Прожектор на солнечных батареях: плюсы и минусы

Содержание

Секреты выбора

Светодиодные прожекторы выбирают по следующим критериям.

Световая отдача – количество люменов на каждый ватт потреблённой мощности. От него напрямую зависит качество, дальность освещения.
Защита от воздействий погоды и климата – класс IP-20… 69. Наружное освещение потребует значения не ниже IP-60.
Количество часов работы в ночное время – определяется порогом чувствительности, при котором в сумерках прожектор включается вечером и выключается утром. На второй план выходит ёмкость аккумулятора. При снижении уровня заряда почти до критического напряжения встроенный микроконтроллер отключит прожектор до тех пор, пока аккумулятор не будет вновь заряжен.
Количество и рядность светодиодов, мощность каждого из них. Чем она больше и чем больше общее число светодиодов, тем более «дальнобойным» окажется прожектор.
Напряжение питания светодиодов. Красные, жёлтые, зелёные и синие требуют напряжение порядка 2 вольт, выставленное диммером и/или преобразователем. Грубо говоря, два последовательно включённых белых светодиода – три цветных, это должен учитывать производитель. Опытный специалист на глаз определит нарушения технологии и рабочих параметров светодиодов, осмотрев сборку под защитным стеклом.
Возможность автоматического управления – включение только по датчику движения либо в определённые вечерние и предутренние часы.

Стоимость одного такого прожектора, по ценам 2021 года в России, составляет порядка 2-3 тыс. руб. за изделие. Ценообразующие факторы – мощность и светоотдача диодной сборки, влагозащита, ёмкость аккумулятора, мощность солнечной панели.

Особенности

От простого прожектора, к батарее которого подключается зарядное устройство, прожекторы с солнечными панелями отличаются лишь отсутствием необходимости в подключении внешнего блока питания. Такая возможность присутствует в некоторых моделях и скорее является дополнением, а не основным способом подпитки прожектора.

Дополнительными функциональными узлами в прожекторах являются следующие элементы.

Датчик движения. Он замыкает цепь из источника питания и прожекторной (светоизлучающей части) лишь после обнаружения крупного движущегося объекта неподалёку – человека или автомобиля. На мелкие предметы и тела – собак и кошек, радиоуправляемые машинки – он не реагирует: таковы его настройки, «вшитые» в микроконтроллер.
Датчик освещённости. Включает прожектор лишь когда почти полностью стемнеет, и выключает, когда начнёт рассветать. Настройка также является очень тонкой, так как позволяет не расходовать энергию аккумулятора впустую, когда видно и без фонаря, что происходит. В некоторых моделях, когда полнолуние освещает местность в ясную погоду, датчик также воспринимает этот свет как блокирующий включение прожектора фактор.
У разных моделей отличаются мощность прожектора, ёмкость аккумулятора, площадь поверхности светоэлементов, разновидность подвеса и порядок сборки-разборки конструкции.
Срок службы изделия – не менее 50 тыс. часов, при соблюдении условий эксплуатации и недопущении перегрева. Сниженный нагрев достигается лишь в условиях сильных морозов и ветра, когда активный теплосъём не даёт прожектору нагреться свыше 40 градусов. По заявлению производителя, когда светодиоды отслужат свой срок, они будут светить гораздо слабее. На практике же, после работы в течение нескольких тысяч часов, прожектор выходит из строя из-за перебора по рабочему току и перегреву до 70 градусов, намеренно допущенным изготовителями с целью поддержания высокого уровня постоянных продаж. Это в полной мере относится ко всем типам, видам, разновидностям и моделям светодиодной продукции.
Зимой в пасмурную погоду прожектор заряжается до нескольких раз дольше, чем летом в ясную.
Перегрев солнечной панели в летнюю жару – из-за тёмной окраски защитного покрытия – способен быстро вывести солнечные элементы из строя. Температура выше 60 градусов приводит к их ускоренной деградации, резкому снижению КПД – с доступных 17% до всего лишь 0-1%. Для защиты от преждевременного выгорания на дорогие панели монтируют рассеивающий солнечные лучи полимерный слой.
После пылевой бури, продолжительных дождей в местности, отличающейся высоким смоговым загрязнением и ветрами, поднимающими пыль, световая панель должна очищаться от посторонних частиц, преграждающих солнечные лучи. Если очисткой панели от пыли и грязи пренебречь, то отдача (преобразование света в электричество) упадёт до нескольких раз.

Светодиодные прожекторы на солнечных панелях, рассчитанные на бытовое использование, не обладают поворотным механизмом. Это серьёзный недостаток – панели эффективно работают лишь несколько часов, после чего оказываются в тени.

Преимущества и недостатки

В комплект входят солнечные панели, которые бывают выносными или встроенными. Во многих моделях используются датчики движения, а сами они различаются формами и размерами, мощностью, световым потоком, емкостью аккумулятора и прочими техническими характеристиками. Прежде чем принимать решение об использовании автономных осветительных приборов, следует внимательно изучить их возможности, ознакомиться с преимуществами и недостатками.

Чаще всего уличные прожекторы применяются для освещения периметров, фасадов зданий и выделения отдельных архитектурных элементов. При наличии датчиков движения такие устройства могут дополнительно выполнять охранные функции. Включение ламп будет производиться только при наличии в зоне ответственности движущегося объекта. Датчики движения могут устанавливаться и на неосвещаемых участках – в коридорах и на лестничных маршах.
Некоторые виды автономных прожекторов подойдут и для освещения участков дачи, где вполне достаточно мощности в 10 ватт. Не рекомендуется использовать мощные приборы на небольших территориях, чтобы не создавать избыточное освещение.

Осветительные приборы на солнечных батареях нашли широкое применение не только в частном секторе. Они используются в системах освещения дорог, тротуаров и парковых дорожек. Как правило, они устанавливаются в местах, наиболее неудобных для прокладки питающих проводов.

Все преимущества данных устройств можно свести в несколько пунктов:

Возможность круглосуточной автономной работы.
Очень простая установка и последующее обслуживание.
Могут работать вне зависимости от погодных условий.
Обладают повышенной устойчивостью к механическим и иным воздействиям, отличаются долговечностью и повышенным сроком эксплуатации.
Благодаря конструкции, удалось добиться ровного и яркого светового потока.
Возможность использования в труднодоступных местах, а также в наружной рекламе и освещении самых разных объектов.

Поскольку не бывает идеальных технических устройств, автономные прожекторы также имеют определенные минусы:

При пасмурной погоде наблюдается снижение производительности солнечных панелей. Это отрицательно влияет на зарядку аккумулятора, которой может быть недостаточно на всю ночь при работе прожектора в непрерывном режиме.
Низкие температуры, особенно в зимнее время, вызывают снижение емкости АКБ. Уровень заряда уже не держится в течение заданного времени. Свет становится недостаточно ярким, а иногда прожектор начинает работать с перебоями.
Если конструкция прожектора неразборная, то повреждение одного из элементов может повлечь необходимость полной замены прибора освещения. Качественные модели полностью лишены этого недостатка и легко ремонтируются.

Сферы использования

Использование датчика освещённости, датчика движения и управляющего микроконтроллера позволяет освещать территорию участка и загородного дома. Они размещаются по углам строения, что позволяет подсветить всю территорию дачи. Прожекторы для улицы значительно выше по мощности, чем домашние. Садовые фонари применяются для установки непосредственно на территории сада – чаще всего они подвешиваются на деревьях.

Каждая модель может оснащаться пультом радиоуправления, работающим, к примеру, на основе технологии Bluetooth. Дальность действия радиопульта или радиобрелока – до нескольких десятков метров. В более дешёвых устройствах применяют инфракрасное светодиодное излучение, для которого нужна прямая видимость.

Переносные прожекторы применяются спасателями, вынужденными работать в удалённых местах, где отсутствует возможность подзарядить мощное устройство. Вторая область применения – альпинизм, скалолазание, длительные переходы и восхождения, пешие и велосипедные походы, различные виды туризма. Разновидность диодных прожекторов – велосипедные фары, в которых присутствует встроенная или выносная светодиодная панель.

Устройство и принцип действия

Принцип работы автономных прожекторов очень простой. Фотоэлемент с высокой чувствительностью принимает на себя энергию солнца, преобразует в электрический ток и передает в аккумуляторную батарею. В качественных панелях ячейки способны получать энергию даже при отсутствии солнечной активности.

С наступлением темноты, накопленная энергия отдается прожектору автоматически, после чего тот начинает излучать световой поток. Специальный контроллер не дает аккумулятору полностью разрядиться и поддерживает необходимый уровень заряда. Для установки прожекторов используются открытые участки, максимально освещаемые солнцем.

Конструкция солнечного прожектора включает в себя следующие компоненты:

Экономичные светодиодные лампочки с постоянным ярким свечением. Они позволяют более эффективно использовать солнечную энергию.
Солнечная панель с фотоэлементами. Они отличаются высокой чувствительностью и дают возможность заряжать аккумуляторы в любую погоду. Просто при низкой солнечной активности на это затрачивается больше времени.
Аккумуляторная батарея – основной элемент прожектора. В дневное время он накапливает электроэнергию, а ночью расходует ее, отдавая осветительному прибору. Как правило, используются гелевые АКБ, которые могут эксплуатироваться в течение 10-12 лет.
Контроллер. Отслеживает уровень зарядки аккумулятора и при достижении 30% выполняет автоматическое отключение прожектора. Некоторые приборы оборудуются датчиками, обеспечивающими включение и отключение в зависимости от уровня внешнего освещения.
Конструкция помещается в прочном корпусе, рассчитанном на любые погодные условия. Успешно выдерживает механические воздействия, препятствует проникновению влаги и пыли.
Датчики движения. Позволяют экономить накопленную энергию, посылая сигналы на включение только в случае необходимости, когда в освещаемой зоне появляется движущийся объект. Устанавливаются в тех местах, где не требуется постоянное ночное освещение.
Подвижная система крепления. Дает возможность отрегулировать направление фотоэлементов в сторону максимальных солнечных лучей. Для АКБ и контроллера предусмотрен специальный установочный шкаф.

Как устроен этот светильник

Светодиодные светильники на солнечных батареях еще называют гелиопрожекторами. В них применяют только светодиодные лампы. В зависимости от конструкции прожектора лампа может быть одна либо несколько. Устройство состоит из нескольких частей, каждая из которых выполняет определенную функцию:

собственно, источник света. Он выглядит в виде прочного корпуса. Внутри корпуса находится стекло или система линз с рефлектором. Рефлектор — зеркальная поверхность, отражающая свет. Зеркальная поверхность прожектора собирает световые лучи и задает им нужное направление движения. Также внутри находится светодиод (LED). Корпус может быть сделан из разных материалов. Его прочность зависит от класса защиты и места, где планируют устанавливать светильник;
солнечная панель. Это несколько элементов, задача которых — накопление и преобразование энергии Солнца в электрическую, с возможностью использования постоянного тока. Он необходим для исправного функционирования светодиодных ламп и регулярной зарядки аккумуляторов;
АКБ. Электроэнергия, которая поступает от модуля, накапливается аккумулятором. Накопленная энергия обеспечивает работу светодиодных ламп в вечернее и ночное время, а также в условиях недостатка естественного света. В этом — уникальность освещения на солнечных батареях и его экономичность. Мощность прожектора может быть больше или меньше — следовательно, количество аккумуляторов варьируется. Некоторые модели оснащены несколькими АКБ, что позволяет обеспечить их бесперебойную работу в условиях пасмурной погоды;
контроллер. Его задача — контролировать исправность работы прожектора с солнечной батареей. Простой пример контроллера — фотореле. Его еще называют датчиком освещения. Он оценивает уровень естественного света. Если его достаточно, контроллер отключает светодиодные лампы. Кроме простого фотореле, уличный светильник может быть оснащен более сложным устройством. Например, есть контроллеры, с помощью которых программируют время работы светодиодных ламп. Также они помогают контролировать своевременный заряд и разряд аккумуляторов. Для сложного освещения (декоративная подсветка архитектурных фасадов или реклама) были разработаны программируемые виды контроллеров. Кроме включения и выключения светодиодных ламп, они могут влиять на цветовую гамму света и его интенсивность.

Преимущества и недостатки

Как и любое другое устройство, он имеет свои преимущества и недостатки. Сразу стоит отметить, что плюсов у него гораздо больше. В отличие от установки других источников света, светодиодные прожекторы на солнечных батареях можно монтировать без предварительного разрешения. Поскольку речь идет об автономном светильнике, прокладывать под него кабель или рыть траншею для проведения иных коммуникаций не понадобится. При его установке не нужны электромонтажные работы. Любой владелец участка, при соблюдении несложных правил, сможет установить такое освещение самостоятельно.

Этот источник света не потребует установки электросчетчика, поскольку электроэнергия, вырабатываемая солнечной панелью, является абсолютно бесплатным ресурсом. Это позволит не только сэкономить, но и избежать хлопот с монтажом счетчика и ежемесячной подачей показаний. Уличный прожектор на солнечных батареях может стать прекрасным выходом из ситуации, когда речь идет о неэлектрифицированном участке, расположенном далеко от базовых электростанций. Он прост в использовании и абсолютно безопасен: удары током при его эксплуатации исключены.

Автономность функционирования также является неоспоримым преимуществом. Датчик движения или контроллер своевременно включают и выключают лампы а настройки можно задавать на усмотрение владельца. Поскольку «умный» контроллер следит за количеством энергии в аккумуляторах, человеку остается только следить за исправностью устройства и устранять неполадки, если они возникают.

Прожектор с датчиком движения, так же, как и другую модель подобного типа, в любое время можно перенести в другое место, если в этом есть необходимость. В отличие от других источников света, зависимых от коммуникаций и проводов, такой светильник снабжен максимум одним проводом — в случае если солнечная панель и лампа расположены отдельно друг от друга.

Если модель светильника качественная, она будет служить долго. Средний срок эксплуатации светильника составляет от 5 до 15 лет.

Из недостатков следует отметить снижение производительности такого светильника во время пасмурной или дождливой погоды. Заряд аккумуляторов падает, поэтому иногда его может не хватить на всю ночь. В холодное время года емкость любых аккумуляторных батарей становится меньше, что не лучшим образом сказывается на качестве освещения.

При выходе из строя одного из элементов далеко не всякий светильник можно отремонтировать. Это относится к дешевым и простым моделям, элементы которых заключены в один неразборный корпус.

Качественный прожектор на солнечных батареях — прекрасная альтернатива привычным источникам света. Несмотря на ряд особенностей и недостатков, его приобретение не станет помехой, а в теплое время года позволит не только избежать хлопот с электричеством, но и сэкономить значительную сумму денег.

Описание видов

В зависимости от назначения, различают следующие типы, виды и разновидности прожекторов – по виду фотоэлемента, типу установки, с датчиком движения (или без него).

По типу фотоэлемента

Встроенная панель совмещена с аккумулятором и контроллером разряда-заряда. Как правило, стоимость таких светильников невысока. Более дорогие защищены от перегрева на солнце и при работе прожектора. Для них некритичны ливень и снегопад. Для большей защиты фотоэлементы и аккумуляторы рекомендуется применять выносные и отсоединяемые – это защитит жизненно важные функциональные узлы от ускоренного и преждевременного износа.

По типу установки

Стационарные прожекторы устанавливаются на столбах, стенах, всевозможных опорах – и никуда не перемещаются, пока не возникнет необходимость в их ремонте.

Переносные – ручные фонари-прожекторы, в которых аккумулятор и светодиодная панель встроены. Имеются также модели с отсоединяемыми аккумуляторами и солнечными панелями. Можно повесить эти прожекторы на дерево в саду, на столб или перекладину забора.

С датчиком движения и без

Без датчика движения прожектор светится всё время, пока не начнёт светать. Это абсолютно ненужные затраты – вряд ли кому понравится, что за 6-15 ч прожектор израсходует киловатт и более. Практика показывает, что такой расход не нужен: даже уличные прожекторы в целях уменьшения нагрузки на электросеть горят лишь пока на проспекте или трассе надолго не замерло движение. Отключение прожектора экономит электричество, ресурс светоматрицы и заряд аккумулятора.

Прожекторы на солнечных батареях

Секреты выбора

Особенности

Преимущества и недостатки

Сферы использования

Устройство и принцип действия

Как устроен этот светильник

Преимущества и недостатки