Передмова
Прожектори і світильники з сонячними батареями на сьогоднішній день є найбільш економічними і надійними джерелами штучного освітлення. А сучасний модельний ряд цих пристроїв настільки різноманітний, що їх можна використовувати для будь-яких цілей. З допомогою таких вуличних прожекторів на власній ділянці легко організувати всі необхідні типи освітлення – від декоративного до супроводжуючого і охоронного.
Зміст
1 Пристрій прожекторів з сонячними батареями
Насамперед, слід зазначити, що в прожекторах з сонячними батареями (гелиопрожекторах), на відміну від підключаються до дротової мережі змінного струму в якості джерела світла використовуються світлодіоди. Це може бути всього один LED або панель, на якій їх кілька штук або десятків. Вуличні прожектори, які працюють від сонячних батарей, виробляють різного призначення, конструкцій і моделей. Незалежно від цього, всі вони працюють за одним принципом і складаються з наступних однакових основних модулів і вузлів.
Світлодіодний джерело світла. Конструктивно він мало чим відрізняється від аналогічного модуля прожекторів з іншими типами ламп і являє собою міцний корпус зі склом або лінзою, всередині якого мається рефлектор (дзеркальна поверхня, що відбиває, що збирає промені світла і концентрує їх у певному напрямку) і безпосередньо сам джерело світла (LED). Корпус, як і в пристроях з лампами, теж виконаний з відповідним класом захисту від вологи і пилу, що залежать від призначення і місця установки прожектора.
Сонячна батарея або ще її називають фотомодуль. Являє собою кілька конструктивно об’єднаних фотоелементів, які перетворюють сонячну енергію, сприйману ними, постійний електричний струм. Останній витрачається на роботу світлодіодів і зарядку акумуляторних батарей.
Акумулятор. Служить для накопичення електричної енергії, що надходить від фотомодуля протягом світлового дня, і забезпечення нею світлодіодів в темний час доби і при недостатньому природному освітленні, коли сонячна батарея нездатна виробляти струм в потрібному для роботи LED кількості. В залежності від моделі та потужності гелиопрожектора акумуляторів в ньому може бути від 1-го до декількох, включаючи додаткові, призначені для забезпечення роботи світлодіодів протягом 5 ночей у випадках, коли погодні умови у світлий час доби не дозволяють провести повну зарядку 1-ї батареї.
Прожектор з сонячною батареєю
Контролер. Керує роботою прожектора. Найпростіший його варіант – фотореле (датчик освітленості). Воно виконує тільки 1 функцію – відстежує рівень природного освітлення і, у залежності від нього, включає/вимикає світлодіоди. Чутливість фотореле (рівень освітлення, при якому воно спрацьовує) регулюється.
Більш складні контролери, крім цього, забезпечують виконання однієї або кількох функцій, привиденных нижче. Дозволяють задати потрібний час роботи світлодіодів в темний час доби, оптимізують процеси зарядки і розрядки акумуляторних батарей, автоматично перемикають гелиопрожектор на харчування від підведеної електромережі змінного струму, якщо це передбачено конструкцією освітлювального пристрою. У прожекторном обладнанні, що забезпечує архітектурне, фасадне або рекламне освітлення, встановлюється програмований контролер. Він керує роботою світлодіодів за закладеною в нього програмою і не тільки включає/вимикає їх, коли це потрібно, але також регулює інтенсивність і зміна кольору випромінювання.
Гелиопрожекторы можуть бути додатково оснащені вітрогенератором і датчиком руху. Перше пристрій служить додатковим джерелом електроенергії, що особливо актуально в регіонах з коротким світловим днем та у випадках недостатнього природного освітлення з-за погодних умов. Датчиком руху оснащують прожектори, призначені для установки в місцях, де немає необхідності в постійному безперервному освітленні. Він дозволяє скоротити витрату електроенергії акумуляторів до мінімуму, включаючи світлодіоди тільки в момент і на час появи в зоні своєї “видимості” об’єктів, на які налаштований. Для цього треба правильно відрегулювати датчик руху прожектора.
Корпус гелиопрожектора. В залежності від потужності і призначення освітлювального пристрою він може об’єднувати всі ці модулі в собі або джерело світла встановлюється в одному місці, а сонячна батарея з іншими комплектуючими в іншому. У будь-якому випадку, його виконання у вуличних прожекторів за рівнем захисту від пилу і вологи має клас не нижче IP 65, для встановлюваних на грунт – IP 67, підводного застосування – IP 68, а для умов високої вибухонебезпечності – у спеціальному вибухозахищеному корпусі.
2 Принцип роботи гелиопрожекторов
Всі сонячні прожектори функціонують за одним принципом. Вдень акумулятор заряджається від сонячної батареї. Фотоелементи останньої настільки ефективні, що виробляють струм навіть при відсутності сонця в похмуру погоду. У момент зниження рівня природного освітлення до показників, на які налаштоване фотореле, прожектор їм же автоматично включається. Якщо це відбувається ще в світлий час доби, коли дощ або тільки наближаються сутінки, але сонячна батарея ще здатна давати струм, то світлодіоди працюють від неї. Якщо потужності, що видається фотомодулем, недостатньо, то LED живляться ще й від акумулятора. Вночі світлодіоди працюють тільки від акумуляторної батареї.
Повністю зарядженого акумулятора залежно від його типу, конструкції прожектора і потужності світлодіодів вистачає на безперервну роботу останніх протягом 3-12 годин (в більшості гелиопрожекторов 8).
Якщо в прожекторі є контролер, то він управляє роботою світлодіодів після спрацьовування датчика освітленості – включає їх в певний час. Також контролер не допускає повного розрядження акумуляторних батарей. При зниженні напруги на їх клемах до певної величини він вимикає LED.
Контролер гелиопрожектора
Світлодіодний прожектор з датчиком руху функціонує майже так само, як оснащений контролером. Після спрацьовування фотореле, розміщеного в одному корпусі з датчиком руху, останній керує роботою LED.
Щоб сонячні батареї протягом дня були максимально ефективними, тобто виробили як можна більше струму і тим самим повніше зарядили акумулятори, їх необхідно орієнтувати їх на переважне розташування сонця на небосхилі. Також бажано, щоб вони не перебували в тіні будинків, рослин та інших об’єктів.
Ці умови найлегше виконати для прожекторів, у яких сонячна батарея в окремому корпусі, має власне кріплення і може встановлюватися окремо від LED джерела світла, у тому числі на деякому віддаленні від нього, маючи з ним з’єднання тільки дротом. Завдяки цьому для сонячної батареї і безпосередньо самого прожектора можна підібрати найкращі місця установки і орієнтацію в просторі, щоб перше пристрій видавало максимальну потужність, а друге – світило де, куди і як треба.
3 Переваги гелиопрожектора – а чи варто його використовувати?
Звичайно, варто! В першу чергу, його застосування дозволить скористатися усіма перевагами світлодіодних освітлювальних пристроїв. По-друге, купуючи прожектор з сонячними батареями, стаєш вже користувачем автоматизованої при промисловому виготовленні системи освітлення, яка, знову ж таки, налагоджена в заводських умовах. Не потрібно викликати фахівців або ламати голову самому, як змусити гелиопрожектор працювати автоматично без власної участі. Це все вже передбачено. Треба тільки підібрати модель освітлювального пристрою, в якому передбачені потрібні опції, і налаштувати їх роботу. Так, якщо немає необхідності в постійному освітленні і потрібно включати тільки на короткі проміжки часу, ідеальним варіантом буде гелиопрожектор з датчиком руху.
Тепер про переваги, якими володіє гелиопрожектор саме за рахунок використання для його роботи сонячних батарей. Установка цього освітлювального пристрою:
- не потребує попереднього проведення проектних робіт та отримання дозволу на установку, що неминуче у випадках використання класичного освітлення великої потужності;
- не пов’язана з необхідністю риття траншей або організації повітряної лінії передач під підвідний кабель електромережі, його закупівлі та прокладки до прожектора, а також проведення інших електромонтажних робіт;
- може бути легко виконана самостійно і в будь-якому місці на ділянці;
- не потребує використання приладів обліку витрати електроенергії, так як вона буде абсолютно безкоштовно.
Гелиопрожектор з живленням від сонячної батареї
Вже тільки ці моменти дадуть відчутну економію. Адже рішення всіх перерахованих вище питань при облаштуванні звичайного освітлення пов’язане зі значними матеріальними витратами.
Переваги експлуатації гелиопрожектора:
- Відсутність витрат за спожиту електроенергію.
- Повна незалежність від електропостачання і організацій, які його забезпечують. Прожектор можна встановити в місцевості, де вони відсутні. Не треба турбуватися про перепадах, перебої і відключення електропостачання.
- Простота використання прожектора.
- Абсолютна безпека – немає загрози бути ураженим електричним струмом. Напруга всіх елементів обладнання в залежності від моделі та потужності сонячного прожектора 3-24 Ст. Крім того, у освітлювальних пристроїв, в яких сонячна батарея закріплена на їх корпусі або світлодіодного джерела світла, взагалі зовні немає ніяких проводів.
- Повна автономність роботи – прожектор сам включається/вимикається у відповідності з заданими налаштуваннями його керуючих пристроїв і елементів. Також не треба стежити за рівнем заряду/розряду акумулятора.
- У будь-який момент його можна легко і швидко перевстановити в інше місце.
- Надійність, тривалий термін експлуатації прожектора і можливість тривалий час його взагалі не обслуговувати. Якісні акумулятори прослужать 5-15 років, сонячні батареї – понад 30, світлодіоди при безперервному горінні по 8 годин на добу – 25-27.
Крім цього, модельний ряд випускаються сонячних прожекторів дозволяє підібрати практично під будь-які власні потреби. Адже вони можуть бути різними за потужністю та розмірами (від крихітних, схожих на ліхтарики до випромінювальних яскравий промінь на десятки метрів), формі, способом встановлення (наземного, настінний, у вигляді стовпа і так далі), області застосування, необхідного функціоналу автоматичної роботи і навіть кольором випромінювання.
4 Недоліки – а, може, не варто?
Є у гелиопрожекторов і недоліки. У похмуру погоду продуктивність сонячних батарей знижується, а, значить, гірше заряджаються акумулятори. В результаті заряду останніх може не вистачити на всю ніч для що працюють у безперервному режимі світлодіодів прожектора.
Світлодіоди прожектора
В холодну погоду і особливо взимку ємність акумуляторів і їх здатність утримувати заряд знижуються. Це, знову ж таки, може викликати погіршення характеристик висвітлення (як правило, недостатньо яскраве світло) і навіть перебої у роботі прожектора.
Вихід з ладу деяких елементів сонячного прожектора у зв’язку з неможливістю їх ремонту або заміни може спричинити за собою повну заміну освітлювального обладнання. Але це, в основному, відноситься до невеликих, компактних, виконаним в одному корпусі і, в першу чергу, нерозбірним пристроїв.
Однак прожектори, виконані з якісних модулів, частково або повністю позбавлені цих недоліків. Все залежить від виробника, конструкції, комплектації і виконання (припустимо використання в умовах холодних зим) освітлювального пристрою.