Какие виды уличных светильников на солнечных батареях лучше

Плюсы и минусы таких приборов

Эти приборы уличного освещения имеют самый большой список характеристик, которые значительно превосходят обычные фонари. Самыми значимыми из них являются следующие критерии:

Экономичность, не требует финансирования;
Разнообразие видов и стилей оформления позволяет изделию органично вписываться в любой ландшафтный стиль;
Изготовление из самых необычных материалов, таких как ротанг, бамбук, бронза, стекло;
Автономность, включение-выключение светильников осуществляются автоматически и не требует присутствия человека;
Длительные сроки эксплуатации;
Устойчивость к агрессивному воздействию окружающей среды;
Абсолютная безопасность для окружающих, так как не требуется подключение к электросети;
Широкий диапазон мощностей и освещение территории до 10 м в диаметре.

Однако несмотря на массу положительных черт у светильников на солнечных батареях имеются некоторые недостатки. К ним следует отнести:

Невозможность ремонта в большинстве случаев;
Сбои при отрицательных температурах;
Плохое качество заряда в дождливую погоду.

Но все же даже при этих недостатках уличные фонари этого класса, светодиодные гирлянды на солнечных батареях – это идеальный вариант освещения. Они способны преобразить обстановку в любом саду. Уникальный дизайн таких изделий позволяет обычный участок превратить в сказочное пространство, причем освещение его осуществляется без дополнительных финансовых затрат.

Что говорят о потребители

Появление альтернативных источников энергии позволило значительно сократить финансовые затраты на электричество. Сегодня для того чтобы сделать свой участок уютным в любое время суток достаточно установить на нем солнечное светодиодное освещение. Большое разнообразие форм, размеров, способов крепления дают возможность применения изделия в любом месте, как открытого, так и закрытого пространства, чего невозможно было достичь, используя обычные светильники.

Разновидности источников света на солнечных батареях

Единой классификации светильников не существует. Приборы на солнечных батареях делят по нескольким параметрам на разные группы.

По материалу, из которого изготовлен корпус ламп, выделяют:

пластиковые;
металлические с лакокрасочным защитным покрытием (бронза, сталь, другие сплавы);
деревянные с покрытием против гниения и рассыхания.

Материал, из которого изготавливают плафоны для панелей, тоже отличается у разных ламп:

гладкие стекла, которые максимально пропускают световой поток;
рефлекторные стекла (хорошо подходят для местности с рассеянным светом и несолнечной погодой);
закаленное стекло: прочное, устойчивое к механическим повреждениям.

В зависимости от типа аккумулятора выделяют никель-кадмиевые и никель-металлогидридные фонари. Последние стоят больше, но служат дольше. К тому же никель-металлогидридные аккумуляторы менее ядовиты для окружающей среды, чем никель-кадмиевые.

В зависимости от типа кремния для фотогальванических батарей выделяют:

Монокристаллические модули. Они получаются методом литья частиц кремния высокой чистоты. В итоге получается темно-синий или черный однородный монокристалл, который нарезают на пластины нужного размера. Модуль вставляется в алюминиевую раму, накрывается противоударным стеклом. Монокристаллы дороже, но более эффективны в пересчете на 1 Вт мощности. Обладают самым высоким КПД (22%) и сроком службы.
Мультикристаллические модули. Состоят из случайно собранных монокристаллов кремния, легируется фосфором и бором.
Поликристаллические модули. Представляет собой объединение отдельно взятых кристаллов кремния, имеющих различную форму и ориентацию. Изготавливается методом охлаждения горячего расплава кремния. Имеет голубой и светло-синий цвет. Самые недорогие, но КПД ниже (15-18%). Срок службы меньше, требуется большая площадь батарей.

Кроме описанных кремниевых панелей применяют другие полупроводниковые соединения в виде тонких пленок: CIGS (материал из меди, индия, галлия и селена), теллурид кадмия, аморфный кремний. Тонкопленочная технология дешевле, больше подходит для работы с рассеянным излучением. Таким батареям не нужен прямой солнечный свет. Однако для выработки одинаковой мощности площадь тонкопленочных батарей в 2-3 раза превышает площадь кремниевых. Их КПД самый низкий (6-15%).

Тонкопленочные панели из аморфного кремния

Тонкопленочные панели из теллурида

Уличные светильники на солнечных батареях: виды, обзор и сравнение производителей

Тонкопленочные панели из CIGS

По внешнему виду различают:

настенные фонари (стоит внимательно отнестись к месту их расположения: оно должно быть с прямыми солнечными лучами);
подвесные;
уличные фонари на столбах;
парковые светильники (характеризуются панелями больших размеров для подсветки в течение нескольких дней);
наземные (газонные) светильники на невысокой ножке (характеризуются красивым внешним видом, мобильностью);
декоративные фонари для украшения пространств;
фонтанные светильники для освещения водоемов (имеют высокий уровень влагозащиты, антикоррозионные свойства).

Основные характеристики садовых солнечных фонарей

Солнечные светильники можно объединить в три группы по следующим характеристикам:

Особенности дизайна и конструкции. Они в свою очередь разделяются на:болларды. Они выполнены в виде столбиков и являются эффектным элементом в садовом дизайне;

встраиваемые в ступени лестницы;
используемые для подсветки водоемов. Такие светильники погружаются в воду;
используемые в декоративном оформлении цветников и клумб

Днем светильники сливаются с растениями, а с наступлением темноты акцентируют внимание на цветочных композициях;
используемые для подсветки отдельно стоящих деревьев. Ствол дерева, охваченный в сумраке направленным лучом света, будет выглядеть очень эффектно и необычно.

Качественные характеристики

Фотоэлемент, используемый в солнечных светильниках, изготавливается из кремния, а точнее из его модификаций. Традиционно используется поликристаллический кремний. Он по качеству значительно уступает монокристаллическому кремнию, т. к. эта модификация химического элемента при первом контакте с воздушной средой покрывается оксидной пленкой. Она защищает фотоэлемент от воздействия окружающей среды.

Поверхность стекла:гладкое стекло отражает большую частьпрямого света и примерно половинурассеянных лучей;
структурированное стекла собирает диффузно рассеянное излучение;
закаленное стекло обладает наилучшими качествами.

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.

Как можно организовать уличное освещение на солнечных батареях

Освещение на улице — сложная система и делится она на несколько составляющих:

Охранное освещение, которое должно работать всегда, так как от него зависит безопасность. Как правило, это ограда, калитка/ворота, иногда — участок перед домом.
Дежурное освещение — включается периодически, при необходимости. Например, подъездная дорожка должна освещаться, когда по ней едет машина или идет человек; баня — если в ней кто-то парится; сарай, к которому надо подойти в темное время суток.
Декоративное. Подсветка декоративных элементов, кустов, деревьев, фрагментов здания. Работает обычно вечером, на ночь отключается.
Функциональное. Чаще всего — это подсветка основных дорожек (от калитки- к дому, от дома — к гаражу и т.п.). Режим работы может быть — с вечера до утра, а может — только вечером и по мере необходимости (при позднем возвращении домой).

Не обязательно все части есть в любом уличном освещении частного дома, но все они могут быть. Большая часть этой системы, или даже вся она, может быть переведена на питание от солнечных батарей. Причем уличное освещение на солнечных батареях можно сделать двумя способами:

Первый — устанавливать светильники и фонари с собственными вмонтированными батареями. Этот способ не требует больших затрат, но надежность его невелика. Каждый такой светильник снабжен собственной небольшой солнечной панелью и аккумулятором, который запасает энергию на протяжении светового дня. Мощность батареи и емкость аккумулятора малы. При нормальном заряде запаса энергии хватает на 10-14 часов работы, а в непогоду — как повезет. Может хватит на час работы. Потому такая система освещения от солнца может быть использована на не очень важных участках. Например, их можно ставить для декоративной подсветки участка, сада, огорода.
Второй способ организации уличного освещения на солнечных батареях — это целая система. Потребуются солнечные батареи определенной емкости, к ним — аккумулятор, который запасет электроэнергию на период пасмурной погоды. Чтобы аккумуляторы не выходили из строя при превышении количества энергии в солнечные дни, нужен контроллер заряда аккумулятора. Все это — недешевые устройства. Зато, при правильном расчете, освещение участка от солнечных батарей будет гарантированным.

Выгодно ли использовать солнечные батареи для освещения участка? Ответ можно дать только в каждом конкретном случае. Эффективность гелиосистем очень сильно зависит от региона и количества солнечных дней. А экономическая выгода (окупаемость) — от тарифов на электроэнергию.

Плюсы и минусы

Замысел создать независимую от сетевых источников систему наружного освещения, которое будет само обеспечивать себя электроэнергией, привлекателен и весьма заманчив. Возникает комплекс осветительных приборов, созданный на совершенно иных принципах и создающий новые возможности.

Поскольку соединения с линией электропитания у светильников не имеется, отпадает необходимость в привязке к одному месту. Фонари можно перемещать по мере необходимости, временно устанавливая то в одном, то в другом месте. Значительно упрощается прокладка линий освещения, исчезает необходимость в проведении земляных работ, отпадает потребность в большом количестве дорогостоящего кабеля.

Однако, рассматривая автономную систему освещения, нельзя видеть только положительные стороны от ее использования. Необходимо учесть, что каждый светильник должен обладать собственным комплектом солнечных батарей и накопительной емкостью, позволяющей лампе работать на протяжении всего темного времени суток. Чем оно длительнее, тем мощнее должны быть аккумуляторы и больше площадь фотоэлементов, что усложняет конструкцию и делает ее значительно дороже. В результате может получиться ситуация, когда создание автономной системы окажется значительно дороже, чем монтаж стационарной линии.

Назначение

Автономное освещение на солнечных батареях предназначено для обеспечения нормальной видимости на улицах города или на участках частных домов в темное время суток. В отличие от стационарных фонарей, уличные фонари на солнечных батареях для освещения улиц требуют определенного времени на зарядку аккумуляторов, которая производится в светлое время суток. Как правило, освещение в такие часы не требуется, поэтому оборудование имеет возможность восстановить истраченный за ночь запас энергии.

Подобное освещение можно сделать при помощи обычных светильников и протянутого между ими кабеля или установив светильники на солнечных батареях

Достоинства

Почему частично? Потому что наиболее «ответственные» зоны (ворота, парковка, входные двери) придется освещать стационарно — так надежнее. Зато на остальной площади можно поставить светильники на солнечных батареях. Они имеют целый ряд преимуществ.

Светильники на солнечных батареях обычно автономны, их не надо никуда подключать. Их устанавливают/развешивают в нужных местах, на этом монтаж закончен, они готовы к работе.
Включаются/выключаются они сами, от встроенных датчиков.
Простота монтажа и безопасность — два больших плюса
Требуют минимального ухода — надо периодически протирать фотоэлементы и плафон светильника от пыли и грязи.
Имеют длительный срок службы — от 10 лет и более (при надлежащем качестве).
Не наносят вреда окружающей среде и абсолютно безопасны, так как работают от низкого напряжения, которое не опасно для человека.
Если уличное освещение на солнечных батареях сделано на даче, его консервация на зиму и установка занимает совсем немного времени. Надо просто собрать светильники перед отъездом и расставить по приезде.

Недостатки

Как видите, плюсов немало, главный из которых — экономия электроэнергии и очень простой монтаж/демонтаж. Но и минусы есть:

Садовые и уличные светильники на солнечных батареях свет дают обычно не очень яркий. Использовать их в качестве охранного освещения не получится. Вернее, есть мощные модели, которые применяют даже для освещения автотрасс, но их стоимость совсем негуманная, из-за чего использование их на частных подворьях очень ограничено.
Уличное освещение на солнечных батареях обычно не очень яркое
Количество часов работы в ночное время зависит от погоды: при пасмурной дождливой погоде светильники «запасают» слишком мало энергии. Иногда ее хватает лишь на несколько часов, а не на всю ночь.
Надежные светильники на солнечных батареях стоят дорого, зато работают надежнее и дольше.
Солнечные панели имеют ограниченный диапазон эксплуатационных температур. Они плохо переносят сильные морозы и сильную жару. Потому использоваться оптимально могут на территориях с умеренным климатом.

Как видите, вариант не идеальный, но действительно помогает экономить на электричестве, ведь штатное освещение ответственных зон — это далеко не половина расходов на общее освещение двора и сада.

Общие характеристики и доступность приобретения

Оборудование не наносит вреда окружающей среде и обеспечивает стабильное питание без скачков напряжения. И, главное, поставляет бесплатную энергию: за которую не приходят коммунальные счета.

Внешний вид солнечных панелей мало изменился, после их изобретения, чего не скажешь о внутренней «начинке»

Солнечная модуль преобразовывает свет в электрическую энергию, генерируя постоянный ток. Площадь панелей может достигать нескольких метров. Когда необходимо увеличить мощность системы, увеличивают количество модулей. Их эффективность зависит от интенсивности солнечного света и угла падения лучей: от местоположения, сезона, климатических условий и времени суток. Чтобы грамотно учитывать все эти нюансы, монтаж должны выполнять профессионалы.

Виды модулей:

Монокристаллические.

Состоят из силиконовых ячеек, преобразующих солнечную энергию. Отличаются компактными размерами. По своей производительности это до недавнего времени самая эффективная (КПД до 22 %) солнечная батарея для дома. Комплект (цена его одна из дорогостоящих) обойдется от 100 тыс. рублей.

Поликристаллические.

В них используется поликристаллический кремний. Они не так эффективны (эффективность до 18%), как монокристаллические фотоэлементы. Зато их стоимость существенно ниже, поэтому они доступны широким слоям населения.

Аморфные.

Имеют тонкопленочные фотоэлементы на основе кремния. Уступают моно и поликристаллам по выработке энергии, но и стоят дешевле. Их преимуществом является способность функционировать при рассеянном и даже слабом освещении.

Гетероструктурные.

Современные и наиболее эффективные на сегодняшний день солнечные модули, обладающие КПД 22-25% (на протяжении всего срока службы!). Эффективно работают как в облачную погоду, так и при высоких температурах).

В России единственным производителем модулей по этой технологии является компания «Хевел», которая входит в пятерку мировых производителей, выпускающих гетероструктурные солнечные модули.

НТЦ компании в 2016 году запатентовал собственную технологию создания гетероструктурных модулей и сейчас её активно развивает.

Гетероструктурные солнечные панели «Хевел»

Инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.
Аккумуляторная батарея. Она не только накапливает энергию, но и нивелирует перепады напряжения, когда меняется уровень освещенности.
Контроллер зарядного напряжения аккумулятора, режима зарядки, температуры и других параметров.

В магазинах можно приобрести как отдельные компоненты, так и целые системы. При этом мощность устройств определяется исходя из конкретных потребностей.

Плюсы и минусы приборов на солнечных батареях

Как и любые устройства, солярная светотехника имеет свои преимущества и недостатки, о которых лучше узнать заранее.

Достоинства аккумуляторных светильников

Главным плюсом подобных устройств является их экономичность: поскольку для функционирования изделий не требуется электричество, газ, керосин или иные источники энергии, расходы на освещение значительно снижаются.

Средства, затраченные на покупку солнечных фонарей, можно быстро вернуть за счет экономии на регулярных платежах за электричество

Помимо этого, к числу достоинств такой светотехники можно отнести:

Экологичность. Применение солнечной энергии позволяет сократить расходование невозобновляемых природных ресурсов (природного газа, нефти, угля). К тому же осветительные приборы на солярных батареях не выделяют вредных веществ и не наносят вреда атмосфере Земли.
Удобный монтаж. Благодаря автономной работе солнечные светильники не требуют подключения к проводам, установки кабеля, подсоединения к сети. Это обеспечивает комфортную эксплуатацию устройств, исключая аварийные ситуации, которые часто возникают из-за обрывов проводов.
Мобильность. Фонари можно свободно перемещать внутри границ дачного участка или за его пределами.
Полную безопасность в работе. Светильники, работающие от солнечных аккумуляторов, можно трогать, не опасаясь удара электротоком.
Автоматический режим работы. Приборы не нуждаются в принудительном включении и выключении: при помощи контроллера свет зажигается сразу же с наступлением темноты и гаснет при появлении солнца.
Большой выбор. Ассортимент осветительных устройств чрезвычайно велик. В продаже можно найти разнообразные модели, различающиеся по мощности, размерам, форме, дизайну, цвету.

Однако у подобной светотехники есть и свои минусы.

Недостатки осветительных приборов

К числу слабых мест подобных конструкций относится:

Зависимость от активности солнца. Короткий световой день осенью либо зимой, а также пасмурная погода могут помещать фонарям добрать нужное количество солнечного света, из-за чего их заряда хватит лишь на небольшой срок (4-5 часов).
Сложность ремонта. Аккумуляторы светильников не подлежат починке, из-за чего неисправные приборы чаще всего требуют замены.

Несмотря на то, что некоторые модели рассчитаны на работу в температурном промежутке от -50 до +50о С, зимой часто возможны сбои в работе аккумуляторов, собирающих и хранящих вырабатываемую гелиоустройствами энергию.

Классификация уличных светильников на солнечных батареях

Фонари на солнечных панелях могут использоваться для освещения любых уголков сада и двора самых разных стилей. Современные производители предлагают широкий выбор изделий, которые способны удовлетворить запросы всех потенциальных покупателей. Это как обычные простые модели, так и необычные скульптурные композиции на ножках.

Из всего многообразия светильников на солнечных панелях можно их классифицировать в зависимости от функционального предназначения следующим образом:

болларды — строгие фонари в виде столбиков, предназначенные для осветления дорожек и лужаек;

Надёжное крепление предотвратит кражу светильника

настенные или подвесные светильники, которые крепятся на столбы, заборы или стены любого строения;
встроенные светильники, применяющиеся для декора лестниц и площадок с твердым покрытием;
плавающие осветительные приборы для пруда, фонтана или бассейна;
подводные фонарики для водоемов;
светильники для декора цветочных клумб, сделанные из прозрачного материала, что обеспечивает их незаметность в дневное время суток;
декоративные фонари, выполнение в виде животных или сказочных персонажей.

Такая классификация осветительных приборов для сада помогает сориентироваться в разнообразии моделей и помогает легче сделать выбор. Но данное разделение условно, поскольку садовый фонарь на солнечных батареях одной модификации может применяться в разных целях.

При снижении температуры светодиодные светильники светят ярче, чем лампы накаливания, которые в условиях холода работают менее эффективно

Также уличные светильники можно разделить на следующие типы:

газонные;
парковые;
настенные.

Наиболее распространенными являются настенные фонари. Они используются в качестве освещения сада, а также применяются в парках и скверах. При этом такой фонарь может быть размещен в любом месте, куда попадают лучи солнца. Такие осветительные приборы способны излучать свет в течение 10 часов.

Парковые осветительные модели изготовлены из нержавеющей стали. Срок службы таких фонарей отличается долговечностью. Кроме того, такой светильник на солнечной батарее может отлично работать даже в хмурую погоду несколько дней подряд.

При выборе светильников с фотоэлементами важно учесть область их применения

Газонные фонари имеют маленький размер. В этих изделиях в качестве светового элемента используются светодиоды. Форма изделий может быть любая, они всегда выглядят оригинально и модно. Используются газонные светильники в качестве декора для предметов: