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

Придомовая территория, дорожки, газоны, сад нуждаются в хорошем освещении. Чтобы вечером было видно двор и подъездные пути, необязательно устраивать миниатюрный Лас-Вегас, подключая электрические лампы.

Можно организовать мягкое уличное освещение на солнечных батареях — сделать это несложно, а выгоды от такого решения очевидны. Светильники приносят практическую пользу, способствуют экономии энергоресурсов и улучшают декоративность сада. Все еще сомневаетесь?

Предлагаем больше узнать о фонарях на солнечных батареях. В статье мы рассмотрели устройство, принцип работы, разновидности, достоинства и недостатки таких светильников. Кроме того, мы подготовили обзор лучших моделей и вариантов их размещения на приусадебном участке.

Зачем ставить светильники на фотоэлементах

Осветительные приборы на солнечных батареях имеют свои преимущества и отличаются от традиционных источников света:

1. Автономностью. Отпадает необходимость подключения к электросетям с традиционными проводами, щитками управления, предохранителями.
2. Энергонезависимостью. Когда бы не отключили подачу электроэнергии, ваш участок будет всегда освещен, а счета за потребление электроэнергии увеличиваться не будут.
3. Абсолютная автоматизация. Все источники света оснащены солнечными панелями и способны заряжаться, включаться и выключаться без присутствия человека.
4. Простой монтаж. Нет необходимости вызывать специалистов-электриков. Всю работу по размещению, установке, подключению владелец может сделать своими руками с минимумом затраченной энергии и сил. Если место размещения светильника по какой-либо причине вас не устраивает — его всегда можно без труда переместить на другое место.
5. Просты в обслуживании. Не требуют специальных знаний, чтобы поддерживать светильники в рабочем состоянии.

Все затраты на оборудование происходят на начальном этапе. Разница в стоимости качественных электрических светильников и уличное освещение на солнечных батареях не сильно видна. Всю разницу можно заметить лишь в процессе эксплуатации. В дальнейшем солнечное оборудование обязательно окупится и будет давать чистую прибыль, в то время как за стационарное электрическое освещение необходимо каждый месяц оплачивать счета от поставщиков электричества.

Рекомендуем к прочтению: может ли быть использована солнечная батарея для дачи, какие дополнительные устройства для этого необходимы и как их правильно выбрать.

Преимущества и недостатки солнечных элементов

Из достоинств на первое место следует поставить экологичность. Среди других преимуществ:

• экономность — не нужно оплачивать счета за электроэнергию;
• светильники с фотоэлементами легко монтировать;
• для уличного освещения не нужно прокладывать кабели в земле;
• работает без электричества, а значит, не зависит от неполадок в электросети;
• возможно освещать удалённые уголки дачного участка, куда невозможно проложить провода.

Среди недостатков выделяют следующие:

• дороговизна солнечных модулей;
• необходимость большого пространства для размещения модулей;
• не все модели способны долго работать от аккумулятора без зарядки.

Устанавливать солнечные батареи на даче или нет — решение каждого. Не на всех участках проведена электроэнергия, и тогда питание от солнца становится настоящим спасением. Но даже если внутри дом полностью обеспечен электричеством, то для наружной подсветки можно выбрать несколько оригинальных светильников с фотоэлементами.

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.

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.

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.

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.

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.

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.
   Читайте также:  Как разместить светильники на потолке: схемы, советы, нюансы
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.

На что обратить внимание при выборе

Какой тип питания уличного светильника установлен у Вас?СолнечныйЭлектрический

До покупки фонаря нужно определить, какие функции он будет выполнять, какие требования предъявляются к осветительному прибору.

Особое внимание стоит обратить на следующие свойства и параметры:

• Габариты – для установки возле дома это не имеет значения. А для применения в качестве переносного источника света нужно покупать небольшой фонарь.
• Тип корпуса – пользователи рекомендуют покупать светильники, сделанные из лёгкого алюминия. Прочности его достаточно для ежедневного использования и переноски по участку, если понадобится. Алюминий не боится мороза и (в отличие от пластика) не лопнет.
• Ёмкость батареи – считается, что чем больше, тем лучше. Однако слишком ёмкий аккумулятор не будет успевать полностью заряжаться. Особенно, если вы живёте в регионе, где нет длинных солнечных дней. В итоге переплаченные за большую АКБ деньги будут потрачены впустую.
• Размер солнечной панели – чем больше площадь, тем быстрее будет происходить подзарядка.

При покупке также следует посмотреть срок гарантии производителя, изучить дополнительные особенности: влагозащита, устойчивость к грязи и пыли, дополнительные разъёмы для подключения блоков питания, есть ли в комплекте датчик движения.

Какие бывают режимы работы:

• «Ночник» – светит постоянно, но не на полную мощность. Когда датчик движения фиксирует, что кто-то проходит рядом, он включает фонарь на полную мощность.
• «Постоянное освещение» – работает на всю мощность, пока не закончится питание или не взойдёт солнце.
• «Выключен, реагирует на движение» – фонарь начинает работать только когда фиксирует активность, в остальное время не горит.

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.

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.

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.

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.

Покупаем светильник на солнечных батареях

На современном рынке выбор светильников для работы на придомовой территории довольно велик. Не трудно и растеряться от такого разнообразия.

Мы подскажем, на что следует обратить внимание в первую очередь.

Мощность

От того насколько мощным будет источник света зависит и площадь освещаемого пространства. Современные реалии таковы, что покупатель уже знает преимущества светодиодных ламп. Для моделей, которые будут использоваться для подсветки дорог или художественного оформления сада мощные модели не нужны.

Для того чтобы лучше ориентироваться людям на машинах на территории загородных участков есть более мощные модели.

Чтобы облегчить ориентирование среди всего многообразия лампочек мы собрали в одну таблицу все лампочки:

• светодиодные;
• люминесцентные;
• лампы накаливания.

И сгруппировали их по мощности:

Класс защиты

Так как предполагается, что наши светильники будут использоваться на улице, то параметр “Класс защиты” показывает насколько наш светильник защищён от воздействий внешней среды.

Нам важна характеристика прибора по классу IP.

Из таблицы хорошо видно, что для уличных светильников оптимальным будет класс защиты IP44, но можно и выше, а стоить будет дороже.

Но таблица только помогает подобрать нужный прибор с нужным классом защиты. А, вообще говоря, нужно сначала ориентироваться на климатические особенности местности, где этот фонарь будет установлен.

Материал корпуса

Вот тут трудно давать советы. Нет, конечно, чтобы наружное освещение больших территорий служило долго, нужнее прочные и долговечные материалы.

А если это декоративные светильники, то их корпус может быть изготовлен из чего угодно — металл, пластик, стекло да даже дерево. Тут важнее сами солнечные батареи. Они должны быть качественными.

Виды светильников и способы установки

Как уже говорилось, разнообразие светильником большое.

По виду и способу монтажа они разделяются на:

1. Грунтовые — в основном используются для оформления садовых тропинок, подсветки, как элемент декорации или ориентир. Длину и высоту ножек можно подобрать по своему вкусу.

2. Настенные — очень выгодно выделяют участок стены. Может применяться и как элемент подсветки придомовой зоны.
3. Подвесные — можно подвесить в любом месте придомовой территории. Монтировать либо на цепях, или на тросе и тому подобное.

4. Встраиваемые — углубляются в элемент конструкции. Служат как подсветка садовых дорожек или мест парковки.

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.

Плюсы и минусы

Основные достоинства приборов на солнечных элементах для освещения уличного пространства это:

• Абсолютная автономность — любой источник света обладает собственной электростанцией — солнечными батареями;
• Мобильность — так как приборы освещения могут служить и в качестве украшения придомовой территории, их легко можно было убрать и перенести на другое место;
• Возможность самостоятельных монтажных работ — весь комплекс работ по установке и подключению осветительных приборов можно выполнить самостоятельно без помощи профессиональных электриков.
• Небольшие размеры — отпадает потребность в наличии спецтехники для перевозки оборудования;
• Простота настройки — время включения и отключения светильников производится в автоматическом режиме;
• Электробезопасность — все элементы, обеспечивающие работу, могут быть помещены в одном корпусе со светильником, что исключает поражение человека электрическим током;
• Возможность использования таких светильников как элемент декора придомовой зоны.

Но есть и минусы:

• На эффективную работу светильников очень сильно влияют такие внешние факторы как погода. В пасмурные дни сильно снижается эффективность подзарядки внешних накопителей электричества;
• Продолжительность работы в большей мере зависит от качества и емкости аккумуляторов. А сами накопители с течением времени теряют свою емкость и выходят из строя;
• Зависимость от температуры окружающего воздуха. При минусовых значениях температуры окружающего воздуха длительная работа аккумулятора невозможна;
• За счет своей мобильности небольшие светильники могут украсть злоумышленники;
• Необходимость поддерживать приборы освещения и солнечную панель в чистоте. Грязь и пыль очень сильно снижают эффективность работы.

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.

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»:

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.

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.