Как работает автономное уличное освещение на солнечных батареях

Уличное освещение – неотъемлемая часть жизни в темное время суток. Уличные фонари, работающие на энергии солнца – оптимальный вариант для экономии энергии и обеспечения эффективной наружной подсветки. С вечерним и ночным освещением получится избежать небезопасных для жизни ситуаций. Светильники на солнечных батареях активно используются в ландшафтном дизайне для функционального декорирования участка.

Традиционно такие светильники используют в ситуациях, когда обеспечить подачу обычного электричества в определенной местности невозможно. Если на даче или приусадебном участке не проведены провода, можно установить необходимое количество автономных светильников, функционирующих от солнечного света. Но в настоящее время такие осветительные устройства не всегда являют собой острую необходимость, чаще их монтируют для облагораживания участка, причем для этого не нужно тянуть провода от точки раздачи электроэнергии и тратиться на ее оплату. Вложившись в покупку такого светильника однажды, можно наслаждаться его эффективной работой на протяжении не одного года.

Принцип работы фонарей на солнечных батареях

Конструктивно осветительные устройства, работающие на солнечной энергии, достаточно просты и, можно сказать, примитивны. Питание самого светодиода в темное время суток обеспечивается аккумулятором, средний показатель мощности такой батареи составляет примерно 700 мА/час. В дневное время, когда в свете прибора нужды нет, солнечная энергия накапливается и заряжает аккумулятор. Вскоре после захода солнца, когда небо начинает темнеть и наступают сумерки, лампа автоматически начинает светить. Свечение продолжается на протяжении всей ночи благодаря накопленной за день энергии. Мощность светодиодов, применяемых в уличных светильниках на солнечных батареях, составляет в среднем 0,06 Вт.

Срок службы наружного осветительного прибора данного типа составляет порядка 100 тысяч часов. Такой впечатляющий показатель стал возможен благодаря тому, что производители постоянно совершенствуют свою продукцию, организуя эффективную защиту конструкции от попадания влаги и коррозийного воздействия атмосферных осадков. Современные светильники полностью поддерживают функциональность при критически высоких и низких температурах, могут работать в условиях повышенной запыленности пространства. Среди подобных приборов на рынке представлены модели с разной степенью защиты от внешнего воздействия, наивысший показатель – IP68, что свидетельствует о полной герметичности корпуса и неподверженности проникновению пыли и влаги внутрь. 

Описывая принцип работы таких светильников, стоит отметить зависимость длительности и яркости свечения светодиодов от продолжительности светового дня и количества солнечного света. Свет от светодиодов распространяется на высоту до 10 см. В ясный солнечный день аккумулятор сможет накопить достаточно энергии, чтобы обеспечить яркое свечение на протяжении всего темного времени суток. При пасмурной погоде накопление солнечной энергии происходит менее интенсивно, энергии собирается гораздо меньше, чем могло бы, поэтому в течение ночи можно будет заметить, что свет осветительного прибора не такой яркий, причем яркость ощутимо снижается по мере израсходования запаса энергии. Если электроэнергии будет недостаточно для свечения, светильник просто перестанет светить.

Именно потому стоит выбрать наиболее освещенное место для расположения такого светильника, точнее солнечной батареи для его питания – обычно она соединена проводом с самим устройством, что позволяет вынести ее в более подходящую локацию, а не устанавливать рядом с прибором. Надо обеспечить активное попадание солнечного света в течение большей части светового дня. Если солнечные панели устанавливаются на открытой местности, где нет высоких и раскидистых деревьев с большой кроной, а также построек, которые могут давать тень в определенное время дня, то эффективность такого светильника будет максимальной.

В обычных условиях свет светит постоянно ночью, но есть модели, оснащенные специальным датчиком, реагирующим на движение в темноте. Такие светильники включаются только при необходимости, если в радиусе их действия появляется движущийся объект. Так батарея не разряжается полностью за ночь, заряд экономится и вся конструкция может прослужить гораздо дольше.

Мы думаем вам будет интересно узнать о том, как установить солнечную батарею

Конструктивно светильники, функционирующие на базе солнечных аккумуляторов, имеют такие основные элементы:

• сам светильник – блок, оснащенный светодиодами разной мощности, контакты от которых ведут к аккумулятору;

• источник питания – небольшой аккумулятор, встроенный обычно в блок с солнечной батареей, так как непосредственно от панели происходит передача трансформированной энергии;

• солнечная панель – чаще всего ее помещают в специальный контейнер для защиты от внешних воздействий;

• корпус светильника – выполняется из металла, покрытого антикоррозийным составом, что позволяет защитить конструкцию от губительного воздействия влаги;

• система контроля уровня освещенности окружающего пространства – именно эта система контролирует, когда включать светодиоды, а когда переводить их в режим заряда батареи, основываясь на том, насколько светло вокруг;

• крепежная конструкция – обычно состоит из нескольких элементов: ножки, которую можно воткнуть в землю, подставки под панель с возможностью фиксации солнечной батареи под определенным углом или специального зажима для закрепления на разных поверхностях.

Уличные светильники сконструированы таким образом, что перепады температуры на низ не влияют, поэтому они могут круглый год работать бесперебойно и при любой погоде. Производители заявляют поддерживаемый диапазон температур от -50 до +40 градусов по Цельсию. Емкость батареи можно подобрать разную, но обычно чем мощнее светильник, чем больше светодиодов он имеет, тем выше емкость его аккумулятора.

Виды приборов уличного освещения на солнечных батареях

Разновидности светильников на солнечных панелях для уличного размещения классифицируются преимущественно по типу крепления. Существуют настенные, напольные и потолочные (подвесного типа) модели.

Устройства, устанавливаемые на поверхности стен, хорошо подходят для монтажа на внешние стены любых помещений – жилых, коммерческих, хозяйственных. Именно среди таких светильников представлено множество моделей, оборудованных датчиком, улавливающим движение. Уличные конструкции способны эффективно освещать особенно темные участки двора, тротуара или подъезда ночью, важно только позаботиться, чтобы днем на солнечную панель попадало достаточное количество света.

Осветительные конструкции потолочного, или иначе – подвесного типа предназначены для подвешивания к любой поверхности, выступу и даже ветке дерева, расположенной над землей. Специальная крепежная система позволяет надежно монтировать конструкцию на нужном уровне.

Напольные уличные осветительные приборы, использующие силу солнца для работы, можно ставить непосредственно на землю или бетонное основание. Для закрепления конструкция имеет специальный постамент. Что касается напольных устройств, они в свою очередь подразделяются на два подвида – классические и плиточные. Они различаются конструкцией и выполнены из разных материалов. Любой светильник имеет высокий показатель надежности и ударопрочности, что позволяет производителям заявлять о долговечности его работы. Рассмотрим основных производителей светодиодных уличных светильников на солнечных батареях.

Установка, обслуживание и расчетный ресурс

При монтаже фонаря на улице для наиболее эффективного его использования следует выбрать место, которое будет максимально освещаться солнцем в течении дня. Устанавливать устройство следует таким образом, чтоб солнечная панель была направлена в сторону юга.

Для начала необходимо подготовить участок, выкопать яму для закладки жесткой основы, чтобы светильник надежно держался в грунте. Основание заливают из бетона. На следующем этапе монтируется столб светильника – в зависимости от габаритов и веса конструкции можно работать как вручную, так и с помощью спецтехники. Крепление столба к бетонной базе осуществляется при помощи болтов. Далее укладываются все необходимые комплектующие – батарея, контроллеры, все соединяется проводами, которые будут проходить внутри полого столбика.

При таком монтаже конструкции не страшны ветра и даже порывы до 25 м/с не смогут повредить столб с установленным на нем оборудованием.

Что касается обслуживания, стоит отметить, что его требуется осуществлять в среднем дважды в год. Столб наклоняется, все элементы крепления конструкции проверяются – необходимо тщательно осмотреть провода, проанализировать, нет ли окислов на аккумуляторе (если есть, их нужно очистить). Если в ходе технического обслуживания были выявлены неисправности, необходимо решить проблему заменой деталей.

Расчетный ресурс любого светильника уличного типа с солнечной батареей выглядит таким образом:

• само осветительное оборудование способно работать около 80 тысяч часов (если рассчитывать исходя из ежедневного свечения по 11-12 часов в день, то выходит 20 лет эксплуатации);

• солнечная панель при надлежащем уходе способная прослужить порядка 25 лет (в зависимости от бренда, технологии производства и других характеристик);

• система контроля рассчитана на работу в течение 12 лет, при этом производительность остается прежней на протяжении всего срока службы;

• аккумулятор – работает 5-7 лет, продолжительность определяется условиями эксплуатации;

• опора и аккумуляторный ящик – более 25 лет.

Эти цифры имеют прямое отношение к реальности, но только в том случае, если эксплуатация устройства осуществляется в соответствии со всеми правилами. Производители предоставляют гарантию и постоянно работают над усовершенствованием моделей.

Преимущества

Среди основных достоинств уличных светильников, работающих от солнечного света, стоит отметить:

• полную автономность – для организации освещения не нужно тянуть провода и платить за электричество;

• возможность подзарядки – при необходимости можно подключить заряженный аккумулятор и компенсировать нехватку солнечного света для полной зарядки в облачную погоду;

• адаптивность к критическим условиям окружающей среды, возможность работать под атмосферными осадками, а также при крайне низких и высоких температурах;

• прочность и надежность, безопасность конструкции;

• экономичность;

Во время работы светильник не нагревается, а значит, является полностью пожаробезопасным. Степень защиты гарантирует долговечность и отсутствие проблем с коррозией.