Содержание
Виды светильников на солнечных батареях
Не трудно понять, почему приборы на солнечных батареях сейчас столь популярны. Конечно, здорово, что такое освещение позволяет не платить за электричество, но для многих главным плюсом все же является возможность монтировать светильники, не прокладывая проводку. Все что нужно – вынуть прибор из коробки и установить его, например, около дорожки. На большинстве моделей присутствуют датчики темноты, так что вам даже о включении света не нужно думать – все происходит автоматически.
Данная технология развивается очень быстро. Светильники на солнечных батареях выглядят все более привлекательными, их свечение становится ярче, а время бесперебойной работы при этом увеличивается. Чтобы понять какой прибор подойдет именно вам, необходимо ознакомиться с ассортиментом и основными видами.
- Светильники на коротких подставках отличаются низкой ценой и простотой установки. Вы просто вдавливаете ножку в грунт и монтаж закончен.
- Подвесные фонари крепятся к потолку беседки, на ветки деревьев или на забор. Их можно использовать как предмет декора.
- Для подсветки забора зачастую используют светодиодные прожекторы, мощность которых приравнивается к лампе накаливания в 100 Ватт.
- Уличные фонари, установленные на ножку или столб. Используются на парковках, дворах с большой площадью или садах. Также применяются для освещения автомобильных дорог.
- Для подсветки фасада здания используют настенные солнечные светильники.
О назначении «солнечных» светильников
При покупке осветительных приборов для сада важно учесть, какую функцию они будут выполнять. Всего различают три группы освещения: декоративные, для дорожек и прожекторы
Декоративные светильники
Декоративные лампы придают приятное освещение вашему участку. Они отмечают конкретное место, их цель вовсе не связана с максимальной освещенностью территории. Из-за слабого светового излучения срок службы декоративной подсветки значительно превышает аналоги на солнечных батареях. Достаточно частое явление, когда декоративное освещение работает несколько ночей подряд, зарядившись в один яркий солнечный день.
Зарядка приборов происходит полноценно даже в пасмурную погоду. Обычно эти светильники испускают не белый, а желтый свет, некоторые модели даже способны мерцать и создавать эффект пламени. Благодаря желтому цвету, потребление электричества у таких светильников снижено. Помимо эстетической функции декоративные автономные светильники используются и для освещения потенциально опасных мест. Это зона хранения инструментов, область с декоративными элементами ландшафта и так далее. Светильники-декорации являются самыми доступными, отличаются сравнительно низкой стоимостью.
Светильники для дорожек
Эти светильники освещают дороги и тропы на участке. Таких приборов, как правило, требуется несколько вдоль всей дорожки. Такой подход позволяет максимально обезопасить путь. Существует несколько способов крепления: их можно подвесить, воткнуть в землю или же просто поставить на поверхность. Свет в таких приборах всегда направлен вниз.
Большинство моделей светильников для дорожек оборудовано ручными переключателями. Таким образом экономится заряд, а приборы используются только при необходимости. Самые удобные светильники оборудованы датчиками движения, которые включаются автоматически при приближении объекта к дорожке. Этот тип фонарей дает освещение средней мощности и относится к средней ценовой категории.
Прожекторы
Эта разновидность автономных светильников сама мощная, поэтому подобные приборы стоят дорого
Важно понимать, что большая мощность не подразумевает отдачу света, аналогичного характеристикам прожектора в 100 ватт. Максимальная мощность автономного прожектора напоминает 40-ваттную лампу накаливания, и этого вполне достаточно
Большинство приборов сконструировано таким образом, что их можно монтировать разными способами. Вы можете осветить прожекторами вход в дом, на участок или парковку. Как правило, именно эти лампы на солнечных батареях отличаются повышенной прочностью. Несомненно, все подобные светильники защищены от погодных условий и прямого солнечного света, но в данном случае уровень защиты гораздо выше. Особенности конструкции позволяют получить больше света при низких температурах.
Плюсы и минусы
Замысел создать независимую от сетевых источников систему наружного освещения, которое будет само обеспечивать себя электроэнергией, привлекателен и весьма заманчив. Возникает комплекс осветительных приборов, созданный на совершенно иных принципах и создающий новые возможности.
Поскольку соединения с линией электропитания у светильников не имеется, отпадает необходимость в привязке к одному месту. Фонари можно перемещать по мере необходимости, временно устанавливая то в одном, то в другом месте. Значительно упрощается прокладка линий освещения, исчезает необходимость в проведении земляных работ, отпадает потребность в большом количестве дорогостоящего кабеля.
Однако, рассматривая автономную систему освещения, нельзя видеть только положительные стороны от ее использования. Необходимо учесть, что каждый светильник должен обладать собственным комплектом солнечных батарей и накопительной емкостью, позволяющей лампе работать на протяжении всего темного времени суток. Чем оно длительнее, тем мощнее должны быть аккумуляторы и больше площадь фотоэлементов, что усложняет конструкцию и делает ее значительно дороже. В результате может получиться ситуация, когда создание автономной системы окажется значительно дороже, чем монтаж стационарной линии.
Назначение
Автономное освещение на солнечных батареях предназначено для обеспечения нормальной видимости на улицах города или на участках частных домов в темное время суток. В отличие от стационарных фонарей, уличные фонари на солнечных батареях для освещения улиц требуют определенного времени на зарядку аккумуляторов, которая производится в светлое время суток. Как правило, освещение в такие часы не требуется, поэтому оборудование имеет возможность восстановить истраченный за ночь запас энергии.
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.
Преимущества и недостатки солнечных фонарей
Как и у любого другого устройства, у уличных фонарей на солнечных батареях имеются свои плюсы и минусы, с которыми необходимо познакомиться каждому владельцу дачи прежде, чем приобрести их. Основными плюсами являются следующие параметры:
Хотя недостатков у фонариков, работающих на солнечных батареях не так много, как достоинств, однако, их также необходимо учитывать. Главным является зависимость от погоды. Количество аккумулируемой энергии зависит от активности солнца.
Поэтому в пасмурную погоду или зимнее время заряд таких фонарей может оказаться недостаточным, что потребует больше времени, чтобы можно было начать пользоваться ими.
Как выбрать подходящий фонарь на солнечной батарее
В магазинах можно встретить значительное количество уличных светильников, рассчитанных для массовой продажи. При этом они интересны для потенциального покупателя своей невысокой ценой. Однако всегда нужно помнить, что высокое качество подразумевает и соответствующую цену.
Поэтому рекомендуется отдавать предпочтение продукции известного бренда, так как такие компании стремятся поддерживать свою репутацию, нежели производители, которые делают ставку не на потребительские свойства, а на объём выпуска.
Очень важно ещё в магазине убедиться в работоспособности изделия. Чаще всего в устройстве фонарей на солнечных батареях присутствует датчик света
Если свет уменьшится, то происходит автоматическое включение прибора.
Соответственно, они начинают включаться, если панель начинает снабжаться достаточным для зарядки количеством света. Проверить качество выбираемого фонаря можно следующим образом: для этого нужно прикрыть рукой панель, после чего можно сразу понять, в рабочем ли состоянии находится выбираемый вами светильник и какое освещение он обеспечивает.
Цена осветительных устройств
Рассматривая такую характеристику фонарей на солнечных батарейках, как стоимость, необходимо принять во внимание то, что цена формируется под влиянием нескольких факторов:
- марка изделия;
- тип фонаря, например, настенные, садовые, парковые;
- мощность — в зависимости от задач, которые может решать фонарь, будет различаться и мощность и яркость света;
- дополнительные аксессуары — модели светильников для дачи могут быть укомплектованы датчиком движения или элементами декора.
Если говорить в общем, то покупка самого простого уличного фонаря на солнечных батареях для сада обойдётся не менее, чем в 5 долларов. В этом случае подразумеваются в первую очередь пластиковые газонные лампочки, обеспечивающие лёгкую подсветку.
Светильник уличный своими руками из стеклянных банок
Если у вас дома есть ненужные обыкновенные стеклянные или же масонские банки, то с их помощью можно сделать оригинальный светильник уличный своими руками. Для этого вам понадобятся свечи, которые необходимо установить внутри этих банок, лампочки или светодиоды. В качестве украшения вы можете использовать бусинки, ленточки, цветочки и другие элементы декора.Отметим, что с помощью стеклянных банок вы можете создать и уличное освещение своими руками в виде люстры. Для этого вам надо будет поместить их в предварительно сделанные отверстия в деревянной доске, либо же, сделав из них фонари (прикрепив металлическую проволоку), подвесить с помощью крючков на планки.
Разновидности фонарей на солнечных батарейках
Что сегодня предлагают компании-производители?
Модели в виде столбов с фонарями наверху, которые втыкаются в землю заостренным нижним концом. Есть в этой категории светильники, которые надо обязательно закапывать и даже цементировать. Высота их варьируется от наземных, то есть, уложенных прямо на грунт, до 2,5-метровых столбиков.
Болларды.
Настенный вариант. Их можно крепить на любую поверхность, в качестве которой может выступать забор, стена дома или любой другой постройки на участке.
Встроенные. Эти модели используют для освещения лестниц. Хотя дизайнеры умудряются использовать их во многих местах, главное – включить фантазию.
Подводные. Из самого названия становится понятно, где эти светильники могут быть использованы
Обратите внимание, что их монтаж производится до заполнения водой чащи водоема.
Водонепроницаемые. Эти фонари в виде шаров, водных цветков (лилий) и других форм располагают прямо на воде
То есть, запускают в пруд, освещая гладь водоема. Светящиеся предметы все время находятся в движении после каждого дуновения ветерка.
Сегодня производители предлагают декоративные фонари в виде птиц, бабочек и так далее. Их обычно устанавливают в клумбы.
Гирлянды. Вроде бы ничего необычного в гирляндах нет. Это традиционный элемент дизайна. Но фишка и состоит в том, что этот вид освещения никуда не надо подключать, что создает удобства установки и создания форм и фигур. Ими украшают деревья и кустарники, устанавливают под свесами кровель, обрамляют лестницы и веранды.
Обратите внимание, в чем удобства использования данного вида уличных фонарей. Все дело в том, что любой садовый фонарь из вышеперечисленного списка можно установить там, где вам необходимо
То есть, хотите на улице, хотите внутри дома
Важно, чтобы батарея располагалась на солнце. Поэтому тщательно подбирайте место ее установки
И еще одно замечание. В настоящее время производители предлагают уличные фонари, работающие от солнечной батарейки, с цветными светодиодными лампами. Скажем прямо, каждый день их использовать нет смыла. А вот в праздник это незаменимый атрибут хорошего настроения.
Кстати, если дополнить конструкцию светильников, работающих на солнечных батареях, датчиком движения, то энергии их аккумуляторов может хватить не на один день. Так что экономичным людям над этим стоит подумать.
В чем отличия моделей уличных фонарей
В первую очередь потребители обращают свое внимание на внешние атрибуты. Современные садовые фонари могут изготавливаться из металла, дерева или пластика
Металлические светильники обычно покрываются порошковой краской, что позволяет их эксплуатировать под открытым небом несколько лет. И при этом свой первоначальный внешний вид они не утрачивают.
Деревянные уличные светильники обрабатываются антисептиками и составами, которые отпугивают грызунов и не дают древесине растрескаться. Ну а пластик ничем не обрабатывают, потому что он сам не боится природных нагрузок.
А вот плафоны светильников могут быть изготовлены из стекла разной структуры;
- Закаленное, которое считается самым надежным.
- Гладкое прозрачное. У него самая высокая пропускная способность.
- Рефлекторное.
Что касается типов аккумуляторов солнечных батарей, то их всего два:
- Никель-металлогидридный – дорогой, но с большим сроком службы.
- Никель-кадмиевый.
Принцип работы солнечной батареи
По типу светочувствительного элемента разделение такое:
- Поликристаллический.
- Мультикристаллический.
- Монокристаллический.
Первый – самый дешевый. Уже через год эксплуатации их зарядки хватает от силы на четыре часа. Вторые, если правильно эксплуатировать уличные фонари, прослужат несколько лет. Третьи – самый дорогой вариант, но работает очень долго. Элемент покрывается специальной оксидной пленкой, что не позволяет свету рассеиваться.
Динамический многоцветный светильник
Независимо от того, какого цвета светодиоды выбраны для садового светильника, этот цвет будет статичным, неизменным во времени. Гораздо более интересного эффекта можно достичь, воспользовавшись трёхцветным светодиодом со встроенным генератором. Такие светодиоды используются в более дорогих светильниках НЛО и прудовых фонарях шарообразной формы. По сравнению с обычными садовыми светильниками стоимость динамических фонарей в 15-20 раз выше!
Трёхцветные светодиоды со встроенным генератором содержат на одном из электродов микросхему, которая управляет работой RGB- матрицы, смонтированной на другом электроде (фото 8). У светодиода два вывода — катод и анод. Анодный вывод, как правило, длиннее. К источнику питания трёхцветный динамический светодиод подключается через токоограничительный резистор. Рабочий ток у такого светодиода составляет 20 мА. Динамические светодиоды недопустимо подключать к источнику питания без токоограничительного резистора или подавать на них напряжение обратной полярности. Максимальное обратное напряжение более 0,5-0,75 В разрушает динамические светодиоды.
Трёхцветные динамические светодиоды бывают с быстрым изменение цвета (fast fading) и с плавным затуханием (slow fading). Последние наиболее интересны для использования в садовых светильниках. Цвет их свечения как бы перетекает от красного к жёлтому, затем к зелёному, синему, белому, оранжевому и обратно.
В зависимости от количества приобретаемых светодиодов и места приобретения стоимость светодиодов заметно варьируется. Так, партия светодиодов из 100 штук, приобретённых на радиорынке, обошлась автору в 10 руб. за штуку, а через розничную сеть эти же светодиоды реализуют по 55 руб.
Подключить трёхцветный светодиод со встроенным генератором к садовому светильнику вместо установленного белого светодиода невозможно: он просто не будет . работать. И причина проста — преобразователь, установленный в : садовом фонаре, вырабатывает импульсное напряжение прямоугольной формы с частотой 200-250 кГц (фото 9). Каждый новый импульс перезапускает генератор, встроенный в трёхцветный динамический светодиод, а для нормальной работы генератора импульсное напряжение следует преобразовывать в постоянное.
Проще всего для этих целей воспользоваться выпрямительным диодом и накопительным конденсатором. Диод отсекает отрицательные выбросы напряжения от преобразователя, а конденсатор разряжается в паузах между импульсами на светодиод. Таким образом из переменного мы получим постоянное напряжение.
При выборе диода и конденсатора предпочтение следует отдать компонентам для поверхностного монтажа. Весьма желательно установить диод Шоттки, у которого минимальное падение напряжения — 0,12-0,14 В, а рабочая частота достигает сотен килогерц вследствие малого времени рассасывания заряда. Конденсатор предпочтительно использовать танталовый с низким эквивалентным сопротивлением (фото 10). При этих условиях обеспечивается максимальный кпд выпрямителя.
Схема модуля светильника представлена на рис. 4, печатная плата для модуля и трёхцветного светодиода — на рис. 5, а собранный модуль — на фото 11.
Поскольку в рамках журнальной статьи сложно передать динамические события, для иллюстрации работы садового фонаря с трёхцветным светодиодом приведена серия фотоснимков на фото 12.
Модернизация садового светильника оказалась очень простой задачей. Можно украсить свой сад фантастической иллюминацией на основе серийно выпускаемых недорогих садовых светильников, доработанных своими руками.
Схема светильника на солнечной батарее: схемы и характеристики
Любое электронное и электротехническое устройство обладает определенными техническими характеристиками, которые зависят от компонентов, из которых они собраны.
В зависимости от используемых электронных частей, которые могут различаться по своим параметрам, при одинаковой электрической схеме устройства, в результате можно получить различные технические характеристики, определяющие возможность его использования.
Схема садового светильника
Конструктивно, садовый светильник, работающий на солнечной батарее, состоит из следующих частей:
- Корпус – может быть различной конструкции, в зависимости от способа установки, материала, используемого при изготовлении и его предназначения.
- Солнечная батарея – является источником питания электрического аппарата.
- Источник света – электрическая лампа, как правило малой мощности (светодиод) и значительным световым потоком.
- Устройства автоматики – датчики освещенности и движения, обеспечивают включение в темное время суток и при попадании движущегося объекта в зону охвата датчика, соответственно.
- Аккумулятор (АКБ) – является накопителем электрической энергии, обеспечивающей работу источника света.
- Электронный блок (контроллер) – отвечает за режим заряда аккумулятора и работу источника света.
- Коммутационный аппарат – служит для отключения прибора, когда нет необходимости в его работе.
Схематически, садовый светильник, работающего на солнечной батарее, выглядит следующим образом:
На данном рисунке коммутационные устройства и средства автоматики не указаны. Принцип работы основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которое происходит внутри фотоэлементов, являющихся основой солнечной батареи.
Все элементы – АКБ, контроллер и источники света, помещаются в общий корпус, солнечная панель может в него встраиваться или быть выносной, в соответствии с конструкцией конкретной модели.
Схема светодиодного светильника
Схема светильника, у которого в качестве источника света, используются светодиоды, аналогична выше приведенной, с той лишь разницей, что при наличии нескольких светодиодов в одном светильнике, появляется возможность создать режим работы устройства, когда в зависимости от заданных параметров, светят лишь часть светодиодов или все их количество.
Простейшая электронная схема подобного устройства, может выглядеть следующим образом:
Работа светодиодов осуществляется от аккумуляторов, которые заряжаются от солнечной батареи. Стабилизаторы, диоды и катушки индуктивности, обеспечивают требуемые параметры напряжения в цепях питания и зарядки. Светодиоды светятся одновременно, при достаточном заряде аккумуляторных батарей.
Схема китайского светильника
Среди товаров, в конструкции которых предусмотрено электроснабжение электрических компонентов от солнечной батареи, большая доля принадлежит продукции китайских производителей, это относятся и к солнечным светильникам.
Схема подобных устройств может быть различна, в зависимости от требований, предъявляемых к конкретной модели. Принципиальная схема и внешний вид одной из моделей таких устройств, а именно — Solar Garden Light, приведены ниже.
В данной схеме предусмотрена установка выключателя, который позволяет выключать источник света в дневное время и включать, по мере необходимости.
Данная модель, изготавливается в виде «светильника на ножке», что позволяет ее устанавливать в любом удобном для эксплуатации месте и переустанавливать, по мере необходимости.
Внешний вид плафона и материал из которого он изготовлен, а также материал «ножки», могут быть различны, что отражается на стоимости, но не на технических характеристиках устройства.
alter220.ru
Как усовершенствовать купленный светильник
Самостоятельное изготовление солнечного фонаря обходится в 2-3 раза дешевле покупки самого примитивного готового изделия китайского производства. Но это не единственный бонус, ведь при домашнем изготовлении вы можете учесть все свои потребности, поставить качественные элементы и продумать декоративные функции освещения.
Если же вы уже купили готовые изделия, то можно легко модернизировать устройство этих садовых светильников на солнечных батареях по вашему усмотрению.
Изменение схемы
В дешевых светильниках могут возникнуть проблемы из-за несовершенного подбора элементов схемы, но их несложно исправить:
- Если светодиоды дают тусклый свет, то попробуйте убрать один резистор и поставить вместо него перемычку.
- Если светодиоды сначала горят ярко, потом тускло, а затем гаснут, то нужно добавить один резистор в несколько десятков килоОм и 5мА (такая сила тока будет питать светодиоды на несколько часов дольше даже при вдвое меньшем объеме аккумулятора. Для этого разорвите цепь и впаяйте туда дополнительный светодиод.
- Если же диоды быстро (через 2-3 часа) гаснут, то проверьте емкость аккумулятора. В китайских фонарях обычно стоит аккумулятор на 600мАч. Для полноценного светильника нужно хотя бы 1000мАч (предпочтительнее типа Ni-MH). Слишком большая емкость тоже не нужна, потому что такой аккумулятор просто не успеет зарядиться за наш световой день.
Изменение цвета и свечения фонаря
Кроме того, можно улучшить декоративные функции садовых фонарей:
- Вместо одного светодиода можно использовать три. Если их разместить под углом в 120 градусов, то получится более равномерное освещение. Чтобы добиться одинакового свечения всех трех элементов, проследите, чтобы у них был минимальный разброс рабочего напряжения. Быстрый совет: используйте светодиоды из одной партии, тогда они будут светиться примерно одинаково.
- Разброс напряжения следует учитывать и при включении в схему светодиодов разного цвета — у элементов каждого цвета свое напряжение. При параллельном соединении ярче всего будет светиться светодиод с минимальным напряжением. Чтобы проверить совместимость элементов можно сначала собрать цепь на монтажной плате или проверить параметры по специальным таблицам.
- В садовых светильниках можно использовать трехцветные динамические светодиоды с эффектом затухания — цвет плавно перетекает из одного в другой. В таких светодиодах на одном из электродов расположена микросхема, которая управляет матрицей RGB. Эти элементы работают на токе 20мА. И их обязательно нужно подключать при помощи токоограничительного резистора и с точным соблюдением полярности. Но учтите, что трехцветный светодиод со встроенным генератором не может работать на импульсном напряжении, как это делает белый светодиод. Для него необходимо постоянное напряжение.
Экспериментируйте, и ваш садовый участок превратится в красивое и безопасное место. О других способах использования солнечной энергии в быту читайте здесь.
