Садовый фонарик на солнечной батарее

Сегодня на садовых участках все встречаются фонари или светильники, которые работают на солнечных батареях. Садоводы смело применяют их в ландшафтном дизайне и в виде дополнительного освещения отдельных участков сада. Солнечные светильники целесообразно применять в тех ситуациях, когда нет возможности провести электрическое освещение или его обустройство экономически невыгодно.

Как устроены фонари на солнечных батареях?

В солнечных светильниках можно выделить следующие элементы:

батарея-накопитель;

светодиод-полупроводник, который излучает видимый свет, когда по нему проходит электрический ток;
электрический аккумулятор;
датчик освещенности;
микросхема (микропроцессор или транзистор) — управляет свечением светодиода в зависимости от силы напряжения и отключает его при разрядке батареи до определенного уровня;
фотоэлемент — включает светильник и преобразует энергию света в электрическую энергию.

Солнечная батарея под воздействием ультрафиолета вырабатывает электрический ток и заряжает им аккумулятор, который в свою очередь в темное время суток питает светодиод.

При полном заряде аккумулятора солнечные фонари работают 8 часов. Причем работа светильника не зависит от погодных условий, потому что ультрафиолет проникает сквозь облака. Только поздней осенью аккумулятор фонаря не может зарядиться полностью. Это связано с тем, что световой день становится короче. Даже в таких условиях светильники будут работать, правда, немного меньше.

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 часть прямого света и примерно половину рассеянных лучей;
- структурированное стекла собирает диффузно рассеянное излучение;
- закаленное стекло обладает наилучшими качествами.

Преимущества садовых светильников на солнечных батареях

автономность — каждый фонарь быть установлен в любом месте на садовом участке;
экологичность;
экономичность — не расходуют электроэнергию;
простота в установке;
надежность — аккумуляторы защищены от попадания внутрь грязи, влаги и пыли, поэтому их можно устанавливать возле водоема и в дальних частях сада;
разнообразие форм и стилей выполнения позволяет использовать садовые фонари в качестве украшения участка;
не требуется приобретение дополнительного оборудования или комплектующих;
долгий срок службы.

Недостатки садовых солнечных светильников:

требуется убирать на зиму, т. к. у них не защищен аккумулятор от низких температур (исключение составляют садовые фонари);
светильник во время зарядки желательно устанавливать таким образом, чтобы на него падал прямой солнечный свет;
больше подходят для декоративного освещения;
светильники достаточно дорого стоят.

Установка и эксплуатация садовых солнечных фонарей

Установка садовых фонарей очень проста. Для установки на ровной поверхности необходимо использовать светильники со специальной ножкой. Если у фонаря ножка выполнена в виде колышка, то его втыкают в землю. В твердой почве предварительно надо выкопать углубление, затем поместить в него фонарь и аккуратно утрамбовать землю со всех сторон. Нельзя использовать молоток и грубую силу. Светильник от этого сломается.

С помощью солнечных фонарей можно выделить:

садовые дорожки;
особенности рельефа;
ступеньки на лестнице;
зону отдыха (например, беседку, детскую площадку);
водоемы;
клумбы и цветники, деревья и кустарники, композиции из растений;
альпийскую горку;
подъездную аллею.

Уход за светильниками заключается в том, чтобы периодически вытирать с них пыль, удалять грязь и убирать на зиму в дом. Несмотря на то, что солнечные светильники очень надежны, может возникнуть необходимость их починки. Сначала требуется проверить уровень заряда солнечной батареи и только потом включать. Если лампочка не включается, необходимо проверить на исправность аккумулятор. Для этого следует зайти в затемненное помещение и проверить места пайки. При обнаружении поврежденного проводка его нужно припаять, используя холодную сварку. Если результаты ремонта отсутствуют или они незначительны, необходимо произвести замену солнечной батареи.

Садовые светильники на солнечных батареях могут стать прекрасной альтернативой электрического освещения в отдаленных участках сада. Разнообразие форм, цветов, размеров позволяет использовать их в ландшафтном дизайне. Выполненные в виде фигур гномов или животных они превосходно дополнят альпийскую горку. В темное время суток такие фонари не только акцентируют внимание на красивых уголках сада. Подсветив ступеньки, можно подниматься или спускаться по лестнице, не опасаясь падения. Фонари можно расставлять группами или хаотично. Какой способ выбрать — зависит только от предпочтений владельца участка.

Источник: nashgazon.com

Кроме очевидных моментов, таких как внешний вид изделия, аккуратность сборки, прочность материалов, длительность работы от одного заряда и прочего, следует обратить внимание на особенности светильника, исходя из эксплуатационных требований к нему.

Степень защиты

Прежде всего, обратите внимание на степень защиты, а именно на маркировку IPXX, где первая цифра обозначает степень защиты от проникновения твёрдых предметов, в том числе пыли, а вторая – от проникновения влаги.
забывайте, что садовые фонари будут эксплуатироваться в достаточно экстремальных условиях, поэтому защита внутренней начинки фонаря должна быть на должно уровне. Обычно светильники для наружного применения имеют минимальную степень защиты IP44. Это значит, что изделие защищено от попадания внутрь посторонних предметов, имеющих диаметр около 1 мм, а также брызг воды со всех сторон. От пыли и сильного ливня изделие, как вы понимаете, не защищено.

Таблицы расшифровки степени защиты (IP) в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254)

Тип накопителя

В большинстве случаев садовые фонари оснащают никель-кадмиевым (NiCd) или никель-металл-гидридными (Ni-MH) аккумуляторными батарейками типа АА. Второй тип аккумулятор предпочтительней, так как имеет в среднем в 2 раза большую ёмкость (NiCd: 500-900 мАч, Ni-MH: 1000-2000 мАч), более экологичный и надёжный (выдерживают экстремальные температуры, не имеют эффекта памяти и т.д.). Стоит отметить, что сейчас большинство производителей уличных фонарей на солнечных батареях оснащают свои изделия именно Ni-MH аккумуляторами. Даже если вам попались светильниками с NiCd на борту, берите их смело, если они устраивают вас по остальным параметром, ведь батарейки всегда можно будет заменить на свои.

Тип фотоэлемента солнечной панели

Если есть возможность, обратите внимание на вид используемых фотоэлементов солнечной батареи. Даже не вид или тип, а подвид, так как в большинстве случаев садовые светильники оснащают кремниевыми кристаллическими фотомодулями. Кремний, в свою очередь, может имеют разную структуру, что подразделяет фотоэлементы из кремния на монокристаллические, поликристаллические и элементы из аморфного кремния. Наивысший КПД у монокристаллического кремния и составляет 15-20%, чуть меньше у поликристаллического – 10-14%, меньше всего у аморфного кремния – всего 5-6%. Также элементы имеют свойство деградировать, то есть терять мощность с годами. Аморфный кремний подвержен деградации больше остальных, поэтому старайтесь избегать панелей из этого материала.

Также следует обратить внимание на тип включателя. В большинстве случаев фонари оснащаются фотореле, которое включает свет только тогда, когда на улице потемнело. Такие фонари рассчитаны на то, чтобы гореть всю ночь и освещать, к примеру, дорожки на вашем участке. Есть также светильники, оснащенные датчиками движения – они идеально подходят для подсветки ступеней, дверей и т.д. Такие фонари экономней потребляют энергию, светят только тогда, когда это нужно, а также могут выполнять охранную функцию.

Источник: inbyli.ru

Комплектация и принцип работы солнечных светильников ↑

Источником света в такой модели является светодиодная лампа, элементом питания – солнечная батарейка. Она преобразует энергию солнца в электрическую. Днем аккумулятор заряжается, а при наступлении сумерек питает лампу и освещает территорию. Если было солнечно, зарядки хватает на 10 часов, при пасмурной погоде время сокращается практически вдвое.

Важно! Аккумуляторы светильников, установленных в тени, могут полностью не зарядиться.

Набор комплектующих у всех моделей схож:

светочувствительный элемент,
накопительный аккумулятор,
солнечная батарея,
светодиодная матрица,
крепежи.

Преимущества освещения солнечной энергией ↑

Это настоящая находка для экономных людей, которые проводят освещение только по необходимости, стараясь свести к минимуму оплату за электроэнергию и расходы на монтаж линии. С фонарями на солнечных батареях об этом можно не беспокоиться. Преимущества такого освещения неоспоримы.

Расходы придется понести только на приобретение светильников, а электроэнергия для их работы совершенно не нужна.
Исключается необходимость прокладки кабеля, автоматически освобождая от проблем, связанных с покупкой необходимых материалов, рытья траншеи и оплаты услуг электрика.
Не надо менять лампочки.
Монтаж очень прост. Фонари просто углубляются в землю острым наконечником. Их можно перенести в любое место для удобства или экспериментов с декоративным освещением, убрать в дом перед длительным отсутствием.
Уход состоит только в очищении влажной мягкой салфеткой.
Изделия не теряют внешний вид и функциональные характеристики, находясь на под открытым небом.
Создают оригинальный ландшафтный дизайн.

Разные варианты цен позволяют приобрести нужные модели в определенном количестве.

Виды садовых фонарей ↑

Садовые фонари на солнечных батареях бывают разных размеров и конфигураций.

Высотой до 2,5 м устанавливаются в землю для освещения дорожек, беседок, скамеек и других зон отдыха. Такую же функцию выполняют светильники, расположенные у земли. Фонари можно зацементировать и не убирать с участка, тогда они будут освещать дорогу по приезду в темное время суток.
Альтернативой им выступают настенные модели. Из названия легко определить, что местом крепления является забор, столб, стена дома или другой постройки.
Светильники в виде столбиков и боллард служат для освещения дорожек и украшения участка. Выглядят очень эффектно.
Встроенные модели чаще всего применяются для лестниц. Это может быть как сооружение, ведущее к дому, так и к другим строениям функционального и декоративного назначения.

Подводные фонари подсвечивают бассейн, фонтан, пруд. Монтируются до наполнения емкости водой.

Водонепроницаемые светильники, устанавливаемые на воде, могут быть в форме шара, лилии, сказочного персонажа. Картина становится еще краше при легком дуновении ветерка, который приводит фонари в движение.

Для клумб и газонов стоит выбрать модели в виде цветов, бабочек, гномиков и зверюшек. Днем они могут быть практически незаметными, а вечером становятся украшением ландшафтного дизайна.

Гирлянды используются для подсвечивания деревьев и кустарников, могут крепиться и под крышей дома, беседки, на веранде и террасе.

Это интересно! Если батарею расположить на окне с солнечной стороны, а гирлянду – внутри комнаты у зеркала, снаружи она выглядит как работающий телевизор, поэтому вполне может отпугнуть злоумышленников.

Праздничное настроение создают фонари с цветными светодиодами. Для ежедневного освещения их использовать не обязательно, а вот для торжества будут очень кстати.

Любые модели могут быть дополнены датчиками движения (их удобно устанавливать вдоль дорожек и в месте парковки автомобиля) или прибором, который держит батарею в режиме заряда днем, а при наступлении сумерек переключает ее для освещения.

Отличительные черты садовых фонарей ↑

Большой ассортимент товаров позволяет сделать выбор для освещения любого участка. Хозяину необходимо лишь выделить для себя наиболее приоритетные качества.

По материалу изготовления ↑

Корпуса ламп изготавливаются из пластика, металла и дерева. Специальная обработка позволяет долго сохранять первоначальные свойства. Для металла это порошкообразная краска, для дерева – покрытие против гниения, рассыхания и грызунов. Ну а пластик в дополнительной обработке не нуждается.

Для изготовления плафонов применяется стекло разной структуры:

Гладкое имеет максимальную пропускную способность.
Рефлекторное не отражает прямые солнечные лучи. Уличные фонари на солнечных батареях с таким стеклом идеальны для пасмурной погоды.
Закаленное – самое надежное. Причем, разница в цене составляет всего 5-10%.

По виду аккумуляторов ↑

Никель-кадмиевый.
Никель-металлогидридный. Такие модели дороже. Но их использование в конечном счете становится экономически выгодным, потому что они имеют длительный срок службы.

По виду кремния для фотоэлектронных элементов модулей ↑

Поликристаллический используется для изготовления самых дешевых батареек. Уже на второй сезон они могут работать только 4-5 часов.
Мультикристаллические несколько практичнее. При правильной эксплуатации служат несколько лет.
Монокристаллические солнечные батарейки для уличных фонарей являются самыми надежными. Они покрываются защитной оксидной пленкой, не препятствующей рассеиванию света. Обладают повышенной стойкостью к химическим и климатическим воздействиям, но бюджетным этот вариант назвать нельзя.

Важные нюансы при выборе ↑

Ввиду большого спроса на изделия, питаемые солнечной энергией, количество производителей растет в геометрической прогрессии. Только вот качество иногда не отвечает даже минимальным требованиям. Поэтому при покупке стоит обратить внимание на упаковку. На ней должны быть указаны следующие характеристики.

Вид светильника.
Мощность и количество светодиодных ламп. Чем выше показатель, тем большую площадь освещает фонарь. В нем может быть установлено 10-15 ламп.
Время работы при условии полной зарядки батареи.

Это интересно!

Чем больше площадь батареи, тем интенсивнее отдача солнечной энергии.

Уход за светильниками ↑

Освещение на загородном участке выполняет несколько функций: исключает травматизм из-за передвижения в темноте, снижает риск проникновения злоумышленников, украшает ландшафтный дизайн. И после оборудования участка хочется, чтобы приборы служили как можно дольше.

Для поступления в батарею большего количества света надо периодически протирать поверхность фонаря влажной мягкой салфеткой, чтобы не повредить защитную пленку.

Самой простой неисправностью является плохая взаимосвязь аккумуляторной батареи и контейнера питания. Это происходит по причине окисления частиц в местах соединения. В этом случае надо разобрать светильник и зачистить контакты контейнера питания и полюса аккумулятора.

Множество вариантов садовых фонарей позволяет красиво оформить ландшафтный дизайн. И предметы, растения, которые при дневном свете не имеют большой эстетической ценности, в ночное время создают впечатление сказочного городка или замка. Фонари на солнечных батареях можно использовать и для освещения внутри дома. Заряжаются они, находясь на улице или подоконнике.

Источник: strmnt.com

Устройство и принцип работы

Для того чтобы понять принцип работы рассматриваемого оборудования, необходимо разобраться со схемой садового светильника на солнечных батареях. Составными элементами данного устройства являются:

блок освещения (светодиод, как правило);
преобразователь энергии;
устройство, осуществляющее контроль включения и отключения;
аккумулятор;
крепеж.

Сам светильник состоит из корпуса, в котором находится светодиод. Рядом расположены контрольная плата и аккумулятор. Над ними находится фоторезистор, солнечная панель и защитное стекло.

Днем при солнечной погоде преобразователь аккумулирует солнечную энергию и преобразует ее в электрическую, которая поступает в аккумулятор. Данная энергия и позволяет функционировать садовому фонарю в темное время суток.

Более дорогие модели данных устройств имеют контроллер движений, который автоматически включает светильник при приближении человека.

В устройство садового светильника на солнечных батареях входят транзистор или микросхема, выполняющие функцию датчика, с помощью которых светодиод отключается при полном разряде батареи либо может уменьшать яркость освещения в случае потери части заряда.

Основные характеристики

Качество подобного устройства определяется применяемым кремнием. В недорогих светильниках используют его поликристаллическую или аморфную разновидности. Монокристаллический кремний может работать в любой сезон, он стоек к агрессивному воздействию. Если нет возможности приобрести монокристаллический элемент, лучше использовать мультикристаллические солнечные батареи.

Для придания долговечности изделиям их покрывают специальной пленкой.

Производители стали изобретать маркетинговые ходы для скрытия некоторых изъянов своей продукции. В частности, поликристаллические устройства стали называть уличными светодиодными фонарями, но срок их нормальной службы составит только один сезон.

Длительным сроком эксплуатации могут похвастаться брендированные устройства. Здесь достаточно мощный фотоэлемент, солнечный свет в него попадает в глубокие слои, что обеспечивает стабильную работу светильников в течение продолжительного времени. У китайских светильников толщина фотоэлемента сравнима с фольгой, поэтому срок службы его гораздо меньше.

На освещение оказывает влияние и структура стекла. При преобладании дней с пасмурной погодой лучше использовать текстурированное стекло, поскольку оно накапливает излучение, в то время как гладкая поверхность способствует его частичному отражению. Наиболее дорогое и долговечное покрытие — закаленное стекло.

Положительные стороны устройств

Садово-парковые светильники на солнечных батареях способствуют облагораживанию таких зон отдыха, как сады, парки, скверы. Данные устройства могут быть снабжены никель-металл-гидридными аккумуляторами, что позволяет им включаться при наступлении темноты, отключаться и начинать заряжаться при наступлении утра.

В настоящее время светильники выпускаются в различных исполнениях. В основном производятся традиционные столбики, имеющие различную высоту, а также гирлянды. Помимо этого начали выпускать светильники в виде собак, кошек, гномов, улиток и других потенциальных обитателей зеленой зоны. Также производители предлагают приборы в виде светильников, вокруг которых летают бабочки.

Рассматриваемые устройства не нуждаются во владении основами установки электропроводки, поскольку схема садового светильника на солнечных батареях не подразумевает подвода к нему электричества, что обеспечивает экономию финансовых средств их владельцам.

Свет, падающий от данных фонарей, не бьет по глазам, поскольку не является сверхъярким.

Данные светильники являются автоматическим оборудованием и могут обмануть воришек в случае имеющегося у них злого умысла напасть на вашу недвижимость.

Они не требуют осуществления работ по заземлению и полностью безопасны как для людей, так и для окружающей среды.

Не требуется какого-либо особого ухода за ними.

При этом срок эксплуатации рассматриваемых видов светильников достаточно продолжительный.

Так как они эксплуатируются на открытой местности, производители предусматривают для них высокий уровень защиты от неблагоприятных факторов погоды.

Отрицательные аспекты

Схема садового светильника на солнечных батареях не предусматривает использования безразмерных аккумуляторов, поэтому подобные устройства имеют ограниченный срок освещения, который, как правило, не превышает 8 часов. Эта цифра достижима в том случае, если весь день стояла хорошая солнечная погода. Пасмурная погода значительно снижает время работы, доводя его до 4-5 часов.

К отрицательным сторонам можно отнести и одну из положительных сторон: неяркий свет. Возможно, некоторым местам необходимо быть хорошо подсвечеными, а это потребует дополнительной установки электрических фонарей.

В некоторых случаях имеются отзывы от покупателей, что светильники плохо работают или совсем не светят во время выпадения осадков.

При приходе зимы они требуют демонтажа, поскольку отрицательные температуры могут вывести аккумулятор из строя.

Типы рассматриваемого оборудования

Наиболее практичен для сада светильник с укороченной ножкой. При этом монтирование осуществляется простым вдавливанием устройства в землю с помощью рук.

Среди достаточно тускло светящих фонарей встречаются прожекторы. В случае если мощность солнечной лампы составляет 10 кВт, то мощность прожекторов эквивалента 100-ваттной лампе накаливания.

Бывают подвесные типы светильников. Их применяют в качестве элемента декора сада, размещая на ветвях деревьев или беседках. Чаще всего подобные садовые светильники на солнечных батареях — шары, собранные в гирлянду.

Настенные модели применяются для освещения фасада дома. Эксплуатируются при прикреплении к нему.

Улучшаем садовые светильники

Наиболее дешевыми моделями являются китайские. Со временем к покупателю таких товаров приходит понимание того, что нужно что-то сделать, чтобы улучшить их конструкцию или эффективность действия. При улучшении происходит замена некоторых элементов светильников на более мощные. Таким образом, можно заменить аккумулятор или светодиод, а также дроссель, используемый в фонарях типа башни. Установка более мощного дросселя поможет добиться яркого свечения, идущего от светильника. Это действие автоматически ведет к замене аккумулятора, поскольку его мощности перестанет хватать на долгий срок, или он может просто выйти из строя.

Вместо одного светодиода можно использовать три, но при монтировании их нужно следить, чтобы разброс напряжения был минимальным, иначе в одном месте освещенность будет повышенной яркости, а в другом пониженной.

Таким образом, ремонт садового светильника на солнечных батареях в основном сводится к замене отдельных деталей.

Добавляем цвета

Усовершенствовать фонари можно также использованием цветных светодиодов. Данная замена требует знаний о том, приспособлено ли это устройство для осуществления таких действий или нет. Если оно не приспособлено, а цветные светодиоды были установлены, то фонарь проработает около 2 часов, после чего погаснет.

С целью предотвращения преждевременного окончания работы цветных садовых светильников на солнечных батареях необходимо в микросхеме сделать дополнительную дорожку, куда впаять еще один резистор.

Собираем садовый фонарь самостоятельно

Некоторые фонари устроены достаточно просто, в связи с чем не возникает сложностей с их самостоятельной сборкой.

Для изготовления своими руками необходимо составить схему садового светильника на солнечных батареях, рассчитать необходимое количество комплектующих.

Сначала нужно приобрести преобразователь энергии, наилучшим из которых является батарея из поликристаллического кремния, имеющая небольшую массу, но хорошую защиту от влаги и высокую мощность. Далее покупаем литий-ионный аккумулятор. Следом приобретаем обычный светодиод.

Последнее приобретение — самое важное — электронный модуль управления, который состоит из пары транзисторов и двух пар резисторов.

Подключение солнечной батареи, светодиода и аккумулятора производится отдельно. Сборка может осуществляться на недорогой универсальной плате DIY PCB 42х25мм.

В заключение

Схема садового светильника на солнечных батареях достаточно проста. С ее помощью такой фонарь сможет собрать любой разбирающийся человек. При этом нужно учитывать качество материалов, используемых в светильнике, поскольку именно они определяют срок службы и цену этого устройства.

Источник: fb.ru