Инновационные технологии активно вторгаются в самые разные сферы жизни общества. Широкое распространение получили солнечные батареи и созданные на их базе светильники, использующие в работе энергию солнечного света. Своей популярностью они во многом обязаны экономичности, простоте монтажа и экологичности в процессе эксплуатации. Им не нужна электроэнергия, а это в свою очередь не требует подвода электрических проводов.
Устройство и принцип работы
Конструктивно любой светильник на солнечной батарее с датчиком движения включает в свой состав:
- солнечную панель, которая преобразовывает солнечный свет в электроэнергию;
- аккумуляторную никель-кадмиевую батарею емкостью порядка 700 мА/час, предназначенную для накапливания электроэнергии, поступающей от солнечной батареи;
- контроллер минимального заряда, управляющий процессами заряда и разряда аккумулятора, также используется в качестве блока управления всего комплекта;
- светодиодный источник света;
- фотоэлемент, автоматически включающий источник света при наступлении темноты и выключающий его на рассвете.
- датчик движения, включающий источник света при движении объекта в зоне наблюдения.
Фотоэлемент и датчик движения работают в паре, включая источник света только в том случае, если при наступлении темноты в непосредственной близости от светильника будет обнаружено движение. При отсутствии одного из условий (движение или темнота) устройство находится в выключенном состоянии.
Источником света служат светодиоды точечного света (SMD) или светодиодные матрицы (СОВ). Последние встречаются только в устаревших моделях. Стандартная матрица имеет мощность не более 50 Вт, поэтому в мощных прожекторах устанавливают по несколько матриц.
Конструктивно матрица представляет собой специальную подложку, на которой размещено определенное количество кристаллов. Если хотя-бы один кристалл выходит из строя, вся матрица требует замены.
В LED светильниках нового поколения вместо матрицы используются точечные светодиоды. Основное достоинство их в том, что при выходе из строя одного светодиода остальные продолжают работать.
Вышедший из строя светодиод SMD подлежит немедленной замене, так как остальные светодиоды начинают работать во внештатном режиме и могут очень скоро также сломаться.
Антикоррозионный пылевлагонепроницаемый корпус фонаря изготавливают в вариантах, имеющих разные степени защиты. Как правило, последний указан на упаковке. Внутри корпуса, закрытого защитным плафоном, находится матрица или подложка с точечными светодиодами, добраться до которых можно, сняв отражающий рефлектор. При этом защитный плафон может быть изготовлен из закаленного или структурированного стекла.
Критерии выбора
Выбор светодиодного фонаря на солнечной батарее с датчиком движения определяется в первую очередь его назначением.
Сфера использования:
- освещение улиц и тротуаров, а также дворов, автомобильных дорог и пр. (специальные мощные прожекторы);
- подсвечивание фасадов домов и исторических памятников (архитектурные светильники);
- подсветка отдельных зон в парках, скверах и на приусадебных участках (ландшафтные светильники).
- Ландшафтные фонари
- Архитектурный светильник
- Прожектор
Кроме функционального назначения немаловажное значение имеют:
- мощность светового потока;
- угол рассеивания света;
- внешний вид и конструктивные особенности светильника.
От условий использования зависят основные параметры беспроводного светильника:
- степень защиты;
- сила светового потока;
- мощность света.
Для светильников на солнечных батареях, предназначенных для установки на открытом воздухе, степень защиты согласно международному стандарту IEC-952 должна быть не менее IP64:
- 6 – полная защита корпуса от попадания пыли и какого-либо (даже случайного) проникновения внутрь;
- 4 – защита внутреннего содержимого корпуса от попадания капель и брызг, падающих под любым углом.
Качество освещения территории или объекта зависит от высоты подвеса светильника и угла излучения светового потока. Улучшить качество освещения можно, если вместо одного мощного светильника устанавливать несколько маломощных фонариков. При этом их суммарная мощность должна соответствовать расчетному значению.
Расчет технических параметров
Основными техническими параметрами светильника на солнечной батарее являются мощность светового потока (измеряется в люменах) и зависящий от него уровень освещенности (измеряется в люксах).
Мощность светового потока и уровень освещенности объекта рассчитываются по формулам Ф = Е х S или Е = Ф/S, где:
- Ф – мощность светового потока, лм;
- Е – освещенность, лк
- S – освещаемая площадь, м.кв.
При этом S = 3,14 h² х 2(1-cos α /2), где:
- h – расстояние от освещаемой поверхности до светильника, м;
- α – угол излучения света, градус.
Рассчитывая уровень освещенности объекта, нужно учитывать отражающие особенности предметов, находящихся в зоне освещения, а также неравномерную освещенность и потерю качества свечения светодиодов по истечении определенного времени.
Установка и настройка
Светильники на солнечных батареях, оснащенные датчиками движения, устанавливаются на стенах или крепятся к специально выбранной опоре. Процесс их установки и настройки сложностью не отличается, однако зависит от конструкции изделия. Поэтому перед установкой нужно внимательно ознакомиться с инструкцией.
Осветительный прибор в обязательном порядке должен быть развернут фронтальной плоскостью в сторону обслуживаемой зоны. Светильники, укомплектованные собственной опорой, настраивать легче, так как их легко можно развернуть вокруг собственной оси.
Достоинства и недостатки
Светильники на солнечных батареях с датчиками движения по сравнению с традиционными осветительными лампами обладают целым рядом преимуществ:
- возможность использования в тех местах, где отсутствуют линии электропередач (загородные дома, дачи и пр.);
- простота установки и монтажа;
- высокая экономичность светильников, обусловленная тем, что при их установке и эксплуатации отсутствует надобность в проведении земляных работ и оплате затраченной электроэнергии;
- нет необходимости в постоянном присутствии обслуживающего персонала;
- длительная безаварийная работа светильников;
- высокая защищенность светильников от воздействия внешних климатических воздействий;
- широкий ассортимент выпускаемой продукции;
- экологичность и безопасность при эксплуатации.
Недостатки:
- Светильник в случае выхода из строя требует замены. Особенно это касается моделей, предназначенных для подсветки малых архитектурных форм и ландшафтных зон на приусадебных участках.
- Устанавливать фонари целесообразно только в тех местах, где на них гарантированно будет попадать солнечный свет и т. д.
Светильники на солнечных батареях можно переставлять в любое время и в любом порядке, не проводя при этом никаких подготовительных работ. Однако чтобы в «поле зрения» датчиков движения не попадали мелкие животные и птицы, регулировать их все таки придется.
Лучшие модели
Выбирая светильник, покупатель должен обратить внимание на бренд изготовителя. Рекомендуется избегать неизвестных производителей, предлагающих свою продукцию по демпинговым ценам.
Среди проверенных временем светильников обращает на себя внимание продукция таких компаний:
- Raylight (Япония), поставляющая в Россию широкий спектр высококачественных светильников на солнечных батареях;
- Holux (Германия), предлагающая покупателям светильники китайского производства, гарантируя при этом их безотказную работу;
- Ever Brite (Китай) и др.
Ассортимент светильников на солнечных батареях с датчиками движения способен удовлетворить требования самых требовательных покупателей.