и загрязнений.
3. Долговечность. Описываемые устройства могут работать больше 10 лет.
4. Светильники являются безопасными, так как они работают от низкого напряжения.
5. Если светильники приобретаются для дачи, можно найти светильники. Которые можно установить временно, а в зимнее время убрать их в помещение.

Таким образом, светильники для дачи, которые работают на солнечных батареях, могут позволить сэкономить большое количество денег, которое могло быть потрачено на освещение.

Уличное освещение на солнечных батареях: фото-идеи

В этом разделе собраны интересные на наш взгляд идеи подсветки участка и светильники, работающие от солнечных батарей.

Подсветка дорожкиЕсть светильники с выносными солнечными батареями. Сам световой модуль можно разместить в тени или в доме, а батарею выставить на солнечное местоИнтересный декорФормы и цвета могут быть разнымиИнтересные подвешиваемые светильники на солнечных батареяхПравильно сделанное уличное освещение на солнечных батареях смотрится декоративноМодели могут быть необычнымиПодсветка потенциально опасных местТакие плафоны легко снятьСветовой поток направлен вдоль дорожки

Плюсы и минусы освещения на солнечных батареях

Устройство освещение двора, сада, придомовой территории требует больших затрат — требуется не только установить светильники, но и проложить кабель. Более надежна подземная укладка кабеля, а это большой объем земельных работ, плюс солидные затраты на кабель, так как он должен быть в защитной оболочке, а лучше — в броне. Но это не все — в процессе эксплуатации приходится оплачивать солидные счета за электроэнергию — освещение работает ежесуточно, по 6-8 часов. Частично решить проблему может уличное освещение на солнечных батареях.

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.

Обзор лучших светильников на солнечных батареях

Хороший фонарь на солнечных панелях не получится купить за низкую цену. Если необходимо не только украсить территорию, но и осветить ее, то обязательно необходимо учитывать качество изделия.

Хорошо себя зарекомендовали такие светильники:

1. Star Alliance YH0607A-PIR. Корпус данного изделия герметичен, есть датчик движения, система регулирования режимов освещения.
2. MJJC-SLYF170. Модель небольшой мощности, используется невысоко над землей. Хороший выбор для подсветки ступенек, нижней части стен домов.
3. MK02500. Фонарь применяется для крепления к стенам, корпус водо- и пыленепроницаемый.
4. ZY-TYN-T10W. Изделие дорогое, но расходы полностью окупаются. Плюсы данной модели – мощность, наличие датчика движения, надежность и долговечность.
5. RDF YD04. Устройство оригинального дизайна и высокого качества. Эта модель имеет узкую сферу использования, поскольку светит не очень ярко.
6. Sunlight M3. Изделие небольшой мощности. Их размещают сразу несколько штук. Плюсы – стильный дизайн, невысокая стоимость в сравнении с остальными моделями.
7. Solar Lamp. Интенсивность освещения зависит от датчика движения. Как только он срабатывает, фонарь светит на полную мощность. Отличный выбор для освещения входной двери.

Светодиоды долговечны и не выйдут из строя на протяжении всего срока службы светильника

Это далеко не полный ассортимент качественных фонарей на солнечной батарее, есть и другие модели, достойные внимания.

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.

Автономное солнечное освещение на улице: плюсы и минусы

При всей своей необходимости, уличное освещение — весьма затратная статья. Даже на участке частного дома оплата электроэнергии, использованной на наружное освещение, составляет заметную сумму, а если оценить расходы в масштабах города, то величина расходов возрастает в сотни раз.

Вариантов снижения затрат найдено немало. Один из привлекательных вариантов — уличное освещение на солнечных батареях, позволяющее исключить потребление энергии из сетевых источников. Рассмотрим, насколько эта идея способна решить проблему и заменят ли «солнечные» фонари традиционные технологии наружного освещения.

Схема и устройство фонарей

 Конструкция осветительных приборов на солнечных батареях очень проста. Здесь используется принцип преобразования энергии солнечных лучей в электрическую путем фотогальванической реакции. Энергия фотонов передается электронам кремниевой пластины, в результате чего образуется постоянный электрический ток.

Солнечный фонарь состоит из следующих составных частей:

• Встроенная солнечная батарея – основная часть прибора освещения. Фотоэлектрический модуль на полупроводниках отвечает за трансформацию энергии солнечного света в электроэнергию. В современных солнечных батареях может использоваться не только кремний, но и другой полупроводниковый материал. От этого зависит мощность батареи, а значит и стоимость светильника.
• Аккумулятор (элемент, где происходит накопление электрической энергии) соединен с солнечной панелью при помощи диода, способного проводить электроэнергию лишь в одну сторону.
• Блок освещения. В садовых светильниках применяют светодиодный осветительный элемент. Он расходует энергию наиболее экономно, практически не нагреваясь.
• Удобный, эстетичный корпус. Сюда заключены все рабочие элементы светильника. Основные его свойства – устойчивость к воздействию окружающий среды (ультрафиолету, влаге, высоким и низким температурам). Над корпусом размещают защитный плафон, способствующий рассеиванию светового потока.
• Контроллер или выключатель. Садовые светильники могут переключаться в режимы «включено-выключено» вручную (часть моделей управляется в дистанционном режиме). Современные модели содержат фотореле, и тогда процесс включения-выключения осуществляется автоматически. Для более экономного расходования заряда, некоторые модели оборудуют датчиками движения.
• Опора светильника является, одновременно, декоративным элементом и определяет, на какой высоте будет располагаться осветительный прибор.

Схема устройства солнечной лампы:

В светлое время суток выключатель (или фотореле) находится в позиции «выключено»

На рассвете осветительный блок выключается, снова начинает работать миниэлектростанция «солнечная батарея – аккумулятор». Мощность батареи зависит от ее площади и ограничивается размерами светильника.

В садовых осветительных устройствах используются батареи, преимущественно, пленочного типа.

Дополнительная информация здесь.