Светильники на солнечных батареях: на что обратить внимание при покупке

Светильники на солнечных батареях: принцип работы

Если коротко и просто, то светильник в течение дня накапливает солнечный свет, а ночью использует его же для освещения участка. Делает он это благодаря наличию следующих элементов:

  • солнечная панель – сердце светильника, тут происходит преобразование солнечной энергии в электрическую;
  • аккумулятор накапливает энергию днем, чтобы отдавать ее ночью;
  • светодиодная лампа – непосредственный источник света, причем она может давать как холодное, так и теплое свечение, а есть светильники с попеременной сменой цветов;
  • контроллер контролирует работу светильника, зарядку и разрядку аккумулятора. Качественный контроллер – гарантия того, что аккумулятор будет хорошо работать;
  • корпус и крепления.

Кроме того, в наличии может быть датчик освещенности, благодаря которому светильник сам включается при наступлении сумерек. Если такого датчика нет, то включать и выключать все приборы придется вручную. Полезен может быть и датчик движения.

В светильниках используются батареи небольшой емкости, потому они накапливают энергию, достаточную для свечения в течение 8-10 часов, но это при условии долгого солнечного дня этот срок будет значительно короче, а осенью ночи куда длиннее, поэтому в данном случае спасением станут светильники с датчиком движения. Срок службы светодиода – до 60 тыс. часов, но аккумулятор может потребовать замены намного раньше.

Виды освещения от энергии солнца

Принцип работы солнечных батарей заключается в том, что фотоэлементы накапливают энергию от света солнца и преобразуют её в электрическую энергию. Происходит это следующим образом: внутри каждого модуля содержится две кремниевые пластины, одна из них покрыта бором, а другая фосфором. Под действием света в них возникает электрический ток, который по медным жилам направляется в сеть.

Существует два принципиально разных типа светильников, работающих от солнца:

  • светильники с уже встроенными элементами;

  • солнечные модули, которые преобразуют энергию и направляют её в обычную электросеть.

Оба вида осветительных приборов можно использовать на даче, но для подсветки разных участков. Разберём принцип работы каждого из них в отдельности.

Светильники на солнечных батареях

Самым простым прибором, работающим от энергии солнца, являются фонари с встроенными фотоэлементами. Как правило, это светодиодные приборы, которые по своей конструкции способны преобразовывать энергию в свет. Они состоят из:

  • аккумулирующей батареи, или АКБ;
  • полупроводника-светодиода;
  • датчика света;
  • микропроцессора;
  • фотоэлемента.

Освещение дорожек на даче с помощью подобных светильников — оптимальный вариант. Фонари на альтернативных батареях необходимо располагать на открытых местах, куда смогут попадать солнечные лучи. На протяжении дня они аккумулируют энергию солнца, а в тёмное время суток преобразуют её в подсветку. В зависимости от модели такие лампы способны светить до 8 часов подряд.

При освещении дорожек можно выбрать модель прибора, оснащённую датчиками движения. Таким образом энергия не будет расходоваться впустую, свет будет загораться, только когда рядом пройдёт человек, и выключаться через несколько секунд.

Фонари с фотоэлементами удобно использовать в таких местах, куда не подведёшь стандартную проводку, поскольку они работают без электричества. Их можно повесить в беседке, на входе веранды, на террасе или рядом с летней кухней. Главное — соблюсти условие, чтобы на них попадало солнце. Это необязательно должны быть прямые солнечные лучи. Современные приборы заряжаются и в тени, и в пасмурные дни.

С помощью светильников на фотоэлементах можно организовать автономное освещение для дачи, которое будет работать без электричества, а значит, не зависеть от внезапных сбоев и неполадок в электросети. Монтаж уличного фотоосвещения намного проще, чем установка обычных светильников, для которых требуется проложить кабель в земле и соблюсти определённые условия безопасности. Для работы нужно всего лишь повесить фонарь на столбиках или закрепить светильники вдоль дорожек.

Фонари на батареях, работающих от солнца, можно использовать и в качестве основного освещения, и как дополнительную и декоративную подсветку. Можно выбрать модель в зависимости от качества стекла: гладкое, рифлёное или ударопрочное.

Централизованное освещение на солнечных батареях

Если дача подключена к центральному электроснабжению и имеет проводку, целесообразно использовать солнечные модули для получения электричества, которое будет идти на нужды всего дома. Для этого потребуются специальные модули, которые, как правило, устанавливаются на крыше.

Освещение на даче своими руками с помощью альтернативной энергии организовывается в несколько этапов.

  1. Выбор и покупка солнечной батареи.
  2. На поверхность, где будут установлены батареи, крепят опорные элементы и скобы.
  3. На фиксирующие элементы крепят рейки.
  4. После того как рейки установлены, на них накладывают сами солнечные батареи.
  5. С помощью проводки, идущей в комплекте, происходит подсоединение к действующей системе проводки дачи.

Процесс монтажа не представляет большой сложности, поэтому остановимся подробнее на первом пункте. При выборе батареи, преобразующей энергию солнца, в первую очередь нужно смотреть на качество материала. Если предполагается установка на крыше, алюминиевый каркас должен быть лёгким, чтобы кровля его выдержала.

Функциональные характеристики зависят от мощности. Для обеспечения светом дачного домика достаточно модулей с мощностью 12—24 В.

Комплект стандартной солнечной батареи включает в себя:

  • контроллер заряда аккумулятора;
  • инвертор;
  • проводку;
  • предохранители;
  • коннекторы;
  • защитные автоматы.

Отдельные модели могут включать дополнительные элементы. Например, некоторые содержат счётчик энергии для контроля её расхода.

Альтернативное освещение внутри дома ничем не будет отличаться от обычного, работающего от централизованного электричества. Можно использовать любые лампы: накаливания, галогеновые, светодиодные. С помощью подобной энергии могут работать не только лампочки, но и другие электроприборы: электроплиты, обогреватели.

Если в земле проложены провода, уличную подсветку тоже подключают с помощью такой системы. По сути, в проводке дома будет точно такое же электричество, только преобразованное из солнечной энергии.

Тип стекла

Стекло садового или уличного светильника на солнечных батареях отвечает за светопропускную способность, к тому же, на его плоскости ламинируется фотоэлемент, потому на материал стоит обращать внимание при покупке. Стекло может быть следующих типов:

  • гладкое хорошо пропускает прямые солнечные лучи и значительную часть рассеянных;
  • рифленое за счет сложного рельефа позволяет отразить и перенаправить часть лучей солнца, и мощность светильника увеличивается до 12%. Хорошее решение для регионов, где солнечная погода бывает нечасто;
  • закаленное стекло – самое надежное и долговечное, но изделие будет стоить на 5-10% дороже.

Тип и емкость аккумулятора

В солнечных светильниках обычно ставят никель-кадмиевые аккумуляторы, которые достаточно неплохо себя зарекомендовали. Реже используют никель-металлогидридные батареи – они служат дольше, но и стоят дороже.

Если светодиоды рассчитаны на 60 000 часов эксплуатации, то аккумулятор – это более нежная деталь светильника. Качественный аккумулятор нуждается в замене примерно раз в 10 лет. Если же вы решили сэкономить и взяли фонарик подешевле, то велика вероятность, что первую замену батареи придется произвести уже через 1-1,5 года.

Также обращайте внимание на емкость аккумулятора, хотя некоторые производители ее не указывают. При прочих равных условиях лучше выбирать изделие с более емкой батареей – такой светильник сможет накопить больше энергии и дольше светить ночью. Правда, чтобы аккумулятор полностью зарядился, надо устанавливать изделие в зоне с максимальным естественным освещением.

Вид кремния в светильниках

Долговечность светильника зависит от типа используемого кремния:

  • монокристаллический кремний – самый надежный, плюс он дополнительно покрывается оксидной пленкой. Хорошо противостоит климатическим и химическим воздействиям. Минус – высокая цена;
  • мультикристаллический в плане практичности средний. Прослужит несколько лет, но не более;
  • поликристаллический – самый дешевый и недолговечный. Уже на второй-третий сезон можно будет заметить падение мощности свечения и продолжительности работы.

Степень защиты и мощность

Уличный садовый светильник будет подвергаться регулярному воздействию влаги: это и дождь, и полив, и, возможно, игры детей. Чтобы ничего не повредилось, корпус должен быть соответствующим образом защищен. Изучая характеристики изделия, обращайте внимание на буквы IP в маркировке. После них должны быть две цифры – нам необходим светильник с IP44 и выше. Для светильников, которые устанавливаются под водой или на воду, степень защиты от воды должна быть максимальной – IP67, а лучше IP68.

Мощность садовых светильников, как правило, составляет 3 Вт. Этого достаточно, чтобы создать мягкий свет и особенное настроение. Самостоятельным источником света такие приборы быть не могут. Уличные светильники для загородного дома имеют мощность около 10 Вт, что примерно эквивалентно 100 Вт лампы накаливания. Такие изделия уже можно использовать для самостоятельного освещения участка.

Также стоит обратить внимание на количество светодиодных ламп. Чем их больше, тем больше света даст светильник.

Преимущества и недостатки солнечных элементов

Из достоинств на первое место следует поставить экологичность. Среди других преимуществ:

  • экономность — не нужно оплачивать счета за электроэнергию;
  • светильники с фотоэлементами легко монтировать;
  • для уличного освещения не нужно прокладывать кабели в земле;
  • работает без электричества, а значит, не зависит от неполадок в электросети;
  • возможно освещать удалённые уголки дачного участка, куда невозможно проложить провода.

Среди недостатков выделяют следующие:

  • дороговизна солнечных модулей;
  • необходимость большого пространства для размещения модулей;
  • не все модели способны долго работать от аккумулятора без зарядки.

Устанавливать солнечные батареи на даче или нет — решение каждого. Не на всех участках проведена электроэнергия, и тогда питание от солнца становится настоящим спасением. Но даже если внутри дом полностью обеспечен электричеством, то для наружной подсветки можно выбрать несколько оригинальных светильников с фотоэлементами.

Топ 5 самых распространённых мифов о солнечных батареях

Миф первый «можно прокормить маленький обогреватель».

Обогреватель нужен зимой, зимой инсоляция ниже – от 2 до 10 раз, что зависит от региона. Даже обогреватель 500 Ватт за 4-5 часов в сутки съедает столько энергии, сколько зимой выжать можно лишь с массива хорошей такой площади. Всё возможно, но готовы ли вы заплатить миллион?

Миф второй «poly лучше mono, так как работают при рассеянном свете».

Ага, сюда же можно добавить изобретателей, предлагающих ночью светить на панель лампой. Кристаллические кремневые солнечные панели бывают MONO (специально выращенный кристалл кремния) и POLY (получают методом направленной кристаллизации, по сути, это застывший расправ того же кремния). КПД MONO панелей немного выше и они дороже. POLY панели тоже широко применяются, разницы вы не почувствуете если вопрос экономии квадратных метров крыши не стоит остро).

Существует заблуждение, что поликристаллические ячейки лучше работают при рассеянном свете, то есть в пасмурную погоду. Иногда можно встретить обратное заблуждение. «Одаренные» исследователи из YouTube даже проводят эксперименты, измеряя, по большей части шумы оборудования.

Одна из самых абсурдных идей, в которой по умолчанию любой КПД=100%

Миф третий «Автономное освещение – это просто и дёшево».

Здесь дешевизна пропадает из-за несогласованности нагрузки и выработки. Солнце светит днём, освещение нужно ночью. Аккумуляция энергии сама по себе задача не из дешевых, а если прибавить к этому длинные ночи зимой и короткие летом? Большая солнечная панель, для маленького такого светильника. Исключение составляют мигающие сигналы на переходах – коэффициент спроса и потребление самых маломощных желтых светодиодов можно перекрыть и зимой, и не очень большой панелью.

Миф четвертый – это заблуждение в близкой сфере, касающееся аккумуляции энергии «КПД аккумулятора».

Производя расчёт солнечной электростанции, пользователь, скорее всего учёт, что у контролера и преобразователя есть собственное потребление. Но почти никогда и никто не считает потери свинцово-кислотной аккумуляторной батареи. В объемном заряде (когда батарея далека от заряженного состояния) КПД её близок к 100%, но при этом в конце заряда КПД может составлять менее 30%. При использовании литиевых аккумуляторов, картина будет намного лучше, однако потери энергии все равно есть.

Пятое заблуждение «Вечный аккумулятор» из ряда поверий в «вечный двигатель» – многие его видели, но никто не может показать.

Исходит оно из надписи на корпусе почти каждого второго аккумулятора – «Ресурс – 15 лет». Но что понимать под ресурсом. Ведь если мы заглянем в паспорт изделия, то там чётко указано, что это утверждение верно при условии использования в буферном режиме (режиме ожидания). Работа солнечной электростанции происходит в циклическом (заряд-разряд) режиме и прожить в нём аккумулятор сможет от 3 до 6 лет.

А с какими заблуждениями приходится сталкиваться вам? Или, быть может среди пяти пунктов вы нашли тот, в который свято верите? Давайте обсудим?

О «вечном аккумуляторе», «работающих ночью солнечных батареях», а также о других мифах и заблуждения рынка солнечной энергетики смотрите видео обзор.

Работает ли солнечная батарея без солнца?

Нам очень часто задают вопрос: “А работает ли солнечная батарея без солнца?”.

Наш ответ – конечно работает, но мощность которую она выдает практически прямо пропорциональна энергии света, который на нее попадает. Поэтому в пасмурную погоду можно вполне рассчитывать получить 20-30% номинальной мощности.

Периодически бывает еще один вопрос: “Я проверял свою солнечную зарядку “Квазар”, но оно не работает. Видимо поломано?”, который вызывает следующий диалог (К- консультант Квазар; П- Пользователь):

К-: “Скажите пожалуйста, как Вы его проверяли?”

П-:”Взял зарядку, положил на столе под настольной лампой, включил телефон в зарядку, а он не заряжается!”

К-: “Подскажите, какой тип и какая мощность лампочки в Вашей настольной лампе?”

П-:”Конечно LED, ведь электричество нынче дорогое, и загрязнять природу плохо! Мощность 5 Ватт вроде.”

После этого наш консультант обьясняет что Солнце создает на поверхности земли освещенность 100-1800 Вт/м2 (в зависимости от погоды, высоты от уровня моря, угла наклона поверхности). Номинальную мощность солнечная батарея дает при 1000Вт/м2, и если пересчитать даже полную мощность LED лампы(т.е.не учитывая потери при преобразовании электричества в свет), то она создает мизерную освещенность даже на расстоянии 10 см, которой недостаточно для работы солнечной батареи. Дополнительным фактором может также быть схема соединения солнечных батарей. Если они все соеденены последовательно – выдаваемая мощность будет ограничена самым плохо освещенным элементиком. Поэтому важно равномерно освещать солнечную батарею, убирать прилипшие листья с ее поверхности.

Источники

  • https://eurosvet.net/category/svetilniki-na-solnechnykh-batareyakh/
  • https://cdelct.ru/placement/osveshhenie-na-dache.html
  • https://blog.brigada174.ru/svetilniki-na-solnechnyh-batarejah-dlja-dachi-i-sada-10-sovetov-po-vyboru/
  • https://zen.yandex.ru/media/id/5c864ca576993f00b37bb2b7/vechnyi-akkumuliator-obogrev-solnechnymi-batareiami-avtonomnoe-osvescenie-5e579c1403d4e02e03320b47
  • https://kvazar7.com/a276212-rabotaet-solnechnaya-batareya.html

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: