Светильники на солнечных батареях: устройство и принцип работы
Идея поместить частичку солнечного света в любой уголок сада без трудоемкой прокладки электрического кабеля может показаться сомнительной. Однако на самом деле такие проекты легко осуществляются с помощью автономных садовых фонариков.
При этом они устроены достаточно просто и включают следующие элементы:
- светодиодная лампа, которая может давать холодное или желтое свечение, либо цветное постоянное или динамическое (постепенный переход цветов);
- солнечная батарея, преобразующая энергию солнечного излучения в электрический ток;
- аккумулятор, накапливающий напряжение днем и отдающий ночью;
- контроллер заряда или повышающий преобразователь напряжения;
- фотоэлемент (поликристаллический или монокристаллический кремний), служащий для автоматического включения (с наступлением сумерек) и выключения (с рассветом) освещения;
- корпус и крепежные детали.
Кроме основных элементов светильники могут комплектоваться датчиками движения и уровня освещенности, а также обладать звуковыми эффектами (к примеру, в виде собачьего лая).
Плафон фонаря может быть изготовлен из стекла трех видов: закаленное, структурированное и гладкое. Закаленное стекло обладает самыми лучшими характеристиками, что отражается и на цене изделия.
Садовые осветительные приборы, укомплектованные солнечной батареей, работают по следующему принципу. Батарея преобразует энергию солнечных лучей в электрический ток, который заряжает аккумулятор в течение всего дня. С наступлением темноты срабатывает фотоэлемент, замыкающий цепь «аккумулятор — светодиодная лампа» и появляется рассеянное свечение. С рассветом, если датчик минимальной емкости аккумулятора не сработал раньше, фотоэлемент размыкает цепь и освещение выключается.
Устройство автономного светильника
Садовые светильники на солнечных батареях любого производителя имеют сравнительно маленькую емкость аккумулятора, обеспечивающую работу при условии полной зарядки не более 8 — 10 часов. При этом в осенний период с сокращением светового дня фонаря часто не дотягивают до рассвета. Однако есть разработки, позволяющие значительно увеличить время бесперебойной работы светильников. Садовые led фонари имеют повышенную работоспособность и дают более яркое свечение, что в сочетании с датчиком движения полностью решает проблему.
Распределение кухонных зон с помощью света
Чем интенсивнее используется какая-либо зона, тем контрастнее она должна быть освещена.
Учитывая широкую функциональность помещения кухни-гостиной, подход к выбору освещения каждой зоны должен быть индивидуальным
Освещение рабочей зоны
Свет над поверхностью для приготовления блюд должен быть ярким, но не раздражающим, и более насыщенным чем тот, что дает основной источник. Элементы, освещающие кухонный гарнитур, должны красиво дополнять другие вещи на ней: мебель, фартук кухни, аксессуары. При выборе небольшого светильника можно также ориентироваться на стены над рабочей поверхностью.
Рабочие поверхности кухни – это место, где освещение должно быть наиболее качественным
Светильники для рабочей зоны могут быть накладными или встраиваемыми, установку последних часто предусматривают производители кухонных гарнитуров
Светодиодная лента – самое современное решение для подсветки мойки и рабочего стола
Освещение обеденной зоны
Лампочки для зоны, где происходит обед или ужин, не должны очень ярко светить, и их не должно быть много. Во-первых, это просто невыгодно с точки зрения финансовых трат, во-вторых, слишком яркая подсветка над столом раздражает. Многие люди предпочитают наслаждаться трапезой в спокойной обстановке с умиротворяющей, легкой подсветкой.
Низко подвешенный светильник создаст в обеденной зоне уютную атмосферу для приятного времяпровождения
Кухню с невысоким потолком не стоит перегружать сложными светотехническими формами
Подсветка плиты и варочной поверхности
Так как модные плиты продаются уже со встроенными лампами над конфорками, не нужно думать о покупке подсветки для плиты. Встроенная подсветка над плитой используется только в том случае, если нужно утром приготовить завтрак, не разбудив домочадцев. Для этого можно также выбрать LED-ленту, размещенную под столешницей, получив не только мягкий, не отвлекающий от заваривания чая источник света, но и сэкономив на декоре кухни, создав ненавязчивое зонирование.
Для подсветки варочной плиты в большинстве случаев хватает светильников, встроенных в кухонную вытяжку
Другие места
Кроме установки элементов, дающих свет, над обеденной и “рабочей” зонами кухни, можно украсить лампами нишу, полочки, подсветить какие-то любимые сердцу предметы, а также объединить светодиодной лентой плоские поверхности: пространство под столешницей и края шкафчиков. Это придаст помещению праздничный вид. Шикарно выглядит разноцветная “лента” из светодиодов.
Среди современных решений декоративного освещения можно выделить подсветку стеклянного фартука
До того, как сделать косметический ремонт помещения, нужно представить, какое расположение подсветки будет наиболее удобным. Нужно также подсчитать их примерное количество, выделив наиболее “активные”, функциональные части кухни-гостиной.
Оптимальное освещение – это когда с потолка мягко и обильно льется равномерно распределенный свет
Есть несколько правил, которых нужно придерживаться в любом случае:
Источники тока (розетки, провода, светильники) нельзя устанавливать возле раковины.
Выделение освещения над островом на кухне предполагает две и более разных подсветки
Как минимум: один источник, что поярче, над “рабочей” зоной, другой, “побледнее”- над зоной отдыха, просмотра телевизора.
Обратите внимание на особенности архитектуры. Чтобы скорректировать небольшое, угловатое пространство, можно расположить светильник в центре кухни
Можно сделать узкую кухню визуально шире, сделать освещенную “полосу” вдоль одной из стен, избавившись от “фонового” источника света.
Светильники вроде бра отвлекут внимание от низкого потолка, особенно если их свет идет вверх.
Для уютных домашних интерьеров лучше подходят лампы, генерирующие теплый или нейтрально-белый свет
Более холодный белый свет уместен в минималистических интерьерах
Применение на даче
Для использования на даче подойдут все известные виды светильников, но наиболее востребованы — садовые и декоративные, которые просты в установке и удобны при эксплуатации.
Для освещения садовых дорожек и подсветки зон отдыха, популярностью пользуются светильники «на ножках». Модели такой конструкции выпускают все известные бренды, что определено их популярностью, простотой установки и эксплуатации.
Для освещения придомовой территории и территории сада используются светильники, устанавливаемые на отдельно стоящей опоре (столбе), которые могут различаться по форме и стилю:
При декоративном освещении зданий и близлежащих территорий, широко используются светильники, крепление которых позволяет их закрепить к стене или иной вертикальной поверхности, а также встроить в нее:
Подобные светильники могут быть оснащены датчиками движения и способностью светиться в неполную мощность, до момента попадания движущегося объекта в зону действия датчика.
Декоративных уличных светильников, которые также работают на солнечной батарее, на рынке подобных товаров очень большое количество.
В связи с тем, что подобные устройства выполняют лишь декоративные задачи, то и мощность их незначительна, зато велико разнообразие форм и моделей, от фигурок животных и цветов, до абстрактных форм и конструкций:
В данном сегменте товаров, все зависит от полета фантазии дизайнера и конструктора, чтобы поместить определенное количество светодиодов и солнечную панель в задуманную форму.
Устройство светильника на солнечных батареях
Конструктивно приборы уличного освещения состоят из таких элементов:
- Корпус – может иметь различную форму, размеры и способ установки, оснащается кронштейном для подвешивания или опорной конструкцией для установки в грунт;
- Источник освещения – за счет малого расхода и неприхотливости в работе чаще всего устанавливаются светодиодные лампы;
- Плафон – включает в себя рассеиватель для направления светового потока и внешнюю крышку для предотвращения воздействия атмосферных факторов на сам светодиодный светильник;
- Аккумуляторная батарея – предназначена для накопления электрической энергии от солнечных лучей для последующего расхода на освещение в темное время суток;
- Солнечный модуль – используется для преобразования солнечной энергии в электрическую с целью ее дальнейшей передачи к потребителю;
- Датчик освещенности – реагирует на смену времени суток и включает или отключает питание светодиодных фонарей.
Рис. 1: светильник с датчиком движения
Принцип действия
Любое устройство уличного освещения работает по такому принципу: Солнечные лучи, попадая на фотоэлементы генерируют выработку электрической энергии, которая через диод VD поступает на клемму аккумуляторной батареи и эмиттер транзистора, как показано на рисунке ниже.
Рис. 2: принципиальная схема уличного освещения на солнечных батареях
В светлое время суток датчик освещенности под воздействием естественного освещения выступает в роли токоограничивающего резистора, запирающего цепь питания светодиодной панели. С наступлением темноты фотоэлемент перестает генерировать электроэнергию, но за счет диода VD накопленная в емкости аккумулятора электроэнергия не растрачивается на обратный разряд.
Это простейшая схема работы, на практике существуют приборы уличного освещения с более сложной автоматикой и логикой работы, а также устройства с инвертором для преобразования постоянного напряжения в переменное.
Условия эксплуатации автономных светильников
Оформляя территорию загородного дома или дачный участок, каждый хозяин рассчитывает на долгое сохранение его декоративности и ухоженности. Чтобы садовые светильники прослужили не один сезон, необходимо соблюдать определенные требования по их эксплуатации.
Газонный светильник имеет корпус неустойчивый к механическому воздействию, поэтому не стоит кидать его, царапать, забивать в землю. Для беспрепятственного проникновения солнечных лучей на поверхность батареи необходимо регулярно протирать светильник влажной материей. Если фонарь не предназначен для водоемов, то не стоит устанавливать его около пруда. Только плавающий фонарь имеет достаточную герметичность для контакта с водой.
В конце дачного сезона до наступления морозов светильники необходимо убрать на хранение в отапливаемое помещение, перевести тумблер в положение «выключено» и извлечь аккумулятор. Со временем может возникнуть необходимость замены аккумулятора, который продается как в комплекте, так и отдельно.
Преимущества и недостатки фонарей и светильников на солнечных батареях
Уличные фонари для садового участка на солнечных батареях – передовая технология в светотехнике. Такие источники освещения работают от энергии дневного света, что позволяет экономить на электричестве. Они удобные и компактные, их можно размещать в любом уголке сада.
Днем садовые фонарики “спят”, накапливая солнечную энергию и украшая сад своим привлекательным видом
С приходом темноты фонарики начинают мягко светиться, освещая дорожки или растения
Как любые бытовые приборы, солнечные садовые фонари и светильники имеют свои плюсы и минусы.
Основные достоинства:
- экономичность (встроенная солнечная батарея преобразует энергию солнца в электрический ток, что не требует подключение прибора к электросети, и существенно снижает расходы на освещение);
- экологичность (не выделяют вредных веществ);
- безопасность (работают при любых температурах, исключают удар током);
- мобильность (легкое перемещение с одного места на другое);
- долговечность;
- неприхотливость в обслуживании;
- могут использоваться круглый год;
- подчеркивают стилевое направление в экстерьере;
- простой монтаж (автономная работа не требует установки кабеля и подключения к проводам, что исключает аварийные ситуации);
- автоматический режим эксплуатации (отсутствует принудительное включение и выключение прибора, встроенные датчики самостоятельно контролируют режим работы и отключения);
- рассчитаны на установку в любом месте (стены, грунт, ветви деревьев и др.);
- широкий выбор моделей (ассортимент представлен приборами разной формы, мощности, цвета и дизайна).
Самый быстрый способ создать эффектную подсветку садовой скульптуры – расположить поблизости фонарики на солнечных батареях
Средняя продолжительность работы солнечных батарей – 8-10 часов.
Несмотря на многочисленные преимущества, светильники ландшафтные имеют и некоторые недостатки:
- зависимость количества часов работы от погодных условий (при отсутствии солнца фонарь получает мало энергии, следовательно, на его подзарядку требуется больше времени);
- сложность проведения ремонта (аккумуляторы светильника трудно починить, зачастую неисправные детали подлежат замене);
- сбой в работе в холодное время года (несмотря на то, что допустимый диапазон температуры для нормального функционирования составляет от -50 до +50°С, зимой может наблюдаться нестабильная работа аккумуляторов);
- высокая стоимость фонарей хорошего качества (срок окупаемости составляет от 12 до 24 месяцев);
- для полного заряда аккумулятора панель фотоэлементов должна находиться под прямыми солнечными лучами;
- из-за слабой мощности используются только в декоративных целях (покупка более мощных моделей не самый дешевый и выгодный вариант).
Вариантов создания с помощью солнечных светильников привлекательной подсветки просто масса, здесь всё зависит только от фантазии хозяев участка
При выборе садовых солнечных фонариков важно учитывать общую площадь участка
Герметичное исполнение корпусов таких светильников позволяет устанавливать их в любых условиях
Обзор настенных уличных светильников на солнечных батареях с датчиками движения
Плюсы:
- Не требует организации электропроводки. Купил, прикрепил и пользуешься.
- Экономия электроэнергии.
- В условиях средней полосы России уличные настенные светильники на солнечных батареях без датчиков движения светят не всю ночь, поскольку аккумулятор не успевает полностью зарядиться под нашим обычно хмурым небом. Датчик движения экономит заряд батареи.
Минусы:
- Место крепления светильника должно быть таковым, что бы солнечная батарея располагалась на прямом солнечном свете.
- Зимой на солнечную батарею ложится снег и она перестает работать.
- Аккумулятор рано или поздно придется поменять.
- Светят только когда мимо идет человек. Для декоративной подсветки ландшафта следует использовать светильники без датчиков движения, освещающие пространство постоянно.
Популярная модель с хорошим конструктивом. Есть датчик движения, дальность срабатывания зависит от расположения светильника. Светодиодов — 16 шт. Уровень защиты: IP65. Литий-ионный аккумулятор: 3.7 В, 1000 мАч. Яркость: 100 lm. Цена: 929 руб за 2 штуки. ..
Пластиковый корпус. Защита: IP65. Литиевая аккумуляторная батарея 3.7 В / 900 мАч. Светодиодов — 16 шт. Вес: 185 г. Сенсор движения срабатывает на расстоянии 3-5 м. Цена: 428 руб.
Популярная и симпатичная модель с датчиком движения. Дальность срабатывания датчика зависит от расположения светильника. Корпус алюминий с пластиком. Светодиодов — 20 шт. Цветовая температура 5500-6000 К. Уровень защиты: IP55. Аккумулятор Ni-MH 1000 мАч/3.7 В. Яркость: 340-600 lm. Цена: 841 руб. ..
Удобная конструкция с петелькой позволяющей легко снимать светильник со стены (например для того, что бы убрать его на зиму). Датчик движения по заявлению продавца работает на 8 метров (в реальности наверняка меньше). Свет включается на 20 секунд и если движения в зоне действия сенсора не происходит, светильник отключается. Довольно тусклый, светодиодов — 6 шт. Литиевая батарея: 600mA, 3.7 В. Цена: 964 руб. ..
В белом корпусе может и есть дешевле, но нам удалось найти только за 822 руб. ..
Корпус из нержавеющей стали и пластика. Защита корпуса IP65. Литиевый аккумулятор 3.7 В / 2200 мАч. Светодиодов — 8 шт. Свет теплый белый или холодный белый на выбор. Два режима работы. Когда нет движения яркость 20 люмен. Когда мимо проходит человек 2000 люмен — 18 секунд. Цена: 587 руб. ..
Два варианта окраски корпуса (черный и белый). Уровень защиты: IP65. Несколько режимов работы. В одном из них светит тускло, а при срабатывании сенсора движения загорается на полную мощность. Способ крепления светильника позволяет легко снимать его со стены. Литий-ионный аккумулятор: 3.7 В / 1000 мАч. Светодиодов — 16 шт. Цена: 696 руб.
Светодиодный настенный уличный светильник на солнечной батарее с поворотным механизмом. Светодиодов: 18 шт. Степень защиты корпуса: IP65. Цена: 1 039 руб. ..
Светодиодный настенный уличный светильник на солнечной батарее. Светодиодов: 17 шт. Степень защиты корпуса: IP65. Цена: 317 — 1 265 руб. ..
46 светодиодов. Литий-ионный аккумулятор 3.7 В / 1700 мАч. Уровень защиты: IP65. Цвет корпуса черный или белый. Есть датчик движения. Цена: 1 272 руб. ..
Яркий светильник на 118 светодиодов. Защита корпуса: IP65. 3 режима работы. Датчик движения. Цена: 1 033 руб. ..
Настенный светильник на 14 светодиодов с поворотным механизмом. Яркость — 70 LM. Защита корпуса: IP65. Датчик движения. Цена: 1 742 руб. ..
Для участков стен расположенных в тени используются уличные настенные светильники позволяющие вынести солнечную батарею на солнце.
Уличный светодиодный светильник с вынесенной солнечной батареей. Яркость: 180LM. Датчик движения. Светодиодов — 56 шт. Цена: 1116 руб. ..
Уличный светодиодный светильник с вынесенной солнечной батареей. Корпус в белом или черном исполнении. Датчик движения. Яркость: 450 LM. Светодиодов — 22 шт. Цена: 828 руб. ..
Уличный светодиодный светильник с вынесенной солнечной батареей. Датчик движения. Яркость: 750 LM. Цена: 1900 руб. ..
Уличный светодиодный светильник с вынесенной солнечной батареей. Корпус в белом или черном исполнении. Датчик движения. Яркость: 1000 LM. Светодиодов — 188 шт. Цветовая температура: 6000 K. Цена: 2 704 руб.
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.
Пара дельных советов для разумного выбора
Попросить продавца-консультанта помочь вам с выбором «солнечного» светильника – это все равно что предложить морковку голодному ослику. Продавец вам, конечно, поможет, но с точки зрения своих премиальных за объем продаж. Так что лучше вооружиться очками для чтения и домашней заготовкой в виде шпаргалки и попытаться самому определиться с покупкой. На что нужно смотреть в первую очередь:
- на материал изготовления – пластиковые корпусы ничуть не хуже металлических, нет смысла переплачивать за сталь, да и модели из металла, как правило, крупнее, тяжелее и выглядят несколько громоздко;
- на маркировку степени защиты – под этим подразумевается разрушающее воздействие окружающей среды, которое помечается как IP в сочетании с двумя цифрами. Чем больше число, образуемое этими цифрами, тем лучше защищено изделие;
- на размер солнечной панели – чем больше ее площадь, тем больше энергии поглощает панель и тем интенсивнее будет ее отдача;
- на тип фотоэлемента – важный момент, поскольку выбирать придется между поликристаллическим камнем (самым дешевым элементом) и двумя видами кремния (мульти- и монокристаллическим). Если бюджет позволяет, отдайте предпочтение монокристаллическому кремнию – такой модуль и более надежен, и более устойчив к погодным катаклизмам средней полосы;
- на стекло плафона – самыми долговечными и качественными считаются модели, оснащенные закаленным стеклом. Стоят они дороже, но зато свечение дают безупречно ровное и яркое. Если нужен свет мягкий и рассеянный, лучше остановиться на светильниках с плафонами из структурированного стекла.
***
Мы сознательно не упоминаем такой параметр, как стоимость – это дело, как говорится интимное. Выбор есть, а как его правильно сделать, вы уже знаете. И наверняка знаете, что комфорт стоит денег. Как и мода, и статус, и мнение окружающих. Ну а использование таких красивых и современных источников света – это безусловно популярный тренд, триумфально завоевывающий все больше сердец искушенных потребителей.
