Светильники на солнечных батареях. виды. устройство и работа

Первое включение садового led-светильника

Если не прочитать инструкцию, то можно здорово разочароваться в покупке в первый же вечер. С нами именно так и случилось. Еще днем мы выставили обновки на участок, чтобы встроенные аккумуляторы как следует зарядились от солнечного света.

С наступлением сумерек мы то и дело поглядывали на светильники, которые и не думали включаться. Мы уже хотели опечалиться, но после прочтения инструкции ситуация прояснилась. Оказалось, под пластиковым шаром, который легко отвинчивается от основания, есть не только солнечная батарея, аккумулятор, датчик освещенности и светодиоды, но и включатель.

Обратите внимание: солнечная батарея находится внутри пластикового шара и недополучает солнечного света. Гораздо лучше было бы вынести ее куда-то на поверхность

Бывают светильники с батареей на «крышке». Или солнечная батарея может быть отдельным блоком, соединенным со светильником электропроводом. Это позволяет запрятать сам светильник в заросли, а батарею оставить на освещаемом солнцем участке. Но наши конкретные изделия имели такую неудачную особенность.

Светильник продается в выключенном состоянии с полностью заряженным аккумулятором. Это позволяет сразу опробовать его в действии, даже если вы купили его уже вечером и установили на участке в сумерках. Первую ночь устройство проработает на заводской зарядке, а уж на следующий день будет заряжаться от солнца.

После того как включатель был переведен в правильное положение, все четыре светодиода начали светиться. Немного расстроило то, что они светят голубым холодным светом. Лучше бы они были желтоватые, теплые. Но «теплых светильников» в продаже не было.

Прикрутив пластиковый шар на место, мы водрузили светильники на газон и начали ими любоваться.

Известные производители

К счастью мы живём в то время, когда все прилавки магазинов полностью заполнены разнообразными товарами на любой вкус и кошелёк.

В нашей стране зарегистрировано несколько отечественных компаний, которые производят такие светильники. Их цена варьируется от 650 до 800 рублей за 1 штуку.

Если вы предпочитаете иностранных производителей, то предлагаем вам следующие варианты.

Globo

Globo – компания широко известна на рынке декора. Была основана в 1996 году и за время своего существования смогла добиться большой популярности в странах Европы и СНГ. Их светильники отличаются от всех других своими разнообразными формами.

Компания сотрудничает с ведущими дизайнерами и выпускает эксклюзивные светильники. Соотношение цена-качество вас приятно удивит.

Novotech

Novotech – молодая и очень амбициозная венгерская компания. На рынке светотехнических продуктов они 5 лет. Novotech постоянно ориентируется на разные слои населения, поэтому их продукция доступна как для среднего класса потребителей, так и для небогатых людей. Их особенностью является качество и долговечность изделий.

Фото солнечных светильников данной компании вы можете увидеть на их официальном сайте, где для вас подготовлен большой выбор.

Достоинства

У автономного освещения есть очень много плюсов, которые можно назвать весомыми аргументами для установки на даче или возле частного дома:

• Автономная работа, при которой светильники не нужно подключать к сети.
• Автоматическое включение и выключение встроенными датчиками.
• Не нуждаются в тщательном постоянно уходе. Нужно всего лишь время от времени очищать фотоэлементы и сам светильник от загрязнений.
• Долгий срок службы. Такой светильник может продержаться у вас очень долго (более 10 лет), если оно хорошего качества.
• Не приносят никакого вреда окружающей среде. Этот тип солнечного освещения работает от низкого напряжения и является совершенно безопасным, поэтому не может нанести никакого ущерба.
• По надобности можно легко убрать и поставить обратно, так как легко установить.
• Легкая установка, без каких било трудностей.
• Экономия энергии.

Критерии выбора по конструкции

Ключевым критериям выбора, в зависимости от конструктивных особенностей, является степень защищенности от негативных внешних факторов (IP).

В промышленности наиболее распространены приборы, имеющие защиту таких классов:

• IP20. Для применения в сухих, теплых помещениях. Могут устанавливаться в помещениях с высокой влажностью, однако при условии, что для изготовления патрона использованы устойчивые к влаге материалы.
• IP22. Подходят для применения в условиях агрессивной химической среды, а также повышенной влажности.
• IP44. Могут использоваться в помещениях с высоким уровнем пылеобразования.

Устройство и принцип работы

Яркость прибора зависит от количества светодиодных ламп, а продолжительность работы — от емкости аккумулятора. Чтобы работа уличных светильников не разочаровала, все это необходимо учитывать при покупке.

https://youtube.com/watch?v=TUpXCvIMO3Q

Автономные фонари имеют простое устройство:

1. Солнечная батарея. Преобразует энергию солнца в электрический ток.
2. Светодиодная лампа. Бывает холодного или желтого (теплого) свечения. Бывают динамические модели с постепенным переходом от одного цвета до другого.
3. Аккумулятор. Днем накапливает напряжение, а ночью отдает.
4. Контроллер. Служит для преобразования напряжения.
5. Фотоэлемент. Необходим для автоматического включения или выключения света.
6. Корпус и детали крепежа.

Дополнительно светильники могут быть укомплектованы датчиками движения и регулировки уровня освещенности. Некоторые модели имеют звуковые эффекты.

Приборы работают по такому принципу: батарея преобразует энергию, исходящую от солнца, в электрический ток, который, в свою очередь, заряжает аккумулятор. После наступления темноты в фонаре срабатывает фотоэлемент, и прибор начинает работать в режиме рассеянного свечения.

Садовые фонари имеют не очень большую емкость аккумулятора, при условии полной зарядки они проработают не более 8−9 часов. Летом этого достаточно для освещения территории в ночное время. В осенний период световой день сокращается, фонари могут разрядиться до рассвета.

Устройство и принцип работы

Конструкция осветительных приборов на солярных батареях проста и доступна. Фонарь состоит из считанного числа элементов, на каждый из которых возложена определенная функция.

При желании можно сделать светильник самостоятельно, воспользовавшись несложной схемой соединения частей.

Принцип работы солнечных светильников основан на преобразовании частиц света в электрическую энергию, которая используется для освещения территории

Основные детали:

• Панель (микросхема). Основная деталь – фотоэлектрический модуль на полупроводниках, ответственный за трансформацию света в электроэнергию.
• Встроенный аккумулятор. Блок, обеспечивающий накопление и сохранение электричества, получаемого в дневное время суток.
• Светящиеся элементы. В светильниках с солнечными аккумуляторами обычно применяются светодиодные лампочки, расходующие минимум энергии. Стандартным вариантом являются элементы, рассчитанные 0,06 W.
• Корпус. Внешняя оболочка изделия, предназначенная для размещения плафона и лампы. Для некоторых моделей предусмотрены дополнительные оптические компоненты, способствующие оптимальному распределению световых лучей.
• Контроллер (выключатель). Прибор, управляющий режимом настройки и оптимизирующий процесс зарядки/разрядки батареи. Как правило, контроллер несет также ответственность за автоматическое включение и выключение освещения.

Механической частью конструкции светильника является опора. В зависимости от модели в конструкции может быть предусмотрена подножка (столб) различной высоты или крепление, рассчитанное под вертикальную либо другую основу.

Специальные устройства контролируют процесс запуска в работу и отключения устройства, а также отвечают за свечение светодиода в зависимости от показателя напряжения

Контроллеры могут быть внешними (для системы светильников) и встроенными.

Классификация по происхождению

По природе происхождения освещение делится на два основных вида — естественное и искусственное. Под естественным освещением подразумевается солнечное в дневное время суток или ночное лунное.

Кроме своей основной функции солнечные лучи просто незаменимы для здоровья человека.

Естественное освещение бывает боковым, верхним и комбинированным. Освещение, проникающее через оконные проемы, называют боковым.

Верхнее освещение возникает при проникновении солнечных лучей сквозь окна на потолке.

Если дом наполняется  солнечным светом сквозь боковые и верхние окна, говорят о комбинированном освещении.

Нормирование освещения измеряют посредством коэффициента естественной освещенности.

Необходимость в искусственном освещении возникает в вечернее или ночное время суток, в пасмурную погоду, в условиях слабого естественного освещения или его отсутствия.

Так в ванных комнатах в квартирах многоэтажных домов нет окон, значит единственным способом освещения выступает искусственное.

Уличные светильники на солнечных батареях

Без грамотного освещения даже богато украшенный дачный сад будет выглядеть в вечернее время неуютно и даже пугающе. Вы можете установить здесь качели, лавочки, статуи или фонтан, но все эти чудеса ночью будут спрятаны во мраке и невидны хозяевам или их гостям.

Конечно, если в каждом уголку прикрепить обычный фонарь и озарять электрическим светом всю ночь свое имение, то подобная красота обойдется людям в конце месяца в очень приличную сумму. Но неплохим альтернативным выходом являются уличные светильники, в которых батарею заряжают солнечные лучи.

Подобные приборы имеют не слишком высокую стоимость и могут иметь самую фантастическую форму, недаром они сейчас охотно раскупаются всеми обладателями загородных дач.

Принцип работы фонаря на солнечной батарее

Космические технологии все больше внедряются в жизнь простого обывателя. Если первые солнечные батареи и аккумуляторы были очень громоздкими, то современные устройства очень уменьшились в размерах.

Это позволило создавать массу недорогих фонарей, работающих от накопленного солнечной батареей заряда, которые можно легко устанавливать непосредственно в доме или вокруг жилых зданий.

Также большим прорывом стало появление очень экономных светодиодных ламп, не уступающих по яркости обычным устройствам, но потребляющим в разы меньше электроэнергии.

https://youtube.com/watch?v=dEPhApL7zqo

Специальные панели поглощают солнечную энергию на протяжении светового дня и, одновременно, занимаются преобразованием ее в удобную для использования электрическую энергию.

Когда светило уходит за горизонт, наступает время срабатывания чувствительного датчика. С приходом сумерек включается реле и настенный или наземный уличный светильник на солнечной батарее начинает работать.

Обычно внутри него находится несколько светодиодов мощностью около 0,06 Вт, которых вполне хватает для освещения прилегающей территории.

Надежность работы солнечных светильников уличного освещения

Погодные условия в ночное время на данные устройства не оказывают большого влияния. Главное, чтобы хватало дневного света для зарядки нужного количества энергии. Обычно герметичный корпус неплохо выдерживает ливни, снег, росу, сильные морозы (до -50°) или жару (до +50°).

Ухаживать за такими практически неуязвимыми фонарями почти ненужно, они не нуждаются в профилактике или заправке каким-то топливом, специальной проводке. Достаточно просто вытирать грязь периодически на защитном стекле, повышая данным образом эффективность излучения.

Правда, это можно сказать только о качественных уличных светильниках на солнечных батареях, дешевые устройства неизвестных производителей выходят из строя обычно намного быстрее.

Из чего делают уличные фонари на солнечной батарее?

Наиболее распространенными являются устройства из стекла, бронзы, пластика, легких сплавов стали. Кроме того можно подыскать приборы, произведенные из экологичного ротанга, бамбука, различных пород древесины европейского происхождения. Все это позволяет делать очень декоративные на вид фонарики, способные украшать усадьбу в любом стиле.

Дизайн бытовых фонарей на солнечных батареях

Подобные устройства сейчас могут выглядеть очень разнообразно. На дачах широко встречаются мощные уличные светильники на солнечной батарее, расположенные на высоких столбах возле въезда в усадьбу и около парадного входа. Также популярны разнообразные небольшие фонарики на коротких опорах.

Последний вид приборов имеет стоимость сравнительно небольшую и их удобно устанавливать в большом числе вдоль дорожек, бассейна, по периметру усадьбы. Всегда очень декоративный вид у уличных светильников шаров на солнечных батареях, имеющих различную расцветку и размеры.

Кроме того сейчас хорошо раскупаются приборы в виде забавных животных и сказочных существ – лягушек, цыплят, гномов, бабочек, птичек. Подобные фонарики очень красивы и способны украшать интерьер даже в дневное время

ТОП-7 лучших светильников на фотоэлементах

Чудес не бывает, поэтому добротный светильник вряд ли удастся купить за копейки

Если в планы входит нормальная подсветка территории, а не просто ее украшение оригинальными светящимися фигурками, стоит обратить внимание на качественную продукцию

Настенный светильник MJJC-SLYF170 можно устанавливать на любой высоте, но больше всего от него пользы при низком размещении. Смонтировав пару таких моделей внизу лестницы, можно улучшить ее внешний вид, а также уберечь себя и родных от травм

Хорошо себя зарекомендовали модели:

1. Star Alliance YH0607A-PIR. Корпус модели герметичен, есть датчик движения, система регулировки режимов освещения.
2. MJJC-SLYF170. Модель малой мощности предназначена для установки невысоко над землей. Хороший вариант для подсветки ступенек, нижней части стен дом.
3. MK02500. Светильник предназначен для крепления к стенам, корпус непроницаем для капель воды и пыли.
4. ZY-TYN-T10W. Модель дорогостоящая, зато расходы окупаются с лихвой. Преимущества светильника – мощность, наличие датчика движения, надежность и долговечность.
5. RDF YD04. Прибор отличается небанальным дизайном и высоким качеством исполнения, но его сфера применения ограничена из-за небольшой яркости света.
6. Sunlight M3. Это маломощные модели, которые размещают сразу по нескольку штук. Преимущества – стильный дизайн, относительно невысокая стоимость.
7. Solar Lamp. Интенсивность света зависит от датчика движения. Когда он срабатывает, свет загорается на полную мощность. Хорошее решение для освещения входной двери.

Многие пользователи покупают качественные приборы через сайт Aliexpress. При выборе моделей в онлайн-каталогах следует быть внимательными, чтобы не нарваться на некачественные подделки.

Плюсы и минусы приборов на солнечных батареях

Как и любые устройства, солярная светотехника имеет свои преимущества и недостатки, о которых лучше узнать заранее.

Достоинства аккумуляторных светильников

Главным плюсом подобных устройств является их экономичность: поскольку для функционирования изделий не требуется электричество, газ, керосин или иные источники энергии, расходы на освещение значительно снижаются.

Средства, затраченные на покупку солнечных фонарей, можно быстро вернуть за счет экономии на регулярных платежах за электричество

Помимо этого, к числу достоинств такой светотехники можно отнести:

• Экологичность. Применение солнечной энергии позволяет сократить расходование невозобновляемых природных ресурсов (природного газа, нефти, угля). К тому же осветительные приборы на солярных батареях не выделяют вредных веществ и не наносят вреда атмосфере Земли.
• Удобный монтаж. Благодаря автономной работе солнечные светильники не требуют подключения к проводам, установки кабеля, подсоединения к сети. Это обеспечивает комфортную эксплуатацию устройств, исключая аварийные ситуации, которые часто возникают из-за обрывов проводов.
• Мобильность. Фонари можно свободно перемещать внутри границ дачного участка или за его пределами.
• Полную безопасность в работе. Светильники, работающие от солнечных аккумуляторов, можно трогать, не опасаясь удара электротоком.
• Автоматический режим работы. Приборы не нуждаются в принудительном включении и выключении: при помощи контроллера свет зажигается сразу же с наступлением темноты и гаснет при появлении солнца.
• Большой выбор. Ассортимент осветительных устройств чрезвычайно велик. В продаже можно найти разнообразные модели, различающиеся по мощности, размерам, форме, дизайну, цвету.

Однако у подобной светотехники есть и свои минусы.

Недостатки осветительных приборов

К числу слабых мест подобных конструкций относится:

• Зависимость от активности солнца. Короткий световой день осенью либо зимой, а также пасмурная погода могут помещать фонарям добрать нужное количество солнечного света, из-за чего их заряда хватит лишь на небольшой срок (4-5 часов).
• Сложность ремонта. Аккумуляторы светильников не подлежат починке, из-за чего неисправные приборы чаще всего требуют замены.

Несмотря на то, что некоторые модели рассчитаны на работу в температурном промежутке от -50 до +50о С, зимой часто возможны сбои в работе аккумуляторов, собирающих и хранящих вырабатываемую гелиоустройствами энергию.

Выбираем светодиодный светильник

Правильно выбрав светильники для освещения помещения, можно гарантировать благоприятные условия для зрения человека, а также обеспечения комфортных условий труда и отдыха. Для правильного выбора светильника следует знать такие факторы:

Величина светового потока. Благодаря данному показателю можно правильно рассчитать нужное освещение (согласно строительным нормам и правил), а также сколько осветительных элементов необходимо для создания комфортных условий человеку.

К примеру, следует знать величину светового потока линейных светодиодных светильников, чтобы понимать, где их можно использовать.

Температура цвета. Позволяет узнать интенсивность светового излучения, а также уровень освещения в помещении.

Эксплуатационная температура – необходимо знать для оборудования складов, офисов, цеха.

Пиковая нагрузка и среднесуточное энергопотребление

Удовольствие иметь собственную гелиостанцию стоит пока немало. Первая ступень на пути к обладания могуществом энергии солнца – определение оптимальной пиковой нагрузки в киловаттах и рационального среднесуточного энергопотребления в киловатт-часах домашнего или дачного хозяйства.

Пиковая нагрузка создается необходимостью включения сразу нескольких электрических приборов и определяется их максимальной суммарной мощностью с учетом завышенных пусковых характеристик некоторых из них.

Подсчет максимума потребляемой мощности позволяет выявить, жизненно нужна одновременная работа каких электроприборов, а которых не очень. Такому показателю подчиняются мощностные характеристики узлов электростанции, то есть итоговая стоимость устройства.

Суточное энергопотребление электроприбора измеряется произведением его индивидуальной мощности на время, что он проработал от сети (потреблял электроэнергию) в течение суток. Общее среднесуточное энергопотребление рассчитывается как сумма израсходованной энергии электричества каждым потребителем за суточный период.

Последующий анализ и оптимизация полученных данных о нагрузках и энергопотреблении обеспечат нужную комплектацию и последующую работу солнечной энергосистемы с минимальными затратами

Результат потребления энергии помогает рационально подойти к расходу солнечного электричества. Итог вычислений важен для дальнейшего расчета емкости аккумуляторов. От этого параметра цена аккумуляторного блока, немало стоящего компонента системы, зависит еще больше.

Светотехнические характеристики

К светотехническим характеристикам относится уровень ослепления и распределение света. В зависимости от характеристики распределения света осветительные приборы делятся на такие виды:

Прямые. Для помещений, имеющих высокие потолки (6 м и выше), а также со стенами и перекрытиями, которые плохо отражают свет, оптимально применять промышленные настенные светильники или потолочные, имеющие концентрированное распределение света.

Рассеивающие. Дают достаточно глубоко рассеянный свет. Обычно используются в административных и учебных помещениях, а также лабораториях.

Преимущественно прямые. Так же, как и прямые, дают более четко направленный свет, но и немного рассеивают его. Хороший выбор для помещений, в которых стены и потолок хорошо отражают свет.

Уход за солнечным светильником

Чтобы устройства, работающие на солнечных аккумуляторах, исправно служили на протяжении долгого времени, необходимо соблюдать ряд правил:

• Для поступления в батарею максимального количества света необходимо регулярно протирать внешнюю поверхность мягкой салфеткой, слегка смоченной водой.
• В конструкциях небольших декоративных светильников, как правило, применяются не слишком сильные аккумуляторы, которые отключаются при низких температурах. Подобные изделия лучше убирать на зиму в темные помещения (чердак, чулан).
• Модели уличных фонарей обычно не боятся заморозков и устойчивых холодов: их аккумуляторы рассчитаны на работу в течение круглого года. Однако если владельцы не предполагают использовать устройства в зимний сезон, лучше занести их в подсобные помещения. При этом светильники нужно хорошо укрыть, чтобы избежать автоматической зарядки аккумуляторов.
• При закрепленном светильнике можно попробовать достать батарею из корпуса, а после ее полной разрядки положить блок на хранение в прохладной сухой комнате.

Во время влажной погоды также рекомендуется протирать фонари сухой салфеткой или ветошью.

Как работает светильник на солнечных батареях?

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.

Основные критерии выбора

Выбирая садово-парковые светильники, подходящие для вашего участка, следует обратить внимание на следующие характеристики:

• формы и размеры светильников;
• яркость освещения и расход электроэнергии;
• тип лампы;
• уровень защиты от попадания пыли и воды;
• итоговая стоимость.

При выборе размера и яркости светильников рекомендуется ориентироваться на размер придомовой территории. Для небольшого участка не стоит использовать очень мощные светильники больших размеров.

Можно назвать несколько категорий ламп, применяющихся для садового освещения:

• самые обычные и часто используемые в быту лампы накаливания. Стоят дешевле, чем другие типы ламп, но обладают гораздо меньшим сроком службы;
• более современные люминесцентные лампы. Срок службы их немного дольше, чем у обычных ламп, но и цена выше в несколько раз;
• светодиодные садовые светильники, не так давно набравшие популярность. Этот тип освещения можно отнести к одному из самых дорогих, но при этом самых экономных в использовании.

Способы устранения основных видов поломок

Самой распространенной неисправностью осветительных приборов такого типа является нарушение взаимосвязи между аккумуляторной батареей и контейнером питания. Это возникает в результате окисления частиц в местах состыковки. Некоторые «умельцы» решают вопрос, стукнув по прибору. Но такие действия дают лишь кратковременный эффект и к тому же могут повредить оборудование.

Если же контакт прерывается из-за смещения аккумулятора относительно контактов контейнера, нужно извлечь аккумулятор, а затем осторожно вытянуть минусовую пружину. Устранить недостаток можно посредством разборки светильника: нужно зачистить контакты аккумуляторных полюсов и контейнера питания отрезом наждачной бумаги

В дальнейшем, чтобы предупредить смещение аккумулятора, его можно зафиксировать в корпусе посредством двухстороннего скотча.

Бывают ситуации, когда в результате долгого хранения фонарика в тени аккумулятор перестает заряжаться. В этом случае нужно с помощью тестера проверить на аккумуляторе напряжение. Показатели напряжения должны быть в пределах 1,1-1,4 В. Если замерные значения соответствуют нормативным, нужно фонарь разместить на максимально освещаемом участке, чтобы подзарядить аккумулятор.

Как устроен типичный светодиодный светильник. Открываем коробку

Конечно, все они выглядят по-разному. Вот что получилось у нас:

В коробке находится сам светильник в сборе, отдельно две «ноги» — короткая и длинная. Еще есть пластиковый черный наконечник, который втыкается в землю, и инструкция.

Наличие двух «ножек» очень удобно. Ведь кому-то захочется «посадить» светильник прямо на поверхность почвы. Тогда подойдет короткая трубка. Кому-то захочется приподнять лампу над поверхностью. Тогда используется длинная. Во всяком случае, не придется сразу что-то отпиливать или искать подходящий удлинитель. Такая забота о потребителе всегда приятна.

Сам шар не стеклянный, а пластмассовый. Это облегчает конструкцию и делает ее более безопасной. Правда, стекло в отличие от пластика не царапается, но тогда изделие стоило бы дороже.