Устройство светильника на солнечных батареях
Все уличные светильники на солнечных батареях, для дачи или для освещения городских улиц, имеют единую комплектацию. Независимо от формы, размеров, типа установки они состоят из следующих элементов:
- лампа;
- корпус;
- плафон;
- кронштейн или опорная конструкция;
- аккумулятор;
- контроллер;
- солнечная батарея (фотоэлектрический элемент).
В продаже имеется большое количество светильников подобной конструкции. Все они имеют разные параметры, мощность, уровень яркости и прочие особенности. При этом, фонари для наружной подсветки имеют общую особенность — они не работают напрямую, как это делают часы или калькуляторы, поскольку уличное освещение используется в темное время суток, когда источника энергии на небе нет. Поэтому основным показателем качества фонаря будет емкость аккумулятора и ориентировочное время расходования заряда.
Принцип действия
Фотоэлектрические элементы в светлое время суток принимают поток солнечного света и вырабатывают определенное количество энергии, соответствующее типу конструкции панелей. Эта энергия передается аккумуляторной батарее, которая накапливает ее до полного заряда свей емкости. Если погода пасмурная, зарядка все равно будет происходить, так как некоторое количество энергии панели в любом случае отдадут, но полностью зарядить аккумулятор не удастся. Это сократит время работы фонаря в ночное время.
При наступлении сумерек срабатывает датчик, переключающий систему в рабочий режим. Энергия аккумулятора передается на инвертор, который преобразует ее в напряжение со стандартными параметрами, после чего оно подается на лампы. Их работа будет продолжаться либо до момента получения сигнала от датчика освещенности на рассвете, либо до полного разряда аккумулятора и прекращения подачи питания.
Существуют конструкции, которые работают по упрощенной схеме. Аккумуляторы накапливают энергию, которую отдают на светильник в том же виде. Это возможно для ламп, работающих на постоянном токе. Стоимость таких фонарей меньше, так как отсутствует большая часть аппаратуры, однако, работоспособность и длительность свечения весьма коротки.
Использование на дорогах
Осветительные системы на солнечных батареях, работающие на автомобильных дорогах, используют полноценную схему приема, накопления и преобразования энергии. Они устанавливаются на высокие опоры, позволяющие решить одновременно несколько задач:
- обеспечение оптимального положения солнечных панелей для приема максимального количества энергии;
- высокое расположение светильников способствует более широкому охвату площади;
- аппаратура находится в недоступности для вандалов и злоумышленников.
Состав комплекта осветительного оборудования на солнечных батареях ничем не отличается от обычного набора устройств:
- фотоэлектрическая панель;
- аккумулятор, контроллер и преобразователь, размещенные в шкафу с аппаратурой;
- лампа (как правило, светодиодная конструкция);
- кронштейны, соединительные провода.
Система уличного освещения не допускает отказов или отсутствия света по каким-либо причинам. Поэтому качество аппаратуры, емкость аккумуляторов и прочие параметры оборудования подбираются с таким расчетом, чтобы гарантированно обеспечить ответственную часть дороги нормативным потоком света. Для этого требуется солидный запас мощности на случай многодневной пасмурной погоды. Излишки энергии, накопленные в солнечные дни, сбрасываются в сеть или направляются на питание киосков, расположенных поблизости.
Подсветка пешеходных переходов
В темное время суток, особенно в межсезонье, когда видимость на дорогах резко снижается, необходима качественная подсветка пешеходных переходов. Эффективным способом подсветки является использование автоматических светильников на солнечных батареях. Они зажигаются по сигналу от датчика движения и горят, пока человек не перейдет на другую сторону. Состав комплекта обычный, дополненный устройством контроля движения и реле, обеспечивающим работу светильника в течение нужного для перехода отрезка времени.
Процесс установки
Сначала необходимо выкопать яму нужной глубины и ширины на том месте, где будет стоять светильник. На дно засыпают слой песка и хорошо его утрамбовывают. Затем из досок и гвоздей делают деревянную коробку (опалубку) по ширине и глубине отверстия в почве. В центре опалубки проводят специальную пластиковую трубу, через которую позже будет протянут электрокабель. Опалубку заливают бетоном. Когда бетон застывает, доски убирают, через трубу протягивают кабель. Конструкцию опускают в яму. Далее крепят столбик, устанавливают светильник, соединяют провода и подключают фонарь к электросети.
Примеры и характеристики уличных фонарей освещения на столб
Наверняка каждый из вас замечал уличные фонари освещения на столб и никогда не задумывался, как именно их производят. Кто заказчик, как они попадают на улицу и, в конце концов, по каким характеристикам нужно выбирать подобные элементы освещения.
Именно такие вопросы обычно задают себе люди, впервые столкнувшиеся с необходимостью приобретения фонарей на столб. Давайте постараемся хотя бы частично пролить свет на интересующие многих людей вещи.
Итак, начнем с элементарного — характеристик, которые должны быть у каждого уличного фонаря:
- Устойчивость к перепадам напряжения. К сожалению, электрические сети в нашей стране не идеальны, а это значит, что неприятные скачки напряжения при штатном режиме работы имеют место быть. Раньше подобный скачок мог просто вывести светильник из строя, но сейчас технологии шагнули далеко вперед, так что максимум, что может случиться, — в этот момент фонарь будет потреблять больше электроэнергии.
Да, не очень приятно, особенно если вы всеми силами стараетесь экономить на энергии, но это лучше, чем каждый раз чинить сломавшийся уличный фонарь. Впрочем, если позволяют средства, вы можете приобрести светодиодный светильник, который полностью устойчив к такого рода скачкам напряжения.
Антивандальное покрытие и устойчивость ко многим видам внешнего воздействия. Так как работать такие светильники будут на улице под дождем, снегом, ветром и градом, рекомендуется тщательно выбирать корпус самого светильника.
Современные модели могут выдержать многое — случайный снежок их не собьет, да и проливной ливень герметичному корпусу не помеха. От банального перегрева может спасти правильно установленный теплоотвод. Сами светодиодные лампы не греются, а вот корпус под палящим солнцем в теплое время года вполне может раскаляться.
Отсутствие пульсаций на низких частотах. Очень важный параметр. Если фонарь будет мерцать, глаза людей, смотрящих на этот свет, будут быстро уставать. Особо восприимчивые могут ощущать вполне реальную головную боль, вплоть до потери создания.
Согласитесь, не самая приятная перспектива, особенно если учесть, что уличные фонари освещения на столб могут располагаться вдоль оживленной проезжей части. Именно поэтому многие светильники были забракованы еще на стадии исследований, уступая место более продвинутому меньшинству.
Экологичность
Да, это слово сейчас везде, но оно действительно очень важно, ведь чем меньше затрат на специальные мероприятия по утилизации, тем больше средств можно будет отдать на другие, более полезные, дела.
Возможные недостатки фонарей уличного освещения
Как видите, список характеристик-преимуществ довольно обширен, но не все так радужно, как может показаться. Современные фонари на столб также обладают определенными недостатками, из-за чего использование современных технологий возможно далеко не в полной мере.
- Самый ощутимый недостаток нового поколения уличных фонарей — их цена. Да, простые модели стоят немного, но и половины своих функций они не выполняют. Свет пульсирует (незаметно для глаз, но все же пульсирует), лампочки приходится менять очень часто — в общем, одна морока. Если вы планируете долгосрочные вложения, лучше один раз купить качественные осветительные приборы, чтобы после не думать о лишних тратах на постоянное обслуживание и ремонт.
- Зависимость от материала корпуса. Если он недостаточно качественный, от скачка напряжения может возникнуть перегрев, с которым обычный отводчик тепла может не справиться. Да, ситуация не самая стандартная, но её лучше предусмотреть при выборе, отдавая предпочтение качественным светильникам с прочными корпусами.
- Ненадежность электродов. Неполадки по этой причине случаются крайне редко, но помнить о них стоит, чтобы в случае чего сразу вызывать мастера, а не надеяться, что лампочка просто перегорела и обычная внеплановая замена все исправит.
Примеры и виды уличного освещения
Уличное светодиодное освещение – не единственный способ увеличить видимость в ночное время. В наше время широко применяются люминесцентные лампы, галогенки и лампы накаливания.
Все уличное освещение можно разделить на несколько видов в зависимости от типа местности, на которой возникает необходимость увеличить видимость в темное время:
Для освещения крупных автодорог, магистралей. В таком случае применяются фонари с рефлектором. Такие фонари способны концентрировать свет в направлении автострады. С целью экономии фонари располагают на относительно большой высоте. Это дает право устанавливать опоры на большом расстоянии, в чем и заключается экономия;
Схема уличного освещения для повышения видимости на второстепенных автодорогах. Для увеличения видимости на подобных участках могут применяться рефлекторные лампы и фонари рассеянного света. Лампы, как правило, покрыты прозрачным плафоном, который позволяет рассеивать лучи света на большое расстояние. Мощность используемых ламп в данном случае значительно меньше, чем для освещения крупных дорог;
Пешеходные тротуары, парки и велосипедные дорожки. Здесь используются исключительно осветительные приборы рассеянного света
При проектировке и монтаже освещения парков и тротуаров особое внимание уделяется конструкции плафона. Как правило, он изготавливается в форме шара или цилиндра
Чтобы обеспечить большее рассеивание, они могут изготавливаться с несколькими прозрачными кольцами рельефной формы. Дистанция установки опор для таких фонарей может быть различной, но в зависимости от нее изменяется мощность осветительных приборов;
Освещение архитектурных объектов. Это декоративное освещение фасадов зданий;
Фонари для освещения объектов информационного характера. С помощью таких осветительных приборов в темное время освещаются номерные знаки домов, дорожные знаки или наружная реклама (баннеры, сити-лайты, вывески). Такая схема уличного освещения представлена лампами специального назначения или прожекторами.
Также уличные фонари стоит различать в зависимости от источника света.
Уличные фонари бывают:
- Свечные;
- Масляные. Такие осветительные приборы работают на основе сгорания жира или масла. Принцип работы масляных фонарей напоминает работу керосиновой лампы;
- Керосиновые. Это всем знакомый вид ламп (фонарей). Подобные светильники работают на принципе сжигания керосина: в емкость с продуктом переработки нефти помещается фитиль, другой конец которого вверху зажат механизмом горелки;
- Газовые. Осветительные приборы такого вида основываются на процессе сжигания газообразного топлива. Его роль могут играть: водород, метан, пропан, светильный или другие горючие газы. Подобные приборы освещения давно были вытеснены из использования в целях освещения улиц электрическими источниками света. Но довольно часто они применяются туристами во многих странах мира в качестве переносных осветительных приборов;
- Уличное освещение на столбах с лампами накаливания. Это искусственный инструмент для освещения. Свет исходит от тела накала, которое нагревается от электроэнергии до высокой температуры. Обычно роль осветительного элемента исполняет вольфрамовая спираль. Светящаяся спираль защищена от воздействия с окружающей средой стеклянной колбой. Как правило, объем лампы накаливания заполняется инертными газами. Это необходимая мера для того, чтобы не было существенных потерь тепла за счет теплопроводности. Ранее их роль выполнял вакуум.
- Уличное освещение с применением дуговых ламп. В таких
осветительных приборах освещение обеспечивается электрической дугой.
Она горит между двумя электродами. Пространство лампы наполняется
парами металла, солей или инертным газом. В зависимости от состава
наполнителя меняется спектр; - Уличное освещение на столбах светодиодами. Они стали применяться,
когда остро стал вопрос экономии энергии. Применение ЛЕД ламп – один из
самых простых способов сократить расходы на электричество. - Уличное освещение на столбах с помощью индукционных ламп. Это
осветительные приборы, в которых источником света служит плазма. Она
возникает в процессе ионизации газа магнитным полем высокой частоты.
Разновидности уличных светодиодных ламп
Уличное освещение с использованием светодиодных приборов классифицируют по двум группам: назначение и цвет излучения. В первой группе перечислены основные виды конструкций и для чего они создавались. Во второй вы узнаете об основных способах получения белого свечения.
Функциональность
- Прожектор. В зависимости от размера используют в разных местах. Промышленные предназначены для освещения на крупных объектах. Часто их встречают на стадионах, автомобильных стоянках, подсвечивают фасады зданий. Небольшой формат прожектора устанавливают в садах, приусадебных участках для декоративного освещения.
- Фонарь. В зависимости от мощности лампы устанавливают на различных видах дороги. Крупные магистрали в Москве и других городах оснащают светодиодными светильниками в 400 Вт. Улицы с небольшим потоком — 150—250 Вт. Для парковой зоны, садов и тротуаров достаточно 150 Вт мощности освещения.
- Дюралайт. Представляет из себя гибкую пластиковую трубку или ленту со светодиодами внутри. Электронные детали размещают на расстоянии в 1,5—27,5 миллиметра. Основной задачей такого светильника — украшение архитектурных объектов, используется в ландшафтном дизайне и в рекламной сфере. Выделяют 4 разновидности светильников дюралайт:
- Чейзинг — динамическое светодиодное освещение улиц;
- Мультичейзинг — улучшенная версия предыдущего варианта, класса люкс;
- Фиксинг — постоянное свечение;
- Хамелеон — изменение цвета освещения через контролер.
- Дюрафлекс. Элемент ландшафтного декора, не боится влаги и очень гибкий. Светодиодная лента содержит несколько десятков электронных элементов.
- Линейка. Применяется в декоративной рекламной подсветке. На пластиковой ленте закрепляют мощные светодиоды, направленные в одну сторону. Для питания электроприбора потребуется всего 12 В напряжения, что безопасно для человека.
- Сетка. Светодиоды размещают в узлах плетеной сетки. Завоевала популярность у дизайнеров за счет простоты монтажа, удароустойчивости и экономичности. Для установки потребуются распорки, между которыми устанавливают освещение. Часто можно увидеть такую сетку на стенах или натянутую над дорожками, танцплощадками.
Виды светодиодных фонарей
Уличные фонарные столбы классифицируют по разным критериям. Например, они могут излучать направленный или рассеянный свет. В первом случае приборы эксплуатируют для освещения конкретного небольшого участка, во втором – просторной территории.
Кроме того, по типу освещения бывают одинарные и сдвоенные фонари. Также изделия делят на промышленные и декоративные и, соответственно, используют в качестве основного или дополнительного источника света.
Выбирая устройство освещения, не забывайте о стиле его оформления. Светильники могут быть классическими, в стиле модерн, хай-тек, барокко. Выбирать нужно в зависимости от экстерьера.
По назначению и методу крепления фонари бывают:
- консольные;
- грунтовые;
- парковые;
- прожекторные.
Консольные
Классический пример такого прибора — фонарь, расположенный на столбе. Устройства подходят для освещения автомобильных трасс, магистралей, улиц, переулков. Их можно обнаружить и на более широких территориях, включая стоянки, закрытые помещения (склады, цеха, ангары) и т.п.
Парковые
Данные осветительные приборы являются и промышленными, и декоративными. С одной стороны, они освещают парковые аллеи, с другой – используются для украшения и разнообразия ландшафтного дизайна. Зачастую свет от них получается рассеянным, с большим углом покрытия. Нередко последний параметр достигает 360 град. Для монтажа парковых диодных фонарей можно использовать те же столбы, фасады зданий, парапеты, невысокие опоры. Они могут быть установлены и прямо на земле.
Грунтовые
Как понятно из названия, такие осветительные устройства монтируют прямо в грунт. Чтобы обеспечить высокую долговечность и функциональность, производители следят за герметичностью и механической прочностью изделий. Причем прочность некоторых моделей, предназначенных для дорожек и ступеней, позволяет на них наступать. Используются в качестве декоративных элементов ландшафтного дизайна, подсветки, но могут обеспечивать мощный световой поток, необходимый для освещения объектов, расположенных на низкой высоте.
Прожекторы
Данные светодиодные уличные светильники считаются универсальными. Для решения поисковых задач или освещения отдаленных объектов (монументов, площадей, архитектурных сооружений) применяются большие узконаправленные изделия, а чтобы подсветить расположенные неподалеку сооружения и территории (охраняемые стоянки, парадные жилых домов или административных зданий), используют устройства заливного типа.
Активно эксплуатируют устройства и в ландшафтном дизайне. Выпускают точечные приборы разнообразных форм, размеров, конструкций и мощностей, благодаря чему всегда можно найти те светильники, которые идеально подойдут для украшения территории за счет освещения элементов архитектурного сооружения или ландшафта.
Отдельно следует отметить автономные фонарные светильники на светодиодах. Они могут эксплуатироваться даже на тех территориях, где отсутствует электроснабжение. Такие изделия дополняют аккумулятором и солнечной батареей, обеспечивающей его зарядку в дневное время суток. Чтобы экономить заряд аккумулятора, приборы нередко дополняют датчиками движения и уровня освещенности. Срок эксплуатации устройств без замены солнечной батареи и аккумулятора во многом зависит от качества данных компонентов.
Рекомендации по выбору
Для конкретного использования светильники подбирают по виду установочного решения (столбик, торшер, струна, настенный). Задача получения необходимой освещенности (в люксах) решается мощностью лампы, типом отражателя (рефлекторного или белого плоского) или рассеивающего элемента. Цвет потока можно менять цветовой температурой лампы или подбором фильтра в плафоне.
Важным является также соответствие стиля светильника архитектуре дома. Так, стильный минималистичный светильник хорошо вписывается в фасад современного строения с плоской крышей и прямоугольной архитектурой, а дому классической формы больше подойдут светильники, напоминающие старинные газовые фонари.
При выборе светильника не следует забывать об экономике: уличные фонари должны расходовать минимально возможное количество энергии. В этом должна помочь автоматика, переключающая по выбранной программе, фотореле или таймеру максимальный расход на средний, минимальный и нулевой.
Стоимость
Она выше обычной в несколько раз. Первые маленькие лампочки на полупроводниках вначале 60-х стоили 200$ за штуку. С развитием технологии цена начала понижаться. Тенденция продолжается и сейчас: стоимость светодиодных фонарей хоть медленно, но ползёт вниз.
На сегодняшний день она уже вполне приемлемая. Окупаются изделия через несколько лет эксплуатации. Но современные модели способны на большее. Например, фонарь модели KH-SL60/3 и его аналоги окупаются уже через год интенсивной работы.
В России такую продукцию выпускают несколько заводов. Некоторые используют импортные светодиоды, другие работают только с отечественными производителями. Компания «Дюрэй» предлагает уличные LED фонари серии «Эльбрус» на основе японских светодиодов Nichia. Цена таких светильников мощностью 30 Вт – 5000 руб., 45 Вт – 8500 руб., 60–90 Вт: 10000–15000 руб.
Ещё один производитель – компания «Лидер Лайт». Фирма предлагает фонари потребляемой мощностью в 50–190 Вт ценой в 5200–10000 руб. Харьковский уличный фонарь-трансформер «Аврорасвет А-65с» мощностью 65 Вт можно купить за 1000 руб. и окупится он через полтора года.
Это перспективное направление в бизнесе. Поэтому стоимость LED фонарей будет снижаться. Служить такие фонари будут десятилетиями. Прямая выгода от покупки очевидна.
Уличные светодиодные светильники на столбы: виды и их характеристики
Основными видами уличных светильников светодиодного типа являются следующие приборы: фонари, прожекторы и декоративные светильники. Наиболее распространенными в этом перечне являются фонари, поэтому на более детальной характеристике этого вида остановимся отдельно.
Прожекторы в качестве уличного освещения наиболее широко распространены в промышленных условиях. Их устанавливают на просторных территориях предприятий, на автостоянках, стадионах и применяют для подсветки зданий административных учреждений. Чаще всего прожекторы используют как промышленные уличные светильники на столбы.
В быту из продукции этой категории применяют малогабаритные немощные светодиодные прожекторы. С их помощью освещают придомовые территории и усадьбы. Приборы могут излучать белый или разноцветный свет. Прожекторы монтируют под разными углами светоизлучения. В них устанавливают, как правило, лампы мощностью от 90 до 400 Вт.
Основными видами уличных светильников светодиодного типа являются: фонари, прожекторы и декоративные светильники
В качестве декоративных светильников употребляют наборы разнообразных LED-шнуров:
- Дюрафлекс – это LED-шнур, отличающийся гибкостью и водонепроницаемостью. Данная цепь представляет собой ряд ярких диодов, которые залиты в специальный корпус, имеющий высокий уровень герметичности и прочности. Шнур имеет небольшой вес, что положительно влияет на монтаж и обслуживание светильника, – такие экземпляры размещают для подсветки деревьев, столбов и домов.
- Дюралайт – LED-шнур, который по характеристикам и устройству схож с дюрафлексом и используется для тех же целей. Отличается более высокой степенью гибкости.
- Сетки и линейки – это цельные конструкции из светодиодных ламп с повышенным уровнем прочности, которые применяют в декорировании фасадов зданий, оформлении сцен, рекламных баннеров и столбов.
Особенности и характеристики уличных фонарей на столбы
Использование уличных светодиодных фонарей на столбах очень широко. Они обеспечивают освещение трасс, автомагистралей, заправок и улиц в населенных пунктах. Менее мощные экземпляры применяют во дворах жилых домов и бюджетных организаций, в парках. Фонари, употребляемые для этих целей, отличаются в конструктивном плане и по характеру света, который излучают.
Главная функция уличных фонарей – это обеспечение качественного яркого освещения с наибольшим радиусом действия лучей
С целью освещения автодорог и магистралей используют рефлекторные фонари на столбах, обеспечивающие разностороннее распределение света. С этой целью в светильники устанавливают лампы мощностью до 400 Вт. В приборах, используемых на столбах, размещенных на заправочных станциях, придомовых территориях, в парках, скверах, дворах частных домов и на дачах, монтируют лампы с рассеянным светом мощностью до 150 Вт. Такая комбинация обеспечивает «обширную кривую силы света», что заключается в равномерном распределении освещения на определенной территории.
Другие виды уличных светильников
Светильники уличные с датчиками движения способны отпугнуть от дома непрошеных гостей. Существует масса экспонатов с фотоэлементами. Такие приборы способны работать в предварительно заданный диапазон естественного освещения. Другими словами, с наступлением темноты прожектор начинает свою работу, а с рассветом он отключается.
Весьма популярны сейчас и уличные столбики. Как правило, такие приборы освещения применяются для улучшения видимости садовых дорожек. Они имеют сходство с обычными фонарными столбами, которые монтируются для общего освещения. Все эти приборы излучают яркий, насыщенный, но в то же время мягкий свет, приятный для человеческих глаз.
Подсветка фасадов – интересный элемент освещения. Такая подсветка используется для освещения фасада постройки или отдельного элемента, который необходимо подчеркнуть, выделить.
На первый взгляд их можно и не заметить, особенно в дневное время. Но стоит прийти ночному времени – они тут, как тут, осветят здание яркими лучами света. Этот насыщенный свет превосходно подчеркнет нужную деталь или элемент дома.
В обустройстве двора важную роль играет и садовый декор. Освещение заднего дворика и сада удивляет своим разнообразием и красотой. Все садовые светильники превосходно сочетаются и дополняют друг друга. Они идеально подчеркнут ландшафт своим дизайном и ярким освещением.
Еще одно интересное дизайнерское решение – вкапываемые светильники. Они зачастую остаются неприметными до наступления темного времени суток. Как правило, такие светильники применяются с целью освещения бассейнов и садовых дорожек.
Присматриваясь к уличному освещению, необходимо в первую очередь смотреть не на цену, а на надежность. Уличное освещение выполняет не только декоративную функцию. Стоит отметить, что качественные светильники не боятся плохих погодных условий.
Дождь, град, ветер не должны стать помехой в работе этих устройств. Если учитывать герметичность осветительных приборов, то им будет не страшна и коррозия, которая может возникнуть из-за попадания влаги.
Консольные светильники для дачи представляют собой новый вариант уличного освещения с великолепными техническими свойствами. Для них характерна высокая степень защиты и прочный корпус. Это обеспечивает работу подобных светильников даже при неблагоприятных условиях (метель, ливень).
Все вариации консольных фонарей прекрасно излучают свет, обеспечивая превосходную видимость. Даже малое количество устройств может осветить довольно приличную площадь. Как правило, они на вид лаконичны, но это придает им особого стиля.
Отдельным видом уличных фонарей считаются светильники с маркировкой Slim. Их основная отличительная черта – тонкое исполнение, подкрепленное искусным дизайном. А современные технологии позволили сделать из красивых уличных светильников прочные и надежные приборы для освещения.
Но уличные светильники используются не только для освещения улиц, домов, садов, дорожек. На производстве осветители в виде фонарей также ценятся.
Промышленные светильники оснащены новейшими разработками ЛЕД ламп. Основное назначение таких светильников – применение в сырых помещениях, складах, ангарах. Для них характерна высокая производительность.
Великолепный световой поток – главное преимущество подобных приборов, которое позволяет сохранять высокую производительность даже при длительном сроке эксплуатации.