Солнечный светильник

Солнечный светильник – это техническое устройство, используемое для получения света, в котором источником электрической энергии, служит солнечная батарея.

Устройство и принцип работы

Принцип работы основан на получении электрического тока в фотоэлементах солнечной батареи, установленной в корпусе светильника.

Работа солнечной батареи осуществляется следующим образом:

• Под воздействием солнечной энергии на панель, происходит следующее:

1. в верхнем слое, образование дополнительных отрицательно заряженных электронов;
2. в нижнем слое – образование «дырок», что обусловлено недостатком отрицательно заряженных частиц;

• На границе слоев фотоэлемента, который изготавливается из кремния с добавлением фосфора (верхний слой) и бора (нижний слой), образуется «p — n переход», обуславливающий «p – n проводимость» устройства и соответственно разность потенциалов.
• Под воздействием электрического поля, существующего в «p — n переходе», происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц, которые начинают движение. Положительно заряженные частицы движутся в верхний слой, отрицательно заряженные – в нижний.
• Образуется разность потенциалов и при подключении нагрузки – в цепи протекает электрический ток.

Для того, чтобы солнечный светильник мог работать и излучать свет, в его конструкцию, кроме солнечной батареи, входят следующие элементы:

• Аккумуляторная батарея, служит накопителем электрической энергии и является источником питания светильника в процессе его работы;
• Источник света – светодиодная лампа или иная энергосберегающая лампа малой мощности, способная работать на постоянном токе и малом напряжении цепи питания;
• Преобразователь напряжения – электронное устройство, контроллер, обеспечивающий повышение и преобразование напряжения, выдаваемого накопителем электрической энергии;
• Элементы системы автоматики – датчики движения и освещенности.
• Корпус светильника – определяет способ установки и монтажа устройства, его назначение и общую конструкцию.

Для сада

При разработке ландшафтного дизайна участка, создания дополнительного освещения сада, садовых дорожек и зон отдыха, широко используются источники света, в конструкции которых входит солнечная батарея, что обусловлено достоинствами таких устройств, это:

1. Возможность создания автономной системы освещения, без прокладки кабелей и проводов.
2. Безопасность устройств по воздействию на человека и окружающую среду.
3. Мобильность, позволяющая выполнить перестановку в любую точку сада (участка), в зависимости от желания пользователя.
4. Использование устройств позволяет экономить потребление электрической энергии от ее традиционных поставщиков (предприятия электрических сетей, службы энергосбыт).
5. Большой выбор источников света (ламп, светодиодов), позволяет подобрать светильник по требуемой мощности и световому потоку.
6. Разнообразие конструкций, различающих по способу установки, цвету и дизайну, позволяет воплотить в жизнь разнообразные замыслы по оформлению ландшафтного дизайна.

Наиболее широкое распространение, при освещении сада, получили светильники:

• Устанавливаемые на стене или иной конструкции. При таком варианте установки, источники света служат для подсветки архитектурных форм и сооружений, освещают придомовое пространство.
• Парковые светильники – устанавливаются на различных конструкциях, могут быть выполнены в настенном и подвесном исполнении, устанавливаться на столбы и опоры. Используются для освещения территории парков и садов.
• Газонные светильники – могут быть выполнены в виде «светильник на ножке», во встраиваемом виде, когда монтаж выполняется непосредственно в поверхность садовой дорожки или газона.

Солнечный светильник с выносной солнечной панелью

Конструктивной особенностью некоторых моделей, вне зависимости от способа их установки, может быть оснащение их выносной солнечной панелью.
В этом случае появляется возможность увеличить площадь приемной плоскости солнечной батареи, соответственно увеличиться ее мощность и способность поглощать солнечный свет.

Подобные конструкции, широко используются при устройстве освещения парков и иных территорий, где есть необходимость в значительной освещенности, а также при устройстве настенной подсветки элементов строений.

Конструктивно, настенный солнечный светильник, с выносной панелью, выглядит следующим образом:

Для улицы

При создании системы наружного освещения улиц, также широко используются светильники, в которых источником электрической энергии служат солнечные лучи.
Принцип работы таких устройств, ничем не отличается от принципа работы светильников, используемых для освещения сада и придомовой территории. Единственное отличие – это мощность устройства, позволяющая освещать значительные пространства.

Уличные светильники монтируются на специальных опорах, которые в свою очередь устанавливаются на фундаменты (изготовленные из металла и пластика) или непосредственно в грунт (железобетонные) с последующим укреплением.

Конструктивно, это выглядит следующим образом:

Для дома

Для освещения придомовой территории, обычно используются настенные светильники. На отечественном рынке представлен широкий ассортимент подобных устройств, поэтому всегда есть возможность выбрать нужную модель, удовлетворяющую предъявляемым к ней требованиям.

Корпус таких моделей может быть разнообразной формы и расцветки, а стекло (плафон) изготавливается из трех видов стекала, это: закаленное, структурированное и гладкое стекло.
Кроме этого, для освещения дома, солнечные светильники можно использовать для подсветки внутренних элементов (лестниц, коридоров и т. д.), встраиваемые в данные строительные конструкции. В этом случае, необходимо применять модели с выносной солнечной панелью.

С датчиком движения

Некоторые модели солнечных светильников оборудуются различными датчиками, позволяющими осуществлять работу в автоматическом режиме.

При установке датчика движения светильник работает в следующей последовательности:

1. В дневное время, как в любой другой модели подобных устройств (с датчиком или без него), осуществляется зарядка аккумуляторной батареи.
2. В состоянии покоя, нормальном режиме, цепь питания светодиодов разомкнута, светильник выключен.
3. Когда в зону охвата датчика попадает движущийся предмет, датчик дает команду и электронное устройство (контроллер) замыкает цепь питания светодиодов, светильник зажигается.
4. При выходе движущегося объекта из зоны действия датчика, цепь размыкается, светильник гаснет.

Для того, чтобы исключить включение подобных систем в работу в дневное время, светильники оборудуются фотореле, которое размыкает цепь включения светодиодов при достаточном уровне освещенности. Уровень освещенности может выставляться, в зависимости от потребности, или быть отключен полностью.

Некоторые модели светильников устроены так, что в нормальном режиме, в темное время суток, работают не на полную мощность, а полное включение осуществляется лишь при появлении в зоне деятельности датчика движения какого-либо движущегося объекта.

Как выбрать правильно

Для того, чтобы правильно выбрать солнечный светильник необходимо следовать критериями выбора, которыми являются:

• Мощность светильника — зависит от количества светодиодов и соответственно характеризуется яркостью излучаемого света.
• Способность работать на одной зарядке – зависит от емкости и напряжения аккумулятора.
• Степень защиты– характеризует способность устройства к воздействию атмосферных явлений (вода, пыль, температура воздуха).
• Конструкция и способ монтажа – определяют место установки и предназначение светильника.

Делаем своими руками

Имея начальные знания в электротехнике, а также умея работать с паяльником, можно изготовить солнечный светильник самостоятельно. В этом случае корпус может быть любым, все зависит от наличия материалов и фантазии изготовителя, а вот комплектующие, придется приобрести.

В соответствии со схемой, приведенной ниже, для изготовления подобного светильника потребуется:

1. Резисторы, сопротивлением 47,0 – 56,0 Ом;
2. Диод марки КД243А или 1N4001/7/ 1N4148;
3. Транзистор КТ361Г или 2N3906;
4. Печатная плата, которую необходимо изготовить самостоятельно;
5. Светодиоды, суммарной мощностью до 3,0 Вт;
6. Аккумулятор, емкостью 1500 мА*час и напряжением 3,7 В.
7. Солнечная батарея, мощностью 2,0 Вт и напряжением 5,5 В.

Для работы светильника в автоматическом режиме, можно в схему установить фотореле, а для полного отключения устройства, общий выключатель, удовлетворяющий характеристикам по току устройства и размерам выбранного корпуса.

Из приобретенных комплектующих, на изготовленной монтажной плате (можно и без нее) собирается электрическая схема. Все элементы помещаются в корпус, с таким расчетом, чтобы солнечные лучи имели возможность максимально возможное время освещать солнечную панель, а светодиоды освещали именно заданную плоскость поверхности.

https://alter220.ru/solnce/solnechnyj-svetilnik.html