Садовые фонарики на солнечных батареях

Устройство светильника на солнечных батареях

Все уличные светильники на солнечных батареях, для дачи или для освещения городских улиц, имеют единую комплектацию. Независимо от формы, размеров, типа установки они состоят из следующих элементов:

• лампа;
• корпус;
• плафон;
• кронштейн или опорная конструкция;
• аккумулятор;
• контроллер;
• солнечная батарея (фотоэлектрический элемент).

В продаже имеется большое количество светильников подобной конструкции. Все они имеют разные параметры, мощность, уровень яркости и прочие особенности. При этом, фонари для наружной подсветки имеют общую особенность — они не работают напрямую, как это делают часы или калькуляторы, поскольку уличное освещение используется в темное время суток, когда источника энергии на небе нет. Поэтому основным показателем качества фонаря будет емкость аккумулятора и ориентировочное время расходования заряда.

Принцип действия

Фотоэлектрические элементы в светлое время суток принимают поток солнечного света и вырабатывают определенное количество энергии, соответствующее типу конструкции панелей. Эта энергия передается аккумуляторной батарее, которая накапливает ее до полного заряда свей емкости. Если погода пасмурная, зарядка все равно будет происходить, так как некоторое количество энергии панели в любом случае отдадут, но полностью зарядить аккумулятор не удастся. Это сократит время работы фонаря в ночное время.

При наступлении сумерек срабатывает датчик, переключающий систему в рабочий режим. Энергия аккумулятора передается на инвертор, который преобразует ее в напряжение со стандартными параметрами, после чего оно подается на лампы. Их работа будет продолжаться либо до момента получения сигнала от датчика освещенности на рассвете, либо до полного разряда аккумулятора и прекращения подачи питания.

Существуют конструкции, которые работают по упрощенной схеме. Аккумуляторы накапливают энергию, которую отдают на светильник в том же виде. Это возможно для ламп, работающих на постоянном токе. Стоимость таких фонарей меньше, так как отсутствует большая часть аппаратуры, однако, работоспособность и длительность свечения весьма коротки.

Использование на дорогах

Осветительные системы на солнечных батареях, работающие на автомобильных дорогах, используют полноценную схему приема, накопления и преобразования энергии. Они устанавливаются на высокие опоры, позволяющие решить одновременно несколько задач:

• обеспечение оптимального положения солнечных панелей для приема максимального количества энергии;
• высокое расположение светильников способствует более широкому охвату площади;
• аппаратура находится в недоступности для вандалов и злоумышленников.

Состав комплекта осветительного оборудования на солнечных батареях ничем не отличается от обычного набора устройств:

• фотоэлектрическая панель;
• аккумулятор, контроллер и преобразователь, размещенные в шкафу с аппаратурой;
• лампа (как правило, светодиодная конструкция);
• кронштейны, соединительные провода.

Система уличного освещения не допускает отказов или отсутствия света по каким-либо причинам. Поэтому качество аппаратуры, емкость аккумуляторов и прочие параметры оборудования подбираются с таким расчетом, чтобы гарантированно обеспечить ответственную часть дороги нормативным потоком света. Для этого требуется солидный запас мощности на случай многодневной пасмурной погоды. Излишки энергии, накопленные в солнечные дни, сбрасываются в сеть или направляются на питание киосков, расположенных поблизости.

Подсветка пешеходных переходов

В темное время суток, особенно в межсезонье, когда видимость на дорогах резко снижается, необходима качественная подсветка пешеходных переходов. Эффективным способом подсветки является использование автоматических светильников на солнечных батареях. Они зажигаются по сигналу от датчика движения и горят, пока человек не перейдет на другую сторону. Состав комплекта обычный, дополненный устройством контроля движения и реле, обеспечивающим работу светильника в течение нужного для перехода отрезка времени.

Разновидности солнечных светильников

Модельный ряд широк, внимание следует обращать на мощность и точку монтажа. Есть светильники более мощные, для освещения двора, а бывают приборы с мягким рассеянным лучом, создающим приятную атмосферу

Виды светильников автономного типа:

• Столбчатые. Модули закреплены на стойках высотой в 1-1,5 м и более. Весомые конструкции требуют монтажа в грунт с предварительным заглублением. Есть модели поверхностной установки с крепежом на платформу.
• Модели с ножкой, заостренной на конце. Длина стойки до 1 м, острие удобно и прочно входит в грунт. Светильники допустимо ставить где и как угодно.

• Настенные. Выполнены в виде фонарей разного вида, конструкции. Фиксация на любую плоскость.
• Встраиваемые. Удобны для монтажа в лестничные пролеты, дорожку, ступени.
• Подвесные. Монтаж предельно простой – на крюк или петлю.

На что обратить внимание при выборе

Какой тип питания уличного светильника установлен у Вас?

СолнечныйЭлектрический

До покупки фонаря нужно определить, какие функции он будет выполнять, какие требования предъявляются к осветительному прибору.

Особое внимание стоит обратить на следующие свойства и параметры:

• Габариты – для установки возле дома это не имеет значения. А для применения в качестве переносного источника света нужно покупать небольшой фонарь.
• Тип корпуса – пользователи рекомендуют покупать светильники, сделанные из лёгкого алюминия. Прочности его достаточно для ежедневного использования и переноски по участку, если понадобится. Алюминий не боится мороза и (в отличие от пластика) не лопнет.
• Ёмкость батареи – считается, что чем больше, тем лучше. Однако слишком ёмкий аккумулятор не будет успевать полностью заряжаться. Особенно, если вы живёте в регионе, где нет длинных солнечных дней. В итоге переплаченные за большую АКБ деньги будут потрачены впустую.
• Размер солнечной панели – чем больше площадь, тем быстрее будет происходить подзарядка.

При покупке также следует посмотреть срок гарантии производителя, изучить дополнительные особенности: влагозащита, устойчивость к грязи и пыли, дополнительные разъёмы для подключения блоков питания, есть ли в комплекте датчик движения.

Какие бывают режимы работы:

• «Ночник» – светит постоянно, но не на полную мощность. Когда датчик движения фиксирует, что кто-то проходит рядом, он включает фонарь на полную мощность.
• «Постоянное освещение» – работает на всю мощность, пока не закончится питание или не взойдёт солнце.
• «Выключен, реагирует на движение» – фонарь начинает работать только когда фиксирует активность, в остальное время не горит.

Выбор светильников для уличного освещения на солнечных батареях

Мощность

При устройстве освещения необходимо учитывать, сколько света может давать светильник. От этого зависит количество светильников и расстояние, на котором их необходимо устанавливать друг от друга. В технических характеристиках обычно указывается мощность в ваттах, а в случае со светодиодными светильниками она мало о чем говорит.

Пример технических характеристик уличного светильника на солнечных батареях

Чтобы понять уровень освещенности, можно сравнить с аналогом обычной лампы накаливания  — их мощность нам более-менее понятна, а также можно перевести этот показатель в Люмы (Лм) — единицы измерения освещенности. Так реально можно оценить насколько эффективной будет именно этот светильник.

Таблица соответствия мощности светодиодных ламп и освещенности

Как понимаете, модели с мощностью 1 Вт дают не так уж и много света — примерно как 20 Вт лампа накаливания, потому использовать их можно только для подсветки или маркировки участка — обозначения дорожек, подсветки беседок и т.д.

Класс защиты и материал корпуса

Чтобы уличное освещение на солнечных батареях работало долго и надежно, необходимо чтобы корпус и световой блок (плафон) имели защиту от попадания пыли и влаги. Желательно чтобы класс защиты был не ниже IP44 (больше цифры — это хорошо, меньше — плохо).

Расшифровка цифр в классе защиты

Также стоит обратить внимание на материал из которого изготовлены светильники. Обычно это специальный ударопрочный пластик или металл

Если «металл» — отличный от нержавеющей стали или алюминия, предпочтение лучше отдать пластикам. Они точно не ржавеют и длительное время сохраняют хороший внешний вид.

Вид и способ монтажа

По способу монтажа светодиодные уличные светильники делят на несколько групп:

• Установка в грунт. Это группа светильников на ножках разной высоты — от 20-30 см до метра и выше. Их установка чрезвычайно проста — они просто втыкаются в грунт в нужном месте.

  Самая обширная группа — светильники просто втыкаются в грунт

• Светильники-столбы. Как правило, это более высокие модели с высотой ножки  от 1,5 метров и выше. Они тоже могут устанавливаться грунт, но требуют уже более серьезных мер по установке — имеют большую высоту и вес. Придется делать лунку, вставлять в нее столб, засыпать грунтом и уплотнять его. Есть модели для установки на твердое покрытие — плитки, асфальта и т.д.

  Солнечные светильники на высоких столбах

• Настенные светильники на солнечных батареях. Есть в разных стилях — от классического «фонарного» дизайна, до моделей в современном стиле. Монтироваться могут на стену, забор, заборные столбы.

  Настенные варианты смотрятся декоративно

• Подвесные. Вариантов тоже немало — есть модели, которые можно крепить к потолку, балке и т.п., а есть которые можно развесить на ветках.

  Для разных целей и условий

• Встраиваемые в грунт, дорожки, лестницы. Очень практичные модели, которые позволяют осветить даже лестницы, причем подсвечивают не сверху, как обычно, а на уровне ступеней. Интересное и практичное решение — при таком варианте свет не слепит глаза, а освещенность остается хорошей.

  Подсветка лестниц — удобно, экономно и красиво

• Декоративные. Выполнены в виде различных фигурок. В дневное время они выглядят как обычный декор, в ночное дополнительно еще излучают свет. Монтажа в данном случае нет — просто ставят светильник в предназначенное для него место.

  В декоративные фигурки тоже встроены солнечные батареи

Выбор уличных светильников на солнечных батареях для уличного освещения действительно велик. По стилю, размерам, цене ассортимент большой, так что можно выбрать.

Устройство и принцип функционирования фонарей на солнечных батареях

Поместить частичку солнца в уголок сада возможно с помощью автономной лампы на солнечной батарее. Организованы светильники достаточно просто и состоят из следующих деталей:

• светодиодной лампы – излучает холодное или желтое свечение, а также это может быть определенный цветной свет или постепенная смена цветов;
• солнечной панели – выполняет преобразование солнечной энергии в электрический ток;
• аккумуляторной батареи – накапливает энергию днем и отдает в темное время суток;
• контроллера заряда;
• фотоэлемента – автоматически включает свет с наступлением вечера и выключает на рассвете;
• корпуса и деталей для крепления.

Кроме этих элементов, светильники могут быть оснащены датчиками движения и уровня освещенности. Некоторые модели сконструированы с использованием звуковых эффектов. Такой светильник обычно изготовлен из противокоррозионных материалов. Это обеспечивает устойчивость к атмосферным осадкам. Сам плафон изделия производится из трех видов стекла: закаленного, структурированного и гладкого.

Благодаря фотоэлементам и улучшенной электрической схеме светильники могут работать даже в мороз и пасмурную погоду

Закаленное стекло имеет самые лучшие характеристики, но это влияет на стоимость изделия. Также он пыле- и водонепроницаемый. Уровень защиты записан на профиле или коробке фонаря и обозначается IP и цифрами.

Функционирует светильник на солнечных батареях от никель-кадмиевого аккумулятора, мощность которого 700 мА/час. На протяжении всего светового дня прибор преобразовывает солнечную энергию в электрическую и заряжает батарею. А с наступлением сумерек срабатывает фотоэлемент, который включает рассеянное свечение. А на рассвете, если ранее не сработал контроллер минимального заряда аккумулятора, фотоэлемент выключает светильник.

Чаще всего источником света в таких светильниках являются светодиоды или LED, именно от их количества зависит яркость освещения. Средняя мощность изделия составляет 0,06 Ватт, а срок службы – 100 тыс. часов.

Пример освещения участка дома с помощью светильников на солнечной батарее

Фонарики на солнечных батареях для дачи, независимо от производителя, имеют небольшую емкость батареи, которая способна обеспечить работу светильника при полном заряде на 8—10 часов. А в осенний период, когда солнечный день уменьшается, заряда аккумулятора не хватает до рассвета. Но есть модели, которые оснащены функциями, позволяющими увеличить время бесперебойного функционирования изделия, например, датчики движения.

1 Solar Motion Sensor Light

Конструкция светильника отличается компактностью (9,5х12,4х4,8 см), эргономичностью, удобством монтажа. В качестве креплений в комплект входят и специальный скотч, и прочные шурупы. Блок управления находится на фасадной части модели. С помощью расположенной слева кнопки можно при необходимости полностью отключить работу приспособления. Правая кнопка контролирует функционирование встроенного датчика движения.    

При выборе данной модели следует обратить внимание на количество интегрированных светодиодов. В продаже есть несколько разновидностей устройства

LED-лампа излучает яркий белый свет, обеспечивая видимость в радиусе до 15 метров под углом 120 градусов. В пластиковом корпусе находится аккумуляторная батарея емкостью 1200 мАч, благодаря чему рабочая зона освещается непрерывно в течение 8-10 часов. Преимуществом приспособления является и малый вес (180 граммов). К тому же фонарь допускается использовать внутри помещений (гаражей, кладовок и т. п.).

Обновлено: 30-07-2019

Внимание! Представленная выше информация не является руководством к покупке. За любой консультацией следует обращаться к специалистам!

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.

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.

Варианты уличного освещения

Разнообразные источники света, закрепляемые на столбах, опорах и стенах зданий применяются для того чтобы улучшить видимость в ночное время суток, в них используются лампы с направленным или рассеянным светом. Источники питания в светильниках, предназначенных для освещения улицы, применяются автоматические, которые работают на солнечных батареях. Такой вариант аккумуляторов удобен и экономичен, не требует дополнительного обслуживания и работает без нареканий. Подсветка может применяться для освещения:

• растений и деревьев;
• сооружений и зданий.

Подсветка растений

Для полноценного развития растений необходимо обеспечить им длительный световой день, что возможно при использовании искусственной подсветки. При недостатке света растения могут потерять листья, и полностью погибнуть. Современное уличное освещение на солнечных батареях способно полностью заменить естественное, и помогает создать идеальные условия для существования растений и цветов. Фитолампы могут регулировать интенсивность освещения, что необходимо для контроля за развитием деревьев и кустарников. Видов ламп для подсветки растений существует несколько:

1. Лампы накала – самый дешевый вариант, плохо подходящий для подсветки в саду, сильно потребляющий электричество.
2. Люминесцентные лампы не греются, имеют хорошую светоотдачу, низкую стоимость и энергозатратность. Уличное фито освещение растений с их помощью хорошо справляется со своими функциями.
3. Энергосберегающие лампы обладают низким потреблением электричества, и длительным сроком службы. По свету разделяются на распространяющие «теплый», «холодный» и «дневной» спектр.
4. Натриевые лампы долговечные, экономичные, но имеют высокую стоимость и особые условия утилизации – в них содержатся частицы ртути, натрия и ксенона.
5. LED лампы эффективные в части подсветки растений, у них высокая экологичность, они безопасны и обладают невысоким расходом энергии.

Архитектурная подсветка

Освещение, делающее акцент на фасадах строений, предназначено для подчеркивания отдельных элементов, скрытия недостатков, оно может выгодно представить самое непрезентабельное здание и повысить его рыночную стоимость. Известно о шести приемах архитектурного применения светодиодных светильников уличного освещения.

Контурное подчеркивание элементов объекта, выделяя его контуры, акцентируя балконы, линию крыши, окна. Для таких целей подходят светодиодные гирлянды и ленты.

Заливающее освещение охватывает всю площадь здания, хорошо выделяет крупные постройки и достопримечательности

Подчеркивает все недостатки строений.

Фоновое уличное освещение выхватывает из темноты отдельные предметы, привлекая к ним внимание. Применяются для этих целей галогеновые лампы с рассеянным светом.

Динамическое освещение программируется в зависимости от времени года, в такт музыке

Применяются программируемые RGB светильники.

Акцентное освещение – отличается рассеянным светом, выгодно подсвечивает окна, колонны или лепнину. Для такого освещения хорошо подходят прожекторы со светодиодными лампами и узким лучом.