Прожектор на солнечных батареях будущее всего уличного освещения

Прожекторы и светильники с солнечными батареями на сегодняшний день являются самыми экономичными и надежными источниками искусственного освещения. А современный модельный ряд этих устройств настолько разнообразен, что их можно использовать для любых целей. С помощью таких уличных прожекторов на собственном участке легко организовать все необходимые типы освещения – от декоративного до сопровождающего и охранного.

1 Устройство прожекторов с солнечными батареями

Прежде всего, следует отметить, что в прожекторах с солнечными батареями (гелиопрожекторах), в отличие от подключаемых к проводной сети переменного тока в качестве источника света, используются только светодиоды. Это может быть всего один LED либо панель, на которой их несколько штук или десятков. Уличные прожекторы, работающие от солнечных батарей, производят различного назначения, конструкций и моделей. Независимо от этого все они работают по одному принципу и состоят из следующих одинаковых основных модулей и узлов.

Светодиодный источник света. Конструктивно он мало чем отличается от аналогичного модуля прожекторов с другими типами ламп и представляет собой прочный корпус со стеклом или линзой, внутри которого имеется рефлектор (зеркальная отражающая поверхность, собирающая лучи света и концентрирующая их в определенном направлении) и непосредственно сам источник света (LED). Корпус, как и в устройствах с лампами, тоже выполнен с соответствующим классом защиты от влаги и пыли, зависящим от назначения и места установки прожектора.

Солнечная батарея или еще ее называют фотомодуль. Представляет собой несколько конструктивно объединенных фотоэлементов, которые преобразуют солнечную энергию, воспринимаемую ими, в постоянный электрический ток. Последний расходуется на работу светодиодов и зарядку аккумуляторных батарей.

Аккумулятор. Служит для накопления электрической энергии, поступающей от фотомодуля в течение светового дня, и обеспечения ею светодиодов в темное время суток и при недостаточном естественном освещении, когда солнечная батарея неспособна производить ток в нужном для работы LED количестве. В зависимости от модели и мощности гелиопрожектора аккумуляторов в нем может быть от 1-го до нескольких, включая дополнительные, предназначенные для обеспечения работы светодиодов на протяжении 5 ночей в случаях, когда погодные условия в светлое время суток не позволяют произвести полную зарядку 1-й батареи.

Прожектор с солнечной батареей

Рекомендуем ознакомиться

• Освещение сада на солнечных батареях
• Солнечные батареи для освещения улиц
• Щит управления уличным освещением

Контроллер. Управляет работой прожектора. Простейший его вариант – фотореле (датчик освещенности). Оно выполняет только 1 функцию – отслеживает уровень естественного освещения и, в зависимости от него, включает/выключает светодиоды. Чувствительность фотореле (уровень освещения, при котором оно срабатывает) регулируется.

Более сложные котроллеры, помимо этого, обеспечивают выполнение одной или нескольких функций, привиденных ниже. Позволяют задать нужное время работы светодиодов в темное время суток, оптимизируют процессы зарядки и разрядки аккумуляторных батарей, автоматически переключают гелиопрожектор на питание от подведенной электросети переменного тока, если это предусмотрено конструкцией осветительного устройства. В прожекторном оборудовании, обеспечивающем архитектурное, фасадное либо рекламное освещение, устанавливается программируемый контроллер. Он управляет работой светодиодов по заложенной в него программе и не только включает/выключает их, когда это требуется, но также регулирует интенсивность и изменение цвета излучения.

Гелиопрожекторы могут быть дополнительно оснащены ветрогенератором и датчиком движения. Первое устройство служит дополнительным источником электроэнергии, что особенно актуально в регионах с коротким световым днем и в случаях недостаточного естественного освещения из-за погодных условий. Датчиком движения оснащают прожекторы, предназначенные для установки в местах, где нет необходимости в постоянном непрерывном освещении. Он позволяет сократить расход электроэнергии аккумуляторов до минимума, включая светодиоды только в момент и на время появления в зоне своей "видимости" объектов, на которые настроен. Для этого надо  правильно отрегулировать датчик движения прожектора.

Корпус гелиопрожектора. В зависимости от мощности и назначения осветительного устройства он может объединять все вышеперечисленные модули в себе либо источник света устанавливается в одном месте, а солнечная батарея с остальными комплектующими в другом. В любом случае, его исполнение у уличных прожекторов по уровню защиты от пыли и влаги имеет класс не ниже IP 65, для устанавливаемых на грунт – IP 67, подводного применения – IP 68, а для условий высокой взрывоопасности – в специальном взрывозащищенном корпусе.

2 Принцип работы гелиопрожекторов

Все солнечные прожекторы функционируют по одному принципу. Днем аккумулятор заряжается от солнечной батареи. Фотоэлементы последней настолько эффективны, что вырабатывают ток даже при отсутствии солнца – в пасмурную погоду. В момент снижения уровня естественного освещения до показателей, на которые настроено фотореле, прожектор им же автоматически включается. Если это происходит еще в светлое время суток, когда пасмурно или только приближаются сумерки, но солнечная батарея еще способна давать ток, то светодиоды работают от нее. Если мощности, выдаваемой фотомодулем, недостаточно, то LED запитываются еще и от аккумулятора. Ночью светодиоды работают только от аккумуляторной батареи.

Если в прожекторе есть контроллер, то он управляет работой светодиодов после срабатывания датчика освещенности – включает их в определенное время. Также контроллер не допускает полного разряжения аккумуляторных батарей. При снижении напряжения на их клеммах до определенной величины он выключает LED.

Контроллер гелиопрожектора

Светодиодный прожектор с датчиком движения функционирует почти так же, как оснащенный контроллером. После срабатывания фотореле, размещенного в одном корпусе с датчиком движения, последний управляет работой LED.

Чтобы солнечные батареи в течение дня были максимально эффективными, то есть выработали как можно больше тока и тем самым полнее зарядили аккумуляторы, их необходимо ориентировать на преимущественное расположение солнца на небосводе. Также желательно, чтобы они не находились в тени зданий, растений и других объектов.

Эти условия легче всего выполнить для прожекторов, у которых солнечная батарея в отдельном корпусе, имеет собственное крепление и может устанавливаться отдельно от LED источника света, в том числе на некотором удалении от него, имея с ним соединение только проводом. Благодаря этому для солнечной батареи и непосредственно самого прожектора можно подобрать наилучшие места установки и ориентацию в пространстве, чтобы первое устройство выдавало максимальную мощность, а второе – светило где, куда и как надо.

3 Преимущества гелиопрожектора – а стоит ли его использовать?

Конечно, стоит! В первую очередь, его применение позволит воспользоваться всеми  преимуществами светодиодных осветительных устройств. Во-вторых, приобретая прожектор с солнечными батареями, становишься пользователем уже автоматизированной при промышленном изготовлении системы освещения, которая, опять же, отлажена в заводских условиях. Не нужно вызывать специалистов или ломать голову самому, как заставить гелиопрожектор работать автоматически без собственного участия. Это все в нем уже предусмотрено. Надо только подобрать модель осветительного устройства, в котором предусмотрены требующиеся опции, и настроить их работу. Так, если нет необходимости в постоянном освещении и нужно его включать только на короткие промежутки времени, идеальным вариантом будет гелиопрожектор с датчиком движения.

Теперь о преимуществах, которыми обладает гелиопрожектор именно за счет использования для его работы солнечных батарей. Установка этого осветительного устройства:

• не потребует предварительного проведения проектных работ и получения разрешения на установку, что неизбежно в случаях использования классического освещения большой мощности;
• не связана с необходимостью рытья траншей либо организации воздушной линии передач под подводящий кабель электросети, его закупки и прокладки до прожектора, а также проведения прочих электромонтажных работ;
• может быть легко выполнена самостоятельно и в любом месте на участке;
• не потребует использования приборов учета расхода электроэнергии, так как она будет совершенно бесплатная.

Гелиопрожектор с питанием от солнечной батареи

Уже только эти моменты дадут ощутимую экономию. Ведь решение всех вышеперечисленных вопросов при обустройстве обычного освещения связано со значительными материальными затратами.

Преимущества эксплуатации гелиопрожектора:

• Отсутствие затрат за потребленную электроэнергию.
• Полная независимость от электроснабжения и организаций, его обеспечивающих. Прожектор можно установить в местности, где они отсутствуют. Не надо беспокоиться о перепадах, перебоях и отключениях электроснабжения.
• Простота использования прожектора.
• Абсолютная безопасность – нет угрозы быть пораженным током. Напряжение всех элементов оборудования в зависимости от модели и мощности солнечного прожектора 3–24 В. Кроме того, у осветительных устройств, в которых солнечная батарея закреплена на их или корпусе светодиодного источника света, вообще снаружи нет никаких проводов.
• Полная автономность работы – прожектор сам включается/выключается в соответствии с заданными настройками его управляющих устройств и элементов. Также не надо следить за уровнем заряда/разряда аккумулятора.
• В любой момент его можно легко и быстро переустановить в другое место.
• Надежность, длительный срок эксплуатации прожектора и возможность долгое время его вообще не обслуживать. Качественные аккумуляторы прослужат 5–15 лет, солнечные батареи – более 30, светодиоды при непрерывном горении по 8 часов в сутки – 25–27.

Помимо этого, модельный ряд выпускаемых солнечных прожекторов позволяет подобрать их практически под любые собственные нужды. Ведь они могут быть разными по мощности и размерам (от крохотных, похожих на фонарики до излучающих яркий луч на десятки метров), форме, способу установки (наземному, настенному, в виде столба и так далее), области применения, необходимому функционалу автоматической работы и даже цвету излучения.

4 Недостатки – а, может, не стоит?

Есть у гелиопрожекторов и недостатки. В пасмурную погоду производительность солнечных батарей снижается, а, значит, хуже заряжаются аккумуляторы. В результате заряда последних может не хватить на всю ночь для работающих в непрерывном режиме светодиодов прожектора.

Светодиоды прожектора

В холодную погоду и особенно зимой емкость аккумуляторов и их способность удерживать заряд снижаются. Это, опять же, может вызывать ухудшение характеристик освещения (как правило, недостаточно яркий свет) и даже перебои в работе прожектора.

Выход из строя некоторых элементов солнечного прожектора в связи с невозможностью их ремонта либо замены может повлечь за собой полную замену осветительного оборудования. Но это, в основном, относится к небольшим, компактным, выполненным в одном корпусе и, в первую очередь, неразборным устройствам.

Однако прожекторы, выполненные из качественных модулей, отчасти или полностью лишены этих недостатков. Все зависит от производителя, конструкции, комплектации и исполнения (допустимо ли использование в условиях холодных зим) осветительного устройства.