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

Эффективность

Погодные условия разных регионов влияют на функциональность освещения:


  1. В регионах с короткими солнечными днями будет происходить не полный заряд аккумуляторов. Это существенно снизит время работы фонарей в ночное время.
  2. Отрицательные температуры подвергают аккумулятор к сбоям в работе. Сильная и длительная жара приведет к перегреву полупроводников и выходу их из строя.
  3. Для правильного поглощения энергии солнечными батареями в жарких климатических условиях необходимо использовать систему охлаждения.
  4. В ветреных регионах с большим количеством пыли в воздухе происходит быстрое загрязнение защитного стекла солнечной батареи, что снижает работоспособность прибора.

Полезная информация: наиболее эффективно уличное освещение будет работать в регионе с максимальным количеством солнечных дней и умеренным климатом.

Комплектация солнечных батарей

Несмотря на кажущуюся простоту и элегантность солнечные приборы для освещения — довольно сложное оборудование, которое складывается из:

  1. Корпуса. Конфигурация и материал, из которого он изготовлен, может быть различен — от металла до дерева. Также сильно отличается способ монтажа — от настенного и подвесного до специальных опор для установки на грунт.
  2. Источник света. Как правило, в качестве источника света применяются лампы на светодиодах;
  3. Плафон. Обязательный элемент. Выполняет две функции. Это и защита лампы, и рассеиватель света лампы.
  4. Аккумуляторная батарея. Непременная составляющая схемы питания уличного светильника. В вечернее и ночное время он отдает накопленную за световой день электроэнергию светильнику.
  5. Солнечный модуль. Нужен как преобразователь энергии солнца в электрическую.
  6. Датчик света. Реагирует на изменение смены дня и ночи, что позволяет уличному светильнику включаться и отключаться автоматически.

Кроме того, в работе светильника принимают участие стабилизаторы, диоды, катушки индуктивности. Все они работают над тем, чтобы обеспечить нужные параметры для бесперебойной работы всего уличного освещения.

Если нет необходимости в постоянной службе  светильника в ночное время, схему регулирования допускается дополнить датчиком движения. Таким образом, уличный фонарь будет включаться именно тогда, когда в его зоне появится человек.

Выбор светильников на солнечных батареях

Из-за огромного разнообразия представленных на рынке светильников с солнечными батареями довольно просто потеряться при выборе нужной вам модели

Поэтому мы рассмотрим наиболее актуальные критерии выбора, на которые стоит обратить внимание, чтобы купленное оборудование удовлетворяло ваши ожидания

Мощность

Определяет интенсивность освещения территории и пространства, но с учетом конструктивных особенностей источника. Как уже говорилось, наиболее эффективными являются светодиодные лампы за счет идеального соотношения вырабатываемого светового потока к расходуемой мощности

Поэтому обращайте внимание не только на мощность, но и на уровень освещенности, так как слабые модели предназначены для подсветки дорожек, а наиболее мощные для общего освещения прилежащих территорий и загородных участков. Если вы собираетесь использовать лампы накаливания или люминесцентные, стоит учитывать соотношение мощности и светового потока между ними

Таблица: соответствие мощности в Вт для разных типов ламп

Светодиодные Люминесцентные Накаливания
1 3 15
3 7 35
5 11 50
7 15 70
9 19 90
12 25 120
15 31 150
18 36 180

Класс защиты

Данный параметр определяет устойчивость прибора освещения к воздействию внешних факторов. В паспортных данных он обозначается как аббревиатура IP с двумя цифрами, первая из которых обозначает степень защищенности от мелких пылинок и мусора, а вторая указывает герметичность светильника и устойчивость к проникновению влаги. Оптимальным вариантом считаются устройства уличного освещения с классом защиты от IP44 и выше. Конкретный параметр лучше подбирать в соответствии с климатическими особенностями местности, в которой будет устанавливаться фонарь на солнечных батареях.

Материал корпуса

Корпус может изготавливаться из металла, дерева, полимера и стекла. В зависимости от модели, существуют как изделия из одного материала, так и комбинированные. Выбирая конкретный аппарат освещения на солнечных батареях, лучше исходить из практичности модели – материал корпуса для уличных или садовых фонарей обязательно должен быть прочным и устойчивым к механическим воздействиям. Если это декоративные модели, расположение которых существенно ограничивает к ним доступ, можно устанавливать светильники со стеклянным плафоном.

Вид и способ монтажа

По виду и способу монтажа светильники уличного освещения подразделяются на такие категории:

Грунтовые – используются для освещения дорожек, декоративной подсветки, ориентиров. Особенностью таких моделей является погружной штык, который заглубляется в грунт, позволяя зафиксировать устройство. Отличаются длиной ножки и высотой расположения плафона. 

Настенный светильник — применяется как для декоративной подсветки, так и для освещения придомовой зоны. Сложность установки заключается в грамотном выборе положения по отношению к сторонам света, чтобы солнечная батарея максимально продолжительно находилась на свету. 

Подвесные – могут располагаться на любых конструктивных элементах хоть с жесткой фиксацией (балки, кронштейны и т.д.), хоть с гибкой (тросы, растяжки и прочие).

Встраиваемые — образуют единую конструкцию с какими-либо элементами постройки или дизайна (ступеньки, столбы, садовые дорожки и т.д.) 

Устройство и принцип действия

Работают уличные светильники благодаря накопленному аккумулятором заряду от солнечной батареи.

В пасмурный день заряд аккумулятора будет происходить от дневного света, но время беспрерывной работы фонарей уменьшится в несколько раз.

Лампа осветительного прибора автоматически включается от фотоэлемента, реагирующего на естественное уличное освещение. После отключения фонаря в дневное время аккумулятор переходит на накопление энергии. На всех моделях светильников имеются выключатели, и при необходимости их можно отключать вручную.


Экономные лампочки фонарей выполнены из блоков, включающих несколько светодиодов. Маленькие декоративные модели в основном оборудованы одним светодиодом средней мощностью 0.06 Вт.

Фонари оборудованы никель-кадмиевым аккумулятором средней мощности 600-700 мА/ч. Заряд аккумулятора выполняется за счет батареи, преобразовывающей солнечную энергию в электрическую.

Многообразие моделей светильников позволяет разнообразить декор домашнего участка: сделать светящиеся деревья в саду, украсить пруд, выполнить подсветку хозблока и многое другое.

Монтаж освещения легко выполнять находящимися в комплекте креплениями и опорами.

Электрические элементы фонарей надежно защищены от влаги и грязи плафоном. Степень защиты осветительного прибора указана на упаковочной коробке с обозначением IP.

Возьмите на заметку: для удобства управления домашним освещением можно воспользоваться специальными пультами или датчиками движения, реагирующими на проходящего человека.

Автономные электростанции

Установка для освещения СЭУ-1

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.

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.

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.

Места использования

В зависимости от места размещения и выполняемых задач устройства уличного освещения подразделяются на такие категории:

  • парковые фонари – обеспечивают светом большие территории, имеют высокую ножку с подставкой внизу.
  • уличные фонари – предназначены для освещения улиц, подвешиваются или монтируются на столбы и опоры, конструктивные элементы зданий и т.д.
  • для подсветки беседок, террас, веранд и других полуоткрытых построек, расположенных на улице.
  • садовые фонарики для освещения дорожек – являются не только указателями тротуара, но и создают достаточную видимость, чтобы ориентироваться на них в темноте.
  • декоративные – предназначены для украшения придомовых и садовых участков.

Покупаем светильник на солнечных батареях

На современном рынке выбор светильников для работы на придомовой территории довольно велик. Не трудно и растеряться от такого разнообразия.

Мы подскажем, на что следует обратить внимание в первую очередь

Мощность

От того насколько мощным будет источник света зависит и площадь освещаемого пространства. Современные реалии таковы, что покупатель уже знает преимущества светодиодных ламп. Для моделей, которые будут использоваться для подсветки дорог или художественного оформления сада мощные модели не нужны.

Для того чтобы лучше ориентироваться людям на машинах на территории загородных участков есть более мощные модели.

Чтобы облегчить ориентирование среди всего многообразия лампочек мы собрали в одну таблицу все лампочки:

  • светодиодные;
  • люминесцентные;
  • лампы накаливания.

И сгруппировали их по мощности:

Класс защиты

Так как предполагается, что наши светильники будут использоваться на улице, то параметр “Класс защиты” показывает насколько наш светильник защищён от воздействий внешней среды.

Нам важна характеристика прибора по классу IP.

Из таблицы хорошо видно, что для уличных светильников оптимальным будет класс защиты IP44, но можно и выше, а стоить будет дороже.

Но таблица только помогает подобрать нужный прибор с нужным классом защиты. А, вообще говоря, нужно сначала ориентироваться на климатические особенности местности, где этот фонарь будет установлен.

Материал корпуса

Вот тут трудно давать советы. Нет, конечно, чтобы наружное освещение больших территорий служило долго, нужнее прочные и долговечные материалы.

А если это декоративные светильники, то их корпус может быть изготовлен из чего угодно — металл, пластик, стекло да даже дерево. Тут важнее сами солнечные батареи. Они должны быть качественными.

Виды светильников и способы установки

Как уже говорилось, разнообразие светильником большое.

По виду и способу монтажа они разделяются на:

  1. Грунтовые — в основном используются для оформления садовых тропинок, подсветки, как элемент декорации или ориентир. Длину и высоту ножек можно подобрать по своему вкусу.
  2. Настенные — очень выгодно выделяют участок стены. Может применяться и как элемент подсветки придомовой зоны.
  3. Подвесные — можно подвесить в любом месте придомовой территории. Монтировать либо на цепях, или на тросе и тому подобное.
  4. Встраиваемые — углубляются в элемент конструкции. Служат как подсветка садовых дорожек или мест парковки.

С этим читают