Как работают уличные фонари на солнечных батареях

Системы уличного освещения на солнечных батареях для дачи и загородного дома

Осветительные приборы используются не только для подсветки улиц в темное время суток, но и являются важным элементом ландшафтного дизайна. Наружное освещение на улицах служит для обеспечения дополнительной безопасности при передвижении и для оформления садовых и дачных участков возле дома.

Используя автономное освещение на солнечных батареях, можно обеспечить необходимой подсветкой любой участок, даже не имеющий подключения к электросети.

Благодаря особенности конструкции автономных систем, можно решить одновременно несколько проблем:

• Альтернативные источники энергии не причиняют вреда окружающей среде, легки в обслуживании и монтаже.
• Питание от солнечных батарей не требует дополнительных финансовых затрат и поможет снизить расходы по обслуживанию дачного или садового участка любого размера.
• Солнечные светильники служат прекрасным элементом декора и широко используются в ландшафтном дизайне.
• Системы освещения, работающие на солнечных батареях, имеют различные модификации, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант.
• Незаменимы при отсутствии подключения электросети. Могут служить как временным, так и постоянным источником освещения вне помещения. Наиболее эффективны во время строительства дачи или загородного дома, для оформления ландшафта и приусадебного участка.

Конструкция и принцип действия

По принципу работы солнечные батареи сходны с аккумулятором — в течение всего дня энергия накапливается, в вечернее время отдается. Стандартное рабочее время светильника 8–12 часов. Включение и отключение происходит в автоматическом режиме. Автономное уличное освещение на солнечных батареях может работать несколько лет без необходимости замены.

Основные элементы конструкции

• Солнечные батареи. С их помощью электроэнергия преобразовывается из излучений солнца. В зависимости от светового дня, погоды, заряда может хватать на 6–12 часов бесперебойной работы. Модуль заряжает аккумуляторы и в пасмурную погоду, однако интенсивность заряда заметно снижается. При условии пасмурной погоды заряда хватает до четырех часов.
• Аккумулятор. В нем накапливается вся полученная электроэнергия. При правильной эксплуатации может служить до 10–12 лет.
• Блок управления. С его помощью включается и отключается уличное освещение на солнечных батареях.
• Лампы для освещения. Обычно используются светодиоды.

Автоматическая работа достигается путем наличия встроенных фотоэлементов. Аккумулятор способен обеспечить несколько сотен циклов включения и выключения.

Виды осветительных приборов

Разновидностей автономных систем достаточно много. Они отличаются не только размерами и формой, но и мощностью. Основные виды осветительных приборов, используемые для оформления дачного и садового участка:

• Светильники на коротком столбике. Фонарик с лампой для подсветки газона, дорожек, аллей и бордюров. Форма может быть любая, чаще всего заостренная.
• Фонарь ландшафтный. Обычно используется для освещения парковой и садовой зоны. Плафон размещается на высокой ножке, служит дополнительным источником света возле ворот, скамеек, водоема.
• Настенный светильник. По форме могут быть любыми, крепятся на стену. Обычно используются для декорирования фасада жилого здания и беседок. Подходят для освещения большой территории.
• Подвесные и декоративные светильники, гирлянды. Подходят для освещения крыльца, скамейки, садового столика, беседки, зоны барбекю. В качестве декоративного элемента используются для подсветки зеленых насаждений, наружного освещения здания и крыши. Подойдут для оформления веранды и лестницы.

Плюсы и минусы

Автономная система освещения имеет ряд особенностей. Среди преимуществ стоит отметить:

• Основным преимуществом солнечной энергии является экономичность.
• В отличие от электрических ламп накаливания они более эффективны и универсальны. Накопление энергии осуществляется даже при отсутствии прямых солнечных лучей.
• По желанию можно использовать системы не только для уличного, наружного освещения, но и внутри небольших помещений.
• Для установки осветительных приборов не требуется наличие электропроводки.
• Возможность монтажа в любом месте, независимо от ландшафта.
• Не требует дополнительных финансовых затрат.
• Декоративные свойства. Могут использоваться для освещения дорожек в саду, зонирования сада, для оформления деревьев и кустарников.
• Долговечность. В среднем, рабочий ресурс светильника около десяти лет. При правильном монтаже и уходе возможен более длительный срок эксплуатации.
• В зависимости от требований к нагрузке, светодиодный светильник можно заменить на более мощный.
• Безопасность. Даже в дождливую погоду нет опасности замыкания и возгорания.

К недостаткам можно отнести:

• Погодные условия. Несмотря на то что батареи устроены таким образом, что способны накапливать не только прямой, но и рассеянный свет, их работоспособность во многом зависит от изменений погоды. Таким образом, они не всегда будут подходящим вариантом для использования в регионах с минимальным количеством солнечных дней в году.
• В случае поломки не подлежат ремонту.
• При низких температурах в зимнее время может быть сбой в работе аккумулятора.

Светильники на солнечной энергии — доступная возможность обеспечить дачный участок и садовую территорию необходимой подсветкой. Благодаря удобству, безопасности и экономичности установки и обслуживания, подобные системы освещения служат прекрасной альтернативой электрооборудованию.

Схема садового светильника на солнечных батареях. Садовый фонарь. Устройство и ремонт садового светильника на солнечных батареях

Иногда территория, примыкающая к загородным домам и дачам, используется в вечернее и ночное время. Чтобы не получить травмы, а также для поддержания имиджа, применяют садовые фонари на солнечных батареях, которые позволяют не только освещать территорию, но и придавать ей неповторимый декор.

Устройство и принцип работы

Для того чтобы понять принцип работы рассматриваемого оборудования, необходимо разобраться со схемой садового светильника на солнечных батареях. Составными элементами данного устройства являются:

• блок освещения (светодиод, как правило);
• преобразователь энергии;
• устройство, осуществляющее контроль включения и отключения;
• аккумулятор;
• крепеж.

Сам светильник состоит из корпуса, в котором находится светодиод. Рядом расположены контрольная плата и аккумулятор. Над ними находится фоторезистор, солнечная панель и защитное стекло.

Днем при солнечной погоде преобразователь аккумулирует солнечную энергию и преобразует ее в электрическую, которая поступает в аккумулятор. Данная энергия и позволяет функционировать садовому фонарю в темное время суток.

Более дорогие модели данных устройств имеют контроллер движений, который автоматически включает светильник при приближении человека.

В устройство садового светильника на солнечных батареях входят транзистор или микросхема, выполняющие функцию датчика, с помощью которых светодиод отключается при полном разряде батареи либо может уменьшать яркость освещения в случае потери части заряда.

Основные характеристики

Качество подобного устройства определяется применяемым кремнием. В недорогих светильниках используют его поликристаллическую или аморфную разновидности. Монокристаллический кремний может работать в любой сезон, он стоек к агрессивному воздействию. Если нет возможности приобрести монокристаллический элемент, лучше использовать мультикристаллические солнечные батареи.

Для придания долговечности изделиям их покрывают специальной пленкой.

Производители стали изобретать маркетинговые ходы для скрытия некоторых изъянов своей продукции. В частности, поликристаллические устройства стали называть уличными светодиодными фонарями, но срок их нормальной службы составит только один сезон.

Длительным сроком эксплуатации могут похвастаться брендированные устройства. Здесь достаточно мощный фотоэлемент, солнечный свет в него попадает в глубокие слои, что обеспечивает стабильную работу светильников в течение продолжительного времени. У китайских светильников толщина фотоэлемента сравнима с фольгой, поэтому срок службы его гораздо меньше.

На освещение оказывает влияние и структура стекла. При преобладании дней с пасмурной погодой лучше использовать текстурированное стекло, поскольку оно накапливает излучение, в то время как гладкая поверхность способствует его частичному отражению. Наиболее дорогое и долговечное покрытие — закаленное стекло.

Положительные стороны устройств

Садово-парковые светильники на солнечных батареях способствуют облагораживанию таких зон отдыха, как сады, парки, скверы. Данные устройства могут быть снабжены никель-металл-гидридными аккумуляторами, что позволяет им включаться при наступлении темноты, отключаться и начинать заряжаться при наступлении утра.

В настоящее время светильники выпускаются в различных исполнениях. В основном производятся традиционные столбики, имеющие различную высоту, а также гирлянды. Помимо этого начали выпускать светильники в виде собак, кошек, гномов, улиток и других потенциальных обитателей зеленой зоны. Также производители предлагают приборы в виде светильников, вокруг которых летают бабочки.

Рассматриваемые устройства не нуждаются во владении основами установки электропроводки, поскольку схема садового светильника на солнечных батареях не подразумевает подвода к нему электричества, что обеспечивает экономию финансовых средств их владельцам.

Свет, падающий от данных фонарей, не бьет по глазам, поскольку не является сверхъярким.

Данные светильники являются автоматическим оборудованием и могут обмануть воришек в случае имеющегося у них злого умысла напасть на вашу недвижимость.

Они не требуют осуществления работ по заземлению и полностью безопасны как для людей, так и для окружающей среды.

Не требуется какого-либо особого ухода за ними.

При этом срок эксплуатации рассматриваемых видов светильников достаточно продолжительный.

Так как они эксплуатируются на открытой местности, производители предусматривают для них высокий уровень защиты от неблагоприятных факторов погоды.

Отрицательные аспекты

Схема садового светильника на солнечных батареях не предусматривает использования безразмерных аккумуляторов, поэтому подобные устройства имеют ограниченный срок освещения, который, как правило, не превышает 8 часов. Эта цифра достижима в том случае, если весь день стояла хорошая солнечная погода. Пасмурная погода значительно снижает время работы, доводя его до 4-5 часов.

К отрицательным сторонам можно отнести и одну из положительных сторон: неяркий свет. Возможно, некоторым местам необходимо быть хорошо подсвечеными, а это потребует дополнительной установки электрических фонарей.

В некоторых случаях имеются отзывы от покупателей, что светильники плохо работают или совсем не светят во время выпадения осадков.

При приходе зимы они требуют демонтажа, поскольку отрицательные температуры могут вывести аккумулятор из строя.

Типы рассматриваемого оборудования

Наиболее практичен для сада светильник с укороченной ножкой. При этом монтирование осуществляется простым вдавливанием устройства в землю с помощью рук.

Среди достаточно тускло светящих фонарей встречаются прожекторы. В случае если мощность солнечной лампы составляет 10 кВт, то мощность прожекторов эквивалента 100-ваттной лампе накаливания.

Бывают подвесные типы светильников. Их применяют в качестве элемента декора сада, размещая на ветвях деревьев или беседках. Чаще всего подобные садовые светильники на солнечных батареях — шары, собранные в гирлянду.

Настенные модели применяются для освещения фасада дома. Эксплуатируются при прикреплении к нему.

Улучшаем садовые светильники

Наиболее дешевыми моделями являются китайские. Со временем к покупателю таких товаров приходит понимание того, что нужно что-то сделать, чтобы улучшить их конструкцию или эффективность действия. При улучшении происходит замена некоторых элементов светильников на более мощные. Таким образом, можно заменить аккумулятор или светодиод, а также дроссель, используемый в фонарях типа башни. Установка более мощного дросселя поможет добиться яркого свечения, идущего от светильника. Это действие автоматически ведет к замене аккумулятора, поскольку его мощности перестанет хватать на долгий срок, или он может просто выйти из строя.

Вместо одного светодиода можно использовать три, но при монтировании их нужно следить, чтобы разброс напряжения был минимальным, иначе в одном месте освещенность будет повышенной яркости, а в другом пониженной.

Таким образом, ремонт садового светильника на солнечных батареях в основном сводится к замене отдельных деталей.

Добавляем цвета

Усовершенствовать фонари можно также использованием цветных светодиодов. Данная замена требует знаний о том, приспособлено ли это устройство для осуществления таких действий или нет. Если оно не приспособлено, а цветные светодиоды были установлены, то фонарь проработает около 2 часов, после чего погаснет.

С целью предотвращения преждевременного окончания работы цветных садовых светильников на солнечных батареях необходимо в микросхеме сделать дополнительную дорожку, куда впаять еще один резистор.

Собираем садовый фонарь самостоятельно

Некоторые фонари устроены достаточно просто, в связи с чем не возникает сложностей с их самостоятельной сборкой.

Для изготовления своими руками необходимо составить схему садового светильника на солнечных батареях, рассчитать необходимое количество комплектующих.

Сначала нужно приобрести преобразователь энергии, наилучшим из которых является батарея из поликристаллического кремния, имеющая небольшую массу, но хорошую защиту от влаги и высокую мощность. Далее покупаем литий-ионный аккумулятор. Следом приобретаем обычный светодиод.

Последнее приобретение — самое важное — электронный модуль управления, который состоит из пары транзисторов и двух пар резисторов.

Подключение солнечной батареи, светодиода и аккумулятора производится отдельно. Сборка может осуществляться на недорогой универсальной плате DIY PCB 42х25мм.

В заключение

Схема садового светильника на солнечных батареях достаточно проста. С ее помощью такой фонарь сможет собрать любой разбирающийся человек. При этом нужно учитывать качество материалов, используемых в светильнике, поскольку именно они определяют срок службы и цену этого устройства.

Как работает светильник на солнечных батареях: характеристики и фото фонарей

Современная тенденция энергосбережения стала толчком для изобретения солнечных батарей. Альтернативные источники питания широко внедряются в приборы наружного освещения. Каковы преимущества подобных устройств?

Знакомство с инновационной технологией

Рынок осветительного оборудования постоянно пополняется моделями, созданными на базе новейших технологий. Высокой популярностью в нынешнее время пользуются лампы, функционирующие за счет солнечных батарей. Изделия с альтернативными источниками питания часто используются для организации освещения придомовых территорий и промышленных объектов. Светильники удобны в эксплуатации благодаря тому, что не требуют подключения к электросети.

Как работают фонари на солнечных батареях? Принцип действия оборудования заключается в преобразовании солнечной энергии в электрический заряд.

Днем аккумуляторы приборов заряжаются за счет солнца, а ночью – освещают пространство. Существуют некоторые тонкости внедрения инновационных устройств:

• Чтобы лампы функционировали бесперебойно, для них подбирают место, куда попадает максимальное количество солнечных лучей в течение дня. При таком раскладе аккумуляторы полностью насыщаются энергией.
• Фонари работают автоматически: включаются, когда становится темно и отключаются, как только появляется солнце. Такой механизм действия упрощает обслуживание системы освещения.
• Не следует использовать оборудование на территории, где наблюдается высокая влажность – это может привести к поломке.

Конструкция светильников: из чего состоит прибор?

В стандартную комплектацию фонаря с альтернативным источником питания входят следующие элементы:

• солнечная батарея;
• блок освещения;
• аккумулятор.

Главной составляющей прибора является солнечная батарея, расположенная в верхней части конструкции. Она бывает кремниевой и пленочной.

Как работают садовые светильники на солнечных батареях, зависит от типа фотоэлемента. Кремниевый отличается высокой производительностью, но стоит на порядок дороже, пленочный – демократичный вариант с меньшим КПД.

В корпус прибора встроен аккумулятор, отвечающий за его работу, – он заряжается от солнечного света или переменного тока. Фонари оснащают экономными лампами – светодиодами. При невысоком потреблении энергии они обеспечивают высокую яркость свечения. Для удобства пользователя некоторые модели дополняют дистанционными системами управления.

Виды светильников

Спрос рождает предложение. Востребованность фонарей с альтернативным источником питания среди потребительской аудитории привела к появлению на рынке огромного выбора изделий. Лампы отличаются формой, размером, техническими параметрами.

Ассортимент магазинов включает разные светильники на солнечных батареях: фото приведены ниже. Конструкция приборов бывает автономной или стационарной.

Автономные устройства легко перемещаются по территории.

Стационарные фонари надежно крепятся к опоре или кронштейну.

Сфера использования той или иной модели зависит от вида:

• Настенные лампы устанавливают на вертикальных поверхностях. Они применяются для подсветки фасадов, террасы, входа в дом.

• Парковые фонари представляют собой массивную конструкцию: высокую опору, на конце которой находится плафон с лампой. Подобные модели предназначены для освещения парков, пешеходных зон, подъездных путей.

• Садовые светильники монтируют вдоль дорожек, на газонах, вблизи клумб. Приборы помогают обозначить пределы пешеходной зоны, украсить элементы ландшафта, архитектурные объекты.

Преимущества и недостатки фонарей: чего больше?

Прежде чем провести замену традиционного наружного освещения на приборы, работающие на базе батарей, важно ознакомиться с их преимуществами. Выигрышные стороны оборудования:

• Изделия не нуждаются в электричестве, могут быть монтированы на участках, не подключенных к линии электропередач.
• Использование ламп экономически выгодно. Единожды затратив деньги на покупку оборудования, вы сократите расходы на оплату электроэнергии.
• Фонари безопасны в эксплуатации, ведь отсутствует контакт с электричеством.
• Работа устройств не нуждается в контроле: они самостоятельно включаются и отключаются.
• Осветительные приборы долговечны (рассчитаны на 1000 включений), устойчивы к атмосферным явлениям.
• Установка изделий предельно проста – не требуются значительные вложения на проведение проводки, заземление.

Как работает светильник на солнечной батарее, зависит от места его установки. Очевидно, что если прибор не получит достаточного количества солнечных лучей, он не сможет качественно выполнять свою функцию.

По этой причине сложно использовать подобную технику в пасмурную погоду. Зависимость от внешних условий – один из главных недостатков.

Сделай сам: как самостоятельно собрать лампу?

В каталогах специализированных магазинов представлен огромный выбор светильников. Цена оборудования на батареях на порядок выше аналогов, потому предлагаем собрать конструкцию собственными силами. Чтобы смонтировать произведение ручной работы понадобятся:

• Аккумуляторы емкостью 1500 мА/ч. Рекомендуем купить пальчиковые батареи Ni-MH, ведь накопители высокой емкости не успеют полностью зарядиться за день. Еще одно требование к аккумулятору – на выходе напряжение должно быть 3,7 В.
• Солнечная панель модификации 5,5 В/200 мА.
• Резистор с показателем 47-56 Ом.
• Диод с маркировкой КД243А (КД521).
• Транзистор типа КТ361Г (КТ315).
• Плата для сборки схемы.
• Светодиоды (1 шт. мощностью 3 Вт или 2 шт. по 1,-1,5 Вт).
• Отражатель. В качестве альтернативы предлагаем использовать компакт-диск.

Конструкция собирается согласно схеме:

Выполнив такие нехитрые действия, легко получить маломощный фонарь, который украсит приусадебный участок и обеспечит подсветку нужной зоны.