Уличное освещение на солнечных батареях: виды автономных фонарей и варианты применения

Для обеспечения достаточной видимости на открытой части прилежащей территории предприятий, частных домов и дач устанавливается наружное освещение. Несмотря на повсеместное внедрение мер, направленных на снижение затрат для обеспечения видимости на открытых территориях, расходы электричества все же составляют значительные суммы. Поэтому актуальным способом снижения расхода электрической энергии является уличное освещение на солнечных батареях. Такие установки все чаще приходят на замену классическим моделям, так как обладают рядом преимуществ в эксплуатации.

Плюсы и минусы

Устройство освещение двора, сада, придомовой территории требует больших затрат — требуется не только установить светильники, но и проложить кабель. Более надежна подземная укладка кабеля, а это большой объем земельных работ, плюс солидные затраты на кабель, так как он должен быть в защитной оболочке, а лучше — в броне. Но это не все — в процессе эксплуатации приходится оплачивать солидные счета за электроэнергию — освещение работает ежесуточно, по 6-8 часов. Частично решить проблему может уличное освещение на солнечных батареях.

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.

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.

Особенности устройства и работы светильников

Существует множество разновидностей осветительных приборов на солнечных батареях, но их устройство и принцип работы светопанелей примерно одинаковы. Солнечная энергия накапливается с помощью специальных батарей и аккумуляторов.

Когда к светодиоду-полупроводнику поступает энергия, он излучает видимый свет. Система управления светодиодом состоит из датчика освещенности и микросхемы.

Благодаря особенностям своего устройства светильники могут работать и в летнее, и в осеннее время. В зависимости от сезона и степени освещенности они включаются примерно с 6 до 9-10 часов вечера (+)

Интенсивность свечения фонаря зависит от силы напряжения. Когда батарея разряжается, система управления отключает светильник. Включается он с помощью специального фотоэлемента, функция которого – преобразовать солнечную энергию в электрическую.

Установка мощных моделей не всегда удобна. Во многих случаях лучше подобрать маломощные светильники и установить их поближе к земле. Это позволит сэкономить на приборах, а качество освещения дорожек не снизится

При выборе светильников следует учитывать не только технические характеристики самих приборов, но и климатические особенности местности. Аккумуляторы не выдерживают морозов, поэтому в регионах, где возможны суровые зимы, фонари демонтируют поздней осенью и возвращают на место только весной.

Поздней осенью, когда световой день короткий, а погода нередко бывает пасмурной, аккумуляторы фонарей на солнечных батареях редко заряжаются полностью. Однако энергии хватает на несколько часов освещения в вечернее время

В большинстве моделей установлены фотоэлементы, произведенные на основе кремния. Это важный нюанс, т.к. приборы на основе монокристаллического кремния надежнее и долговечнее моделей с поликристаллическими фотоэлементами.

Также обращают внимание на тип и качество стекла. Оптимальный выбор – фонари с поликристаллическими фотоэлементами и закаленным стеклом.

Разновидности

Разновидностей уличных светильников, получающих питание от солнечных батарей, очень много. Среди них можно выделить основные конструкции:

• настенные;
• парковые;
• газонные;
• декоративные.

При выборе типа светильника важно учесть, помимо технических характеристик самих приборов, климатические условия той местности, где они будут использоваться.

Надо помнить, что автономное освещение на солнечных батареях не может обойтись без аккумуляторов. В тех регионах, где вполне возможны сильные морозы, необходимо на этот период или демонтировать светильники до весны, или обеспечить их работу таким образом, чтобы работа накопительных элементов была защищена от влияния низких температур.

Во всем остальном, такое освещение можно применить в любой точке дачного участка и загородных домов. Мало того, сами световые элементы могут быть прекрасным дополнением к оформлению ландшафта.

Конечно, нужно всегда помнить, что эти источники света используют энергию солнца. Значит, их нужно размещать таким образом, чтобы на них попадало как можно больше солнечного света. Если хотя бы 12 часов в сутки солнечные элементы будут непосредственно под солнечными лучами, надежная работа фонарей будет обеспечена.

И тогда, в принципе, любая модификация уличного прибора для освещения станет полезной и функциональной.

Основные критерии выбора

Внешнее оборудование и сами осветительные приборы от солнечных батарей можно разделить на два вида:

• светильники для сада и придомовых территории, которые в основном служат для декоративного оформления и освещают своим светом небольшой участок площади вокруг себя;
• уличные светодиодные светильники, которые в первую очередь нужны для максимально лучшего освещения всей придомовой территории. И лишь потом они могут применяться как ландшафтная подсветка.

Внешне они довольно сильно схожи, но задачи, которые они выполняют абсолютно разные.

Для уличного освещения нужны более надежные и мощные осветительные приборы.

А вот теперь мы вышли этап затрат.

Для частных дачных участков использовались недорогие модели осветительных приборов с питанием от дешевых аккумуляторов. Они довольно быстро вырабатывали свой ресурс.

Для уличного освещения на столбах требуется другой подход. Требуются более мощные никель-кадмиевые аккумуляторы, которые способны проработать длительное время. Нужны и другие лампочки. Светодиодные лампы имеют срок 30–60 тысяч часов.

На долговечности всего комплекса уличных светильников сказываются и качество самих солнечные панелей, у которых должна быть защита от механических повреждений с большим сроком эксплуатации.

Если создать мощный (10–15 Вт) светильник с датчиком движения, этого вполне хватит для комфортного освещения пространства вокруг дома.

И только в этом случае вы получаете возможность получить наиболее качественное освещение всей придомовой территории.

Где купить

Приобрести солнечные панели можно как в специализированном магазине, так и онлайн в Интернет-магазине. Во втором случае, особого внимания заслуживает бюджетный вариант приобретения изделий на сайте Алиэкспресс. Для некоторых панелей есть вариант отгрузки со склада в РФ, их можно получить максимально быстро, для этого при заказе выберите «Доставка из Российской Федерации»:

Развенчиваем мифы о фонарях на солнечных батареях

Противники светильников на солнечных батареях для уличного освещения утверждают, что такие приборы никак не могут конкурировать с электрическими лампами. Но имеет ли смысл сравнивать их вообще? Они изначально предназначены для разных целей.

Сравнение электрических ламп и фонарей на солнечных батареях некорректно. Они дают совершенно разный свет. Первые – яркий и резкий, вторые – приглушенный и мягкий

Назначение электрических ламп – давать яркий контрастный свет, благодаря которому можно рассмотреть все детали. А у фонарей на солнечных батареях совершенно другая функция – подсветить территорию, чтобы можно было нормально ориентироваться в вечернее и ночное время.

Они не предназначены для освещения зон, где планируется активная деятельность, требующая внимания и точности.

Не следует считать фонари на солнечных батареях адекватной альтернативой электрическим. Они подсвечивают и украшают территорию, формируют атмосферу спокойствия и романтики, но не способны создать зоны яркого света

Фонари на фотоэлементах не могут конкурировать с электрическими приборами по яркости, поэтому имеет смысл организовать комбинированное освещение.

Например, над крыльцом дома уместна электрическая лампа. Для повышения удобства пользования и экономии электроэнергии ее можно дополнить датчиком движения или светочувствительным реле. А дорожки, газоны, сад можно подсветить светильниками на солнечных батареях.

При обустройстве комбинированной системы нужно помнить, что электрический свет перекрывает солнечные фонари.

Комбинированное освещение будет удачным, если электрические и солнечные светильники освещают разные зоны и не перекрывают друг друга. Правильно подобрав приборы по яркости и цвету, можно организовать плавные переходы

Интенсивность и продолжительность работы автономных уличных фонарей на солнечных батареях во многом зависит от погоды.

Если днем пасмурно, нельзя ожидать хорошего и длительного освещения вечером, т.к. для полноценной зарядки аккумулятора требуется 8-10 часов времени и хороший солнечный свет. Это главный недостаток уличных фонарей на фотоэлементах.

Зачем платить деньги за уличное освещение

В последние годы можно увидеть уличные светильники не только возле частных домов, магазинов, кафе, офисов, но и на дачах, где владельцы появляются время от времени и ненадолго.

Казалось бы, зачем вкладывать деньги в освещение там, где хозяева бывают лишь изредка? Но в этом есть смысл.

Разноцветные светильники на солнечных батареях используют для декора отдельных зон – искусственных водоемов, веранд, беседок и т.п. Они создают исключительно красивые и небанальные цвето-световые эффекты

Дача – место, куда приезжают отдыхать, наслаждаться покоем, обществом родных и друзей. Здесь должно быть уютно и красиво.

Кроме того, освещение на даче является определенным сигналом для злоумышленников. Оно свидетельствует о том, что дом не заброшен и в нем могут находиться хозяева.

Галерея изображений

Фото из

Уличное освещение возле входа в здание

Романтичная атмосфера вечернего сада

Садовые светильники вдоль дорожки

Светильники на фотоэлементах на даче

Уличное освещение жизненно необходимо. Его в любом случае придется обустраивать. Вопрос лишь в суммах, которые придется вложить для его организации и эксплуатации.

Самый выгодный вариант – покупка уличных фонарей на солнечных батареях. Они не увеличивают счета за электроэнергию и не требуют никакого особого технического обслуживания.

Топ моделей

Все модели уличных светильников испытывались на территории России и часть пользователей оставила отзывы об электроприборах.

Novotech Solar черный

Настенный фонарь с солнечной панелью разработан для установки на горизонтальные или вертикальные поверхности. Форма – в виде прямоугольной панели, кронштейн для крепления присоединён к корпусу барашками для регулировки положения светильника.

Производственные характеристики:

• Novotech (Венгрия).
• Коллекция – Solar.
• Высота: 151 мм (15.1 см).
• Ширина: 115 мм (11.5 см).
• Длина: 163 мм (16.3 см).

Технические характеристики:

• Мощность лампового блока – 12.4 Вт.
• Мощность общая – 12,4 Вт.
• Цвет – чёрно-белые.
• Материал плафонов и арматуры – пластик.

Срок гарантии – 12 месяцев. Средняя цена – 3 400 рублей.

Ever Brite Solar Motion

Чёрный пластиковый уличный светильник для дома и дачи. Есть датчик движения, в корпусе проделаны отверстия для закрепления на стене.

Технические характеристики:

• Площадь освещения расчётная – 10 м².
• Степень пылевлагозащиты – IP55.
• Количество светодиодов – 4.

• Цвет плафона – черный
• Поток света – 120 лм.
• Напряжение – 12 В.

Минусы: из-за использования пластика модель нельзя долго оставлять на солнце – возможен выход из строя в связи с перегревом элементов питания.

Гарантия – 12 месяцев. Средняя цена – 400 рублей.

LIKES 30 LED

Небольшой фонарь с датчиком движения и ёмким аккумулятором. Собранный в компактном корпусе он будет долго работать при установке возле дома или на участке.

Технические характеристики:

• Количество ламп – 30.
• Максимальная мощность ламп – 6 Вт.
• Материал плафона – пластик (ABS).
• Параметры АКБ – 3,7 В, 1200 мАч.

• Тип батареи – литий-ионная.
• Цвет – чёрный.
• Размеры корпуса:124 х 96 х 68 мм.

Плюсы: малый размер, можно переносить с собой. Вывешивание на горизонтальной поверхности занимает 5-10 минут. Ярко светит. Корпус защищён от попадания влаги.

Минусы: пластмассовый корпус сильно греется на солнце.

Срок гарантии – 12 месяцев. Средняя стоимость – 1000 рублей.

Oasis Light ST9079

Уличный светильник, корпус состоит из пластмассового плафона, металлической арматуры. Небольшие размеры и высокая мощность делают электроприбор универсальным.

Характеристики:

• Тип ламп – LED.
• Количество ламп – 1.
• Напряжение – 3.7 В.
• Поток света – 100 лм.

• Общая мощность – 13 Вт.
• Максимальная мощность лампы – 13 Вт.
• Тип защиты – IP44. Возможно дополнительное скрытое подключение проводки.

Плюсы: малые размеры, высокая яркость.

Минусы: хрупкий корпус.

Срок гарантии – 12 месяцев. Средняя цена – 2700 рублей.

Novotech Solar 358019

Мощный стационарный светильник для крепления на вертикальной плоскости. Крупный плафон, яркий источник освещения хорошо осветят пространство на садовом участке.

Характеристики:

• Материал – пластик.
• Тип источника освещения – LED.
• Степень защиты – IP54.
• Номинальное напряжение – 3,7 В.
• Ширина – 161 мм.
• Высота – 90 мм.
• Длина – 214 мм.

• Число ламп – 1.
• Мощность лампы – 12 Вт.
• Общая мощность – 12,1 Вт.
• Температура света – 6000K.
• Площадь освещения – 3 метра куб.
• Цвет основания – чёрный.

Плюсы: ярко светит, удобное крепление, чёткое срабатывание датчика движения.

Минусы: корпус из пластмассы может лопнуть на морозе.

Срок гарантии – 1 год. Средняя стоимость – 6200 рублей.

SOLAR 33372

Оригинальный светильник в виде белой собаки, держащей старинный фонарь. Предназначен для установки на горизонтальной поверхности.

Характеристики:

• Тип ламп – LED.
• Количество плафонов – 1.
• Арматура – пластмасса.
• Материал плафона – пластик.
• Высота – 25 см.
• Длина – 15.5 см.

• Ширина – 23.5 см.
• Мощность – 0.06 Вт.
• Номинальное напряжение – 3,2 В.
• Тип цоколя – E27.
• Тип пылевлагозащиты – IP44.

Плюсы: оригинальное украшение для беседки или веранды.

Минусы: нет датчика движения.

Гарантия – 1 год. Средняя цена – 2400 рублей.

Устройство светильника на солнечных батареях

Уличные светильники на солнечных батареях могут иметь различную форму, внешний вид, способ установки, но все они состоят из определенного набора элементов:

• Солнечная панель или батарея. Устройство, которое перерабатывает солнечную энергию в электрическую. Находится может на разных частях светильника, но обращено вверх — чтобы лучше улавливать солнечные лучи.
• Аккумулятор. В нем в светлое время суток накапливается электрическая энергия.

  
  Устройство светильника на солнечных батареях

  Читайте также:  Самые простые способы запуска сгоревших лдс ламп. Схемы подключения люминесцентных ламп дневного света. Схемы со стартером
• Осветительный блок. Это обычно корпус, светодиодная лампа и плафон.
• Контроллер, который включает/выключает подачу электроэнергии на осветительный блок.
• Крепление для установки/подвешивания.

Как вы поняли, принцип работы такой: в светлое время суток солнечные лучи улавливаются солнечной панелью, где превращаются в электрическую энергию и передается а аккумулятор. При наступлении сумерек (освещенность 20 Лк) контроллер включает подачу электроэнергии, светодиодная лампа загорается. Утром на рассвете (при освещенности 10 Лк) освещение отключается.

Мощность

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.

Выбор светильников для уличного освещения на солнечных батареях

В торговой сети есть светодиодные уличные светильники с очень большим разбросом цен — от ста рублей до десятков тысяч. Порой есть модели, которые выглядят почти одинаково, но очень отличаются по цене. Как это понимать и как выбрать осветительные приборы для уличного освещения на солнечных батареях? Все просто — надо смотреть технические характеристики. Именно в них вся разница.

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.

Расчет системы

Если уличное освещение на солнечных батареях решено сделать надежным — с аккумуляторами, прежде всего, надо заменить все лампы и фонари на светодиодные, работающие от 12 В. Почему именно так? Потому что аккумуляторы выдают постоянное напряжение, и некоторая их часть, как раз 12 В. Можно от этой системы питать и лампы на 220 В, но понадобится еще инвертор, преобразующий 12 В в 220 В. А это — дополнительные расходы. Потому целесообразно подобрать именно такие светильники, фонари и лампы.

Состав системы уличного освещения со светильниками на 220 В : нужен еще инвертор

Находим мощность и количество солнечных батарей

Чтобы система была надежной, необходимо рассчитать мощность солнечных батарей и емкость аккумуляторов, которые ее будут обеспечивать. Порядок расчета такой:

1. Найти мощность всей нагрузки (посчитать мощность всех ламп).
2. Высчитать самый длительный период работы освещения.
3. На основании этих данных рассчитать, сколько энергии в сутки необходимо на работу оборудования (перемножить найденные цифры).
4. Найти самый низкий уровень инсоляции в году (среднемесячный) в вашем регионе. В России обычно это декабрь месяц.

   Чем больше солнечных дней в году в регионе, тем выгоднее переход на солнечную энергию

5. Узнать, производительность солнечных батарей в вашем регионе. Для этого надо умножить найденный уровень инсоляции на среднюю эффективность солнечных батарей (берут эффективность 17%, то есть надо умножить на 0,17). В результате вы узнаете, какое минимальное количество энергии будет выдавать квадратный метр батареи в вашем регионе.
6. На основании найденной цифры высчитать какой площади солнечные батареи потребуются для производства нужного количества энергии. Для этого цифру, которую нашли в 3 пункте, разделить на минимальную производительность квадратного метра солнечных батарей (результат расчетов 5 пункта).

Далее — дело за выбором солнечных батарей. Выбираете, узнаете их площадь, считаете количество штук. Их общая площадь должна быть не меньше той, что вы наши. Желательно даже иметь запас, так как всегда бывают периоды с худшими характеристиками чем средние.

Аккумуляторы

Надо еще рассчитать емкость аккумуляторов, которые должны обеспечить энергией светильники на случай длительной непогоды. Тут тоже потребуются данные синоптиков. Но уже нужен будет самый длительный период плохой погоды. Также для расчета нужен дневной расход энергии на поддержание работоспособности (3 пункт в предыдущем разделе).

Расчет несложный. Дневной расход умножаем на количество дней непогоды. Получаем тот запас, который должны обеспечивать аккумуляторы. Далее надо искать аккумуляторы с подходящими характеристиками. Только брать надо с 30-40% запасом по емкости, так как полный разряд сокращает срок эксплуатации аккумуляторов. Потому нежелательно их сильно разряжать.

Аккумуляторы для солнечных батарей — есть разного размера и параметров

Иногда производители указывают только возможный запас энергии, который выражается в А/ч (ампер часах). Эту величину можно перевести в Вт/часы, если умножить на напряжение работы аккумулятора (указывается в характеристиках). Например, аккумулятор Ventura GP 12-26 — напряжение 12 В, емкость 26 А*ч. Перевести в ватт-часы можно так 12 В * 26 А*ч = 312 Вт*ч.

Выбор контроллера

Начнем с того, чтобы разобраться, для чего нужен контроллер в этой системе. Если подключить солнечную батарею напрямую к аккумулятору, при поступлении электроэнергии он начнет заряжаться. При достижении предельного напряжения заряда (зависит от типа аккумулятора и его температуры), его надо отключить. Если контроллера нет, это надо делать вручную. Если отключить не вовремя, это приведет к закипанию электролита, сокращению срока службы аккумулятора. Так что контроллер нужен.

Контроллеры солнечных батарей бывают трех типов:

• ONN/OFF. Отслеживает величину заряда. При достижении предельного напряжения (для 12 Вольтовых батарей это 17 В), он просто отключит источник заряда. Этот вариант контроллера самый дешевый, но он имеет существенный недостаток. На самом деле, при достижении предельного напряжения, батарея заряжена далеко не полностью, а только на 90%. Постоянный недозаряд приводит к сокращению ее срока службы.
• PWM контроллер. После достижения предельного напряжения он не отключает батарею. При помощи преобразования он понижает напряжение до требуемого значения и еще пару часов дозаряжает аккумулятор.
• MPPT контроллер. Как и PWM он полностью заряжает аккумулятор, но делает это быстрее (при равных условиях) за счет использования всей мощности солнечной батареи.
  Выбор контроллера — по его возможностям

На самом деле выбор контроллера солнечных батарей прост: лучший вариант — MPPT, неплохой — PWM. На крайний случай подойдет и ONN/OFF, но его лучше не использовать.

При выборе контроллера надо также обратить внимание чтобы он мог подстраивать параметры системы в зависимости от температуры аккумулятора. Для этого в нем должен быть тепловой датчик. Он может быть встроенный или выносной. Выносные показывают более корректные данные, потому отдавайте предпочтение таким моделям.

Пример расчета системы

Чтобы расчет системы солнечного освещения на улице был понятнее, приведем пример. Надо обеспечить энергией светильники общей мощностью 10 Вт, напряжением 12 В. Самый продолжительный рабочий период — 14 часов, самый низкий уровень инсоляции в году 1.21 kWh/m2/day. Расчет такой:

• Находим необходимое количество энергии в день: 10 Вт * 14 часов = 140 Вт*ч в сутки.
• Производительность солнечных батарей в самый худший месяц в году — 1.21 kWh/m2/day * 0,17 = 0,2057 кВт в сутки. То есть, в сутки квадратный метр батареи с такими параметрами будет выдавать около 200 Ватт электроэнергии. Так что батареи можно брать именно с метровой площадью — как раз будет некоторый запас для худших условий.

  Выбор параметров и составных частей зависит от условий работы и требуемой производительности

• Определяем требуемую емкость аккумулятора. Пусть самый длительный период плохой погоды — 8 дней. Тогда энергии надо запасать: 140 Вт*ч в сутки * 8 дней = 1120 Вт*ч. Если брать по минимуму, то аккумуляторная батарея должна иметь емкость 100 Ач, но этого будет не всегда достаточно. А конкретно — в осеннее длительное ненастье или зимой в холодную и пасмурную погоду. Потому лучше брать аккумулятор на 150 А*ч или даже на 200 А*ч.

При подборе оборудования можно даже смотреть на большие номиналы аккумуляторных батарей и большую производительность или площадь СБ. Иногда, как ни парадоксально, более производительное оборудование стоит меньше. А еще, не факт, что через некоторое время вам не захочется добавить нагрузку к системе. Так что запас пригодится.

Цена вопроса

Уличное освещение на солнечных батареях в таком исполнении — затея недешевая. Например, для приведенного примера расчета можно выбрать следующее оборудование:

• Поликристаллическая солнечная батарея 250 Вт, производства Chinaland Solar Energy. Стоимость 15160 рублей.
• Контроллер заряда Tracer MPPT (100 В), 20 А, 12/24 В, производства Beijing Epsolar Technology. 8640 рублей.
• Гелевая аккумуляторная батарея GX12-150, 150 Ач, GEL, производства Delta — 21230 рублей или GX12-200, 200 Ач GEL стоит 26160 рублей.

Итого оборудование обходится в сумму чуть больше 45 тыс. рублей. Но еще нужны будут кронштейны для установки солнечной батареи (2-3 тыс. рублей), герметичные разъемы и специальные провода для СБ (это еще 1-2 тыс рублей). Затея действительно недешевая.

Для полного перевода уличного освещения на солнечную энергию требуется большое количество батарей…

Как можно уменьшить затраты? Приобрести оборудование отечественного производства непосредственно у производителей. Например, батареи можно купить у Зеленоградского Телеком СТВ, инверторы и контроллеры — у МАП «ООО Микро Арт». Еще вместо специальных аккумуляторов покупают автомобильные на 12 В, они имеют не такие характеристики, их надо чаще менять, но стоят значительно дешевле. Даже с учетом того, что их надо менять раз в 2-3 года. При таких условиях затраты уличное освещение на солнечных батареях может стоить в два раза меньше.

Комплектация солнечных батарей

Несмотря на кажущуюся простоту и элегантность солнечные приборы для освещения — довольно сложное оборудование, которое складывается из:

1. Корпуса. Конфигурация и материал, из которого он изготовлен, может быть различен — от металла до дерева. Также сильно отличается способ монтажа — от настенного и подвесного до специальных опор для установки на грунт.

2. Источник света. Как правило, в качестве источника света применяются лампы на светодиодах;

3. Плафон. Обязательный элемент. Выполняет две функции. Это и защита лампы, и рассеиватель света лампы.
4. Аккумуляторная батарея. Непременная составляющая схемы питания уличного светильника. В вечернее и ночное время он отдает накопленную за световой день электроэнергию светильнику.

5. Солнечный модуль. Нужен как преобразователь энергии солнца в электрическую.

6. Датчик света. Реагирует на изменение смены дня и ночи, что позволяет уличному светильнику включаться и отключаться автоматически.

Кроме того, в работе светильника принимают участие стабилизаторы, диоды, катушки индуктивности. Все они работают над тем, чтобы обеспечить нужные параметры для бесперебойной работы всего уличного освещения.

Если нет необходимости в постоянной службе светильника в ночное время, схему регулирования допускается дополнить датчиком движения. Таким образом, уличный фонарь будет включаться именно тогда, когда в его зоне появится человек.

Топ причин выбрать освещение на фотоэлементах

Светильники на фотоэлементах отличаются несколькими достоинствами, которые прекрасно компенсируют недостатки:

1. Автономность. Для работы фонарей не нужна электроэнергия, поэтому не требуется прокладывать провода и подключать приборы к сети. Это существенная экономия сил и денег.
2. Энергонезависимость. Можно установить несколько десятков светильников, а счета за электроэнергию не увеличатся.
3. Полная автоматизация. Приборы заряжаются, включаются и выключаются без участия пользователя.
4. Простота в монтаже. На установку светильников потребуется минимум времени и сил. Не нужно обладать какими-то специальными знаниями, чтобы их смонтировать и обеспечить нормальную работу. При желании приборы легко переставить на другое место.
5. Неприхотливость. Светильники удобны в эксплуатации, не требуют сложного ухода и обслуживания.

Стоимость качественных электрических уличных фонарей и садовых светильников, работающих от солнечных батареек, не особенно отличается. Разница в затратах становится очевидной в процессе эксплуатации.

Солнечный фонарь – это единоразовое вложение денег, а работа даже самых экономичных электрических приборов подразумевает постоянные расходы на энергоресурсы.

Места использования

В зависимости от места размещения и выполняемых задач устройства уличного освещения подразделяются на такие категории:

• парковые фонари – обеспечивают светом большие территории, имеют высокую ножку с подставкой внизу.
• уличные фонари – предназначены для освещения улиц, подвешиваются или монтируются на столбы и опоры, конструктивные элементы зданий и т.д.
• для подсветки беседок, террас, веранд и других полуоткрытых построек, расположенных на улице.
• садовые фонарики для освещения дорожек – являются не только указателями тротуара, но и создают достаточную видимость, чтобы ориентироваться на них в темноте.
• декоративные – предназначены для украшения придомовых и садовых участков.

Рекомендации по выбору

А ведь совсем недавно солнечные батареи были новинками и считались дорогостоящими источниками энергии. В настоящее время в садовые светильники при изготовлении устанавливаются небольшие панели. Во время светового дня энергия накапливается в батарее, а в темное время суток она даёт питание осветительному прибору. Подобрать оптимальный вариант освещения из образцов, представленных на отечественном рынке, можно воспользовавшись рекомендациями опытных экспертов. Первое требование: светильник должен быть не только внешне красивым, но быть ещё экономным и производительным.

Придомовая территория обязательно должна иметь освещение входа, дорожек и различных зон.

Фонари на солнечных батареях — это лучший способ для обустройства загородных владений. Многие приборы достаточно просто вкопать в землю, на эту процедуру уходят считанные минуты.

Преимущества таких устройств:

• независимость от электросети из-за влияния солнечной энергии;
• экологичность;
• простота установки (не нужны провода, соответственно, экономится время и материальные ресурсы;
• безопасность моделей;
• отсутствие необходимости ежедневного обслуживания;
• современный декор, служащий для украшения ландшафта;
• возможность оборудовать осветительные приборы датчиками движения и звука:
• выбор любого количества ламп.

Не обходится и без недостатков:

• в холодное время года из-за переохлаждения аккумулятора может произойти сбой, а летом возможен перегрев;
• почти все светильники не ремонтопригодны;
• в короткий световой день аккумулятор плохо заряжается, и фонарь может эффективно работать всего пару часов;
• простотой установки пользуется похитители;
• световой поток недостаточно мощный по сравнению со стационарными светильниками, поэтому модели в основном служат для украшения сада.

Разновидности и критерии выбора

Фонари делятся на несколько типов. Первая большая группа — это настенные светильники. Они предназначаются для стационарного крепления. Эффективная подсветка делает дом или вход очень красивым. Существенный недостаток таких моделей — необходимость устанавливать такие элементы только на солнечной стороне сооружение. Бывают парковые фонари огромных размеров. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали и отличаются громоздкостью, конструкция имеет высокую степень герметичности. Фонари имеют способность работать длительное время, иногда несколько суток в пасмурную погоду. К этой же группе можно отнести встраиваемые приспособления. Их можно монтировать в элементы фасада, например в лестничные пролёты.

Газонные светильники очень компактны и более доступны. Они работают на светодиодах и потребляют минимальное количество электроэнергии. Такие лампочки украшают газоны, дорожки и садовые участки. Пользуются популярностью также грунтовые разновидности.

Разнообразен и дизайн. Торговые сети представляют приборы, имеющие разную форму и стиль. Дизайн можно выбирать в зависимости от ландшафта участка и экстерьера дома. Бывают модели в виде шара, они подходят для освещения входа или двора. Прямоугольные и конусообразные конструкции, помогут красиво подсветить фасад жилого здания или беседки. Цилиндрические приборы гармонично освещают газоны и прекрасно выделяют дорожки

Важным показателем является степень защиты. Пыле- и влагозащита определяется по специальному обозначению в виде латинских букв IP и цифр. Чем больше числовое значение после литер, тем герметичней изделия. При IP, равном 44 и выше обеспечивается максимальный уровень защиты. Датчик движения — не менее важный элемент прибора. Чтобы светильники не работали всю ночь, а только по мере необходимости, приборы оснащены датчиками движения. Они включают лампочку в тот момент, когда к датчику будет приближаться объект. Это позволяет экономно расходовать электроэнергию.

Принцип действия

Основной элемент в таких уличных светильниках — фотоэлементы, собранные в единую солнечную панель. Когда фотопанель ярко освещена солнцем, она начинает вырабатывать электрический ток. В принципе уже сейчас светильник начнет работать. Но зачем он будет работать днем? Поэтому схема дополняется аккумулятором.

Днем встроенный датчик освещённости перенаправляет энергию через диод на аккумуляторную батарею. Диод как бы запирает аккумулятор и не дает ему возможности работать в дневное время суток.

С наступлением темноты все тот же датчик освещенности уже не будет перекрывать питание светодиодов и открывает транзистор VD. Цепочка: аккумуляторная батарея → эммитер →коллектор транзистора → светодиодная панель начинает работать.

С рассветом, как только первые лучи солнца попадают на датчик освещенности, происходит отключение цепи питания осветителя и включается цепь подзарядки аккумулятора.

Конечно это упрощенное описание принципа работы уличных осветительных приборов на солнечных батареях. Промышленные образцы для освещения с применением фотопанелей, оборудованы сложной системой автоматики. А аккумуляторы дополнены инверторами, которые конвертируют постоянное напряжение от солнечных батарей в переменное для включения осветительных приборов.

От того насколько ярко работают уличные светильники зависит и продолжительность их работы. Когда наступает момент разрядки аккумулятора, система сама автоматически отключит питание светильника. Особенно это актуально в зимний период, когда светильникам просто не хватает светового дня для подзарядки аккумуляторов.

Естественно время включения уличных фонарей зависит от времени года. В зимний период они включаются ближе к 18-00 вечера, а летом в 2100–2200 часов вечера.

Еще один важный момент — сами фотоэлементы.

Как правило, в продаже можно встретить фотопанели, изготовленные на основе монокристаллического кремния. Они показали лучшие параметры по надежности и долговечности, чем экземпляры на поликристаллических фотоэлементах.

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.

ТОП лучших светильников на фотоэлементах

• URANUS – оснащается регулируемым кронштейном, пультом управления;
• Beetle – модель среденй мощности с высокой степенью защиты;
• Garden ball – грунтовая модель;
• Eglo 48496 SOLAR – маломощный прибор освещения с корпусом из нержавейки;
• Eglo 98187 PALIZZI – модель с выносной солнечной батареей;
• Lutec Diso 6906702335 — с датчиком движения и оригинальным дизайном;
• Lutec Bread 6901501000 – с датчиком движения;
• Globo 33371 SOLAR, Globo 33014 SOLAR, Eglo 47856 – яркие представители декорированные под сказочных персонажей.

Лучшие наземные светильники

Для создания эффекта внутридворовой территории применяются наземные осветительные приборы. Они необходимы для придания подсветки входным группам, беседкам, дорожкам, аллеям. Эксперты дали оценку некоторым интересным вариантам.

Novotech Solar 357413

Венгерские проектировщики удивили своим ярким решением. Необычная модель служит для освещения садовой зоны. Датчик движения дает команду на одновременный запуск 28 светодиодных лампочек. Светильник срабатывает на расстоянии 10 м, угол обнаружения составляет 120 градусов. Достаточно широк рабочий диапазон температур, он лежит в интервале от минус 20 до плюс 40 градусов Цельсия. Мощности светового потока достаточно для обеспечения светом зоны на территории площадью не менее 5 квадратных метров. Высокой степени защиты от пыли и влаги, о чём говорит цифра IP54 в паспорте на светильник. Производитель гарантирует надёжную работу, срок гарантии — 2 года. Мощность в сумме равна 2,5 Вт. Благодаря яркому свечению, присутствию сенсорного переключателя, высокой степени надежности модель оказалась вне конкуренции по сравнению с другими образцами. Многих покупателей не пугает даже высокая стоимость. Светильник оправдывает себя.

Novotech Solar 357413

Достоинства:

• оригинальность;
• надежность;
• яркость.

Недостатки:

• высокая цена

Globo Lighting Solar 33961-4

Ещё раз порадовали австрийские производители. Наземная модель имеет оформление в стиле модерн и может прекрасно осветить садово-парковую зону в загородной резиденции. Есть шипы, позволяющий без проблем осуществить монтаж. Напряжение солнечных батарей 3,2 В, четыре светодиодные лампы располагают мощностью по 0,06 Вт каждая. Цилиндрический корпус выполнен из нержавеющей стали, в него встроен пластиковый прозрачный плафон. Всё это хозяйство может осветить участочек площадью до 1 кв. м. Качественные материалы, стильный внешний вид при доступной цене позволяет присвоить изделию высокий рейтинг. Есть такой минус: до утра иногда не хватает заряда.

Globo Lighting Solar 33961-4

Достоинства:

• недорогой;
• изготовлен из качественных материалов;
• способен освещать большую площадь;
• эффектно оформлен.

Недостатки:

• Имеет небольшую ёмкость батареи.

Novotech Fuoco 357991

Разработка венгерских дизайнеров заняла достойное место на российском рынке. Прибор с высокой степенью защиты (IP65) сочетает в себе черную арматуру и белый пластиковый плафон. Модель укомплектована светодиодной лампочкой, её мощность составляет 1 Вт. Корпус диаметром 12 см располагается на высоте 76,3 см. Недостаточная яркость освещения не позволяет иметь пальму первенства, поэтому светильник немного отстает от лидеров. В комплектации имеется всего лишь 1 светильник и солнечная батарея. Производитель даёт двухлетний срок гарантии. Многим нравится оригинальный дизайн, да и демократичная цена играет не последнюю роль, высокая степень пыле- и влагозащиты тоже говорит в пользу данной конструкции. Но вниз тянет скромный световой поток.

Novotech Fuoco 357991

Достоинства:

• высокая степень защиты;
• элегантность;
• доступная цена;
• устойчивость.

Недостатки:

• недостаточность светового потока.

На что обратить внимание при выборе

Перед покупкой садового фонарика на солнечной батарее следует определиться с тем, какие функции он должен выполнять, и исходя из этого, выбирать модель.

1. Тип корпуса. Судя по отзывам покупателей, предпочтение следует отдавать приборам с алюминиевым корпусом, он легкий и морозоустойчивый. Пластик же, несомненно, также легкий, но в результате эксплуатации при несоответствующих температурному режиму условиях может лопнуть.
2. Емкость аккумулятора. Тут, казалось бы, все просто, чем она больше, тем лучше. Однако это не совсем так. Светильники с емкими аккумуляторами рекомендуется покупать только в том случае, если вы проживаете в регионе с длинными солнечными днями. В противном случае велик шанс переплаты денег впустую.
3. Размер солнечной панели. Тут все просто: чем больше, тем лучше, поскольку от нее зависит скорость заряда аккумулятора.
4. Габариты. Если вы планируете установить светильник в одном месте и больше не трогать его, тогда этот параметр можно не учитывать. Для использования светильника в качестве переносного источника света следует выбирать небольшие модели.
5. Режим работы устройства, которых бывает три: ночник, постоянное освещение и выключен, реагирует на движение. Первый светит постоянно, но использует при этом незначительную часть своей мощности. Переключение на полную мощность происходит при непосредственном приближении к нему. Второй работает постоянно до окончания заряда аккумулятора или восхода солнца. Третий загорается только при движении.

Важно! Обязательно проверяйте степень защиты от воздействий окружающей среды, в том числе влаги и пыли. Этот параметр обозначается буквами IP. Для уличных приборов он должен соответствовать минимум 44, однако для размещения вблизи фонтанов и искусственных прудиков они не подходят. Там нужны устройства с большим значением IP.

Автономное уличное освещение на солнечных батареях

При массе плюсов уличное освещение при помощи отдельных светильников на солнечных батареях имеет существенный недостаток: запас энергии в аккумуляторах мизерный. После пасмурного дня его хватает всего на несколько часов. В ясный солнечный день «лишняя» энергия пропадает, так как емкость аккумулятора ограничена и он не в состоянии принять больше. Проблему можно решить, если поставить мощную солнечную батарею, подключить к ней аккумулятор и светильники. В этом случае использовать можно любые светодиодные светильники, которые могут работать от 12 В.

Схема устройства автономного уличного освещения от солнечных батарей

Плюс такого решения — имеется некоторый запас энергии (зависит от емкости аккумулятора), что гарантирует работу даже после пасмурного дня. Недостатки — высокая цена и необходимость прокладки кабелей, так как все требуется объединить в единую систему.

Фото идеи

Среди существующих моделей приборов освещения на солнечных батареях многие из них широко применяются для оформления индивидуального дизайна территории и создания атмосферы уюта на участке. Здесь мы рассмотрим несколько наиболее интересных идей для установки фонарей уличного освещения.

Рис. 7: фото идея для выделения клумбы Рис. 8: Освещение двора

Рис. 9: Освещение дорожки встроенными светильниками

Рис. 10: Подсветка тротуара

Рис. 11: Оформление парковки

Рис. 12: Освещение сада Рис. 13. Освещение тротуара