Фонарь внутренний на солнечной батарее. Изготовляем садовый фонарь на солнечной батарее своими руками

Youtube

Наружное освещение может выгодно подчеркнуть достоинства вашего участка. Узнаем особенности фонарей с солнечными элементами, их основные неисправности, продолжительность жизни и правила монтажа.

Наверное, многие дачники и владельцы домиков в деревне не раз видели в магазинах и супермаркетах разнообразные фонарики с солнечной батареей и многие не удержались от покупки. Ведь это так интересно - украсить свой участок, чтобы он нарядно смотрелся не только в дневное время, а еще и в вечерние часы. Ведь так красиво смотрятся подсвеченные ночью садовые дорожки и клумбы!

Солнечные фонарики - экономное освещение

Конструкция

Несмотря на всё внешнее разнообразие конструкций солнечных фонариков, их электронная начинка выполнена достаточно типично:

Она состоит из солнечной батареи, печатной платы с электроникой, построенной на микросхемах семейств YX8ХХХ, ANA618, QX5252, светодиода, аккумулятора и выключателя, который в целях удешевления часто заменяется на бумажную чеку, вставляемую между плюсовым контактом аккумулятора и контактом в батарейном отсеке.

В фонариках используются пальчиковые Ni-Cd, или Ni-Mh аккумуляторы формата АА, ААА, или дисковые элементы ёмкостью 80…600 мА/ч, обычно низкого качества, но на сезон их обычно вполне хватает (а если подзаряжать зимой, то даже на 2-3 сезона).

А теперь давайте подробнее остановимся на солнечных батареях. В основном используются два основных типа солнечных элементов, это плёночные панели:

И панели из монокристаллического кремния:

Плёночные элементы не отличаются эффективностью, но в 30 - 100 рублёвых солнечных фонариках, которые в широком ассортименте представлены в торговых сетях, как правило используются именно они, проигрывая по токоотдаче сравнимым по площади панелям из монокристаллического кремния примерно в пять раз.

Солнечные батареи на основе пластин монокристаллического кремния для солнечных фонариков как правило изготавливаются из отходов производства промышленных солнечных панелей и даже в одной партии они могут иметь значительные различия по площади пластин фотоэлементов залитых в прозрачный компаунд.

А ведь чем больше их площадь, тем лучше за день зарядится аккумулятор солнечного фонарика, поэтому при покупке, если есть возможность лучше выбрать фонарик с более крупными пластинами фотоэлементов.

Перед покупкой лучше внимательно осмотрите фонарик, его ножку и плафон на наличие трещин, солнечная панель фонарика не должна иметь не каких видимых повреждений. Включите фонарик, для этого нужно снять плафон и передвинуть движок выключателя в положение «ON».

Если выключатель отсутствует, то нужно выдернуть чеку, она находится у плюсового контакта аккумулятора. Чтобы фонарик засветился, надо прикрыть фотоэлемент рукой. Если фонарик не светится, то скорее всего его аккумулятор разряжен и лучше выбрать работоспособный фонарик, или отказаться от покупки, ведь аккумулятор умерший от саморазряда ещё в магазине сразу потребует замены, а новый будет стоить не менее 50 рублей, что сравнимо со стоимостью солнечного фонарика.

Как продлить жизнь фонариков

Для того, чтобы ваш солнечный фонарик служил дольше и радовал вас своим светом, нужно защитить его электронную начинку, ведь корпус фонарика не герметичен и туда свободно попадает влага в виде брызг, испарений после дождя, росы.

Попав на плату с радиоэлементами под напряжением, влага вызывает процесс электролиза (это выглядит как будто плата ржавеет) разрушая выводы радиоэлементов, пайку, дорожки платы. Для того чтобы защитить плату с радиоэлементами надо в 2 – 3 слоя покрыть её влагостойким лаком, например таким:

Также надо защитить лаком ножки светодиода, микросхемы, провода в местах пайки с платой, контактами аккумулятора и выключателя.

На фотографии фонарик, защищённый таким образом и отработавший около трёх сезонов, - несмотря на ржавый саморез крепления, плата как новенькая!

Основные неисправности

Основными неисправностями солнечных фонариков является окисление контактов аккумулятора и выключателя, а также глубокий разряд аккумулятора. Если фонарик с наступлением сумерек перестал светиться, то для начала надо прокрутить аккумулятор в батарейном отсеке и несколько раз выключить и включить фонарик, чтобы содрать окисел с контактов. Если это не помогает, то потребуется мультиметр, например такой:

Вытащим аккумулятор из отсека и, переключив мультиметр в режим постоянного напряжения с пределом измерения 2 вольта, измерим напряжение на контактах аккумулятора. Если напряжение на аккумуляторе в пределах 1,2…1,5 вольта, то аккумулятор исправен, переключившись в режим «прозвонка» проверим исправность контактов и выключателя, если плата покрыта окислами то отмываем её в спирте.

Если же напряжение на аккумуляторе находится в пределах от 0,1 до 1 вольта, то аккумулятор следует зарядить воспользовавшись зарядным устройством, например таким:

Если же напряжение около нуля вольт, то переключившись в режим «прозвонка» проверим аккумулятор и если он звонится как короткое замыкание, то аккумулятор неисправен и его надо заменить.

Оптимально взять аккумулятор среднего ценового диапазона от зарекомендовавших себя производителей, например Sanyo, GP, Camelion. Для среднестатистического солнечного фонарика, для аккумулятора типоразмера ААА достаточно емкости не более 300-600 мАч, а для типоразмера АА 600-1000 мАч и нецелесообразно покупать аккумуляторы большой ёмкости, ведь его просто физически невозможно полностью зарядить за световой день от солнечной батареи.

Также желательно чтобы аккумулятор был из серии LSD (англ. Low Self-Discharge. Эта аббревиатура была введена в обиход компанией Sanyo, которая разработала и запатентовала технологию производства аккумуляторов с низким саморазрядом.

Как расположить фонарики на участке

Основная ошибка заключается в том, что фонарики располагают в тени деревьев, кустов и строений и недостаточно освещённая солнечная батарея за день просто не успевает зарядить аккумулятор.

Так как в фонариках применяются аккумуляторы Ni-Cd и Ni-Mh, то в результате постоянного ежесуточного недозаряда днём и переразряда ночью, начинает вырабатываться так называемый эффект «памяти» в виде обратимой потери ёмкости аккумулятора. Он как будто «помнит», что в предыдущие циклы его ёмкость была использована не полностью и при заряде запасает энергию только до «привычного» ему значения.

Поэтому при установке постарайтесь располагать ваши фонарики в солнечных местах, чтобы в течении всего светового дня они заряжались от падающих на них прямых солнечных лучей и избегайте тенистых мест.

Уход за аккумуляторами

В короткие и пасмурные осенние дни фонарики особенно часто выходят из строя из – за повышенной влажности окисляются контакты, а солнце просто не успевает просушить корпус изнутри, солнечные батареи не успевают полностью зарядить аккумуляторы и с наступлением сумерек фонарики светятся всего лишь несколько часов.

После нескольких пасмурных дней начинает проявляться эффект «памяти» и для того чтобы избавиться от него надо дать аккумулятору несколько полных циклов разряд-заряд с помощью универсального зарядного устройства, например IMAX B6:

Подключив аккумуляторы с помощью кассеты вроде такой:

Заканчивая дачный сезон фонарики нужно убрать на хранение, предварительно вынув из них аккумуляторы. Хранить фонарики можно в сухом не отапливаемом помещении, например гараже, а вот аккумуляторы лучше хранить при комнатной температуре, заряжая раз в 2-3 месяца при помощи зарядного устройства, а в идеале не просто заряжать, а давать им несколько циклов разряд – заряд. опубликовано

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта .

Мы измерили энергопотребление уличных садовых фонариков на солнечных батареях, а также скорость зарядки на прямом солнце, в облачный день и в тени. Картина получилась интересной, хотя и вполне ожидаемой.

Эта статья рассказывает не столько про конкретные фонарики, сколько вообще про практическую сторону работы светильников на солнечных батареях.

Для проведения эксперимента мы взяли два недорогих фонарика на солнечных батареях. Один из них относительно нового типа (коричневый на фото), коих сейчас в продаже по цене от 40 до 150 руб. абсолютное большинство. Второй (черный на фото) – старого образца, которые с той же высокой плотностью населяли полки магазинов несколько лет назад по аналогичной цене.

Главное отличие фонариков в солнечной батарее. И там и там она пленочного типа, но из разных материалов. Также в старом фонарике был установлен Ni-MH аккумулятор АА емкостью 600 мА·ч, в то время как в новом он меньшего размера (ААА) и емкостью всего 100 мА·ч. Это закономерное удешевление, благодаря которому цена на эти фонарики после скачка доллара изменилась не так сильно.

Энергопотребление у обоих светодиодов в фонариках оказалось одинаковое и составило около 12 мА (~14 мВт·ч). Это значит, что при полностью заряженном аккумуляторе новый фонарик сможет проработать 8-9 часов, а старый (только в теории) 45-50. Но тут важно помнить, что работая в условиях постоянной недозарядки (об этом чуть ниже) Ni-MH аккумуляторы быстро теряют свою емкость, потому более емкий аккумулятор в старом фонарике оказался бы предпочтительнее только с той точки зрения, что он проработал бы на годик подольше.

Теперь разберемся с мощностью панелей и зарядкой.

Эффективность зарядки солнечных батарей

Для оценки эффективности зарядки в разных условиях мы выбрали удачный день: солнце, которое время от времени закрывалось небольшими легкими облаками. Фонарики располагались как на открытом месте, так и в тени садовых деревьев. Напряжение и ток замерялись на клеммах аккумуляторов. Полученные значения мы перевели в количество произведенной энергии, выраженной в мВт·ч. Вот что у нас получилось:

Мощность солнечной батареи у старого фонарика оказалась заметно выше, но это не столь интересно. Куда важнее, и это хорошая новость, что при прямом солнечном свете маленький аккумулятор у нового фонарика способен полностью зарядится примерно за 2,5-3 часа. А теперь плохая новость. Если фонарик размещен в тени или день выдался слегка облачным, то эффективность зарядки упадет в 10 раз. А если на небе тучи, то тут и вовсе не о чем говорить. Аккумулятор заряжаться не будет.

Для тех, кому интересны детали наших замеров показателей работы солнечных батарей, приведем небольшую табличку.

Выводы

Фонарики показали себя вполне работоспособными. Новая модель на прямом солнце способна полностью зарядить встроенный аккумулятор примерно за 3 часа, чего будет достаточно для работы встроенного светодиода в течение 8-9 часов. Модель старого образца мощнее и имеет более емкий аккумулятор, но рассуждать о ней смысла нет, т.к. в продаже таких уже не найти.

Еще один важный момент, это то, что эффективность работы солнечной батареи в облачную погоду падает в 10 раз. А в пасмурную зарядка и вовсе прекращается. То же можно сказать и о размещении фонариков в тени деревьев, где при условии солнечной погоды за целый световой день они не смогут зарядить свой маленький аккумулятор даже наполовину, а при наличии легкой облачности зарядка и вовсе остановится.

Также вам может быть интересно :
—
—
—

Как подобрать подходящие садовые фонари? С помощью фонарей в вашем саду можно решить сразу несколько проблем — это и красивый элемент декора, это и освещение труднодоступных уголков сада, и, в конце концов, это необходимый элемент вашей безопасности. Чем же выгодно отличаются садовые фонарики на солнечных батареях от аналогов, работающих на привычном электричестве из розетки? Этим вопросом задаются многие пользователи, и у нас есть ответ: такие фонари можно установить в любом месте сада, такие фонари экономят вашу домовую электроэнергию и ваши деньги и, конечно же, берегут окружающую среду.

Фотоэлементы поглощают солнечный свет на протяжении всего дня. В этот период заряжаются специальные аккумуляторные батареи, которые находятся внутри корпуса. В темное же время суток происходит обратный процесс — используется энергия этих самых батарей. Естественно, что для качественной и долгой работы в темное время суток необходимо, чтобы фонарики были установлены в местах, где они могут поглотить много солнечного света.

Что делать, если мало места с прямыми солнечными лучами?

В наше время и это не проблема. Существует множество моделей фонарей на солнечных батареях для сада и дачи, которые позволяют установить саму площадку для приема солнечных лучей в другое место, не там, где будет происходить освещение. Это решает проблему множества людей - к таким площадкам можно подключить сразу несколько батарей. Из минусов - мы возвращаемся к тому, что по саду будет необходимо прокладывать провода между площадкой и самим садовым фонарем на солнечной батарее.

Как выглядят солнечные фонари?

Уличные фонари на солнечных батареях могут выглядеть совершенно по-разному. Нет никаких рамок и ограничений на то, какую форму и размер вы будете использовать. Существуют также и фонарики в виде лент и цепочек для освещения дорожек и элементов сада по периметру.

Они также могут быть маленькими и фигурными, например, в виде звездочек. Всем же нравится звездное небо? Такие цепочки светят не так ярко, как обычные фонари, но создают удивительный и волшебный эффект.

Где использовать и лучше всего установить фонари на солнечных батареях

Существует множество мест, где можно установить светильники. Например, вдоль дорожек для безопасной ходьбы или рядом с элементами сада, которые необходимо подчеркнуть, будь то бассейн или беседка. Все это скрашивает атмосферу сада и создает вау-эффект для гостей.

Можно использовать фонари с рассеянным светом. Они могут выглядеть как ультрасовременные произведения искусства или, наоборот, как классические восточные фонарики с мягким светом. Это, конечно, не так эффективно, но иногда ведь этого и не требуется? Такие светильники лучше использовать вместе со световыми цепочками, которые добавят недостающее освещения, не испортив задумку дизайнеров.

Фонарики для сада в виде прожекторов

Такие лампы являются самыми эффективными и качественно освещают территорию. Они могут крепиться как на земле, так и на высоте, например, на верхушке забора. Эти фонари - незаменимые помощники для систем видеонаблюдения и, помимо всего прочего, отпугивают потенциальных воришек. Также они используются для освещения обеденных зон и беседок.

Использование различных фонарей на солнечных батареях в саду

Еще не так давно альтернативные источники питания были за гранью фантастики. Сейчас же пользоваться ими доступно практически каждому, у кого есть приличный источник дохода. Возможным стало освещать улицы фонарями, в конструкции которых входят солнечные батареи. Такие осветительные устройства можно увидеть практически в каждом загородном доме знаменитостей. Однако, сегодня они доступны и обыкновенным людям. Фонари на солнечных батареях смотрятся очень эстетично. Ведь можно навсегда забыть о бесконечных проводах, которые «торчат» по всему участку, тем самым портя весь внешний вид ландшафта.

Как устроены уличные фонари на солнечной батарее

Эволюция применения солнечных батарей очевидна. Изначально они разрабатывались для нужд космической промышленности, а сегодня повсюду используются для удовлетворения потребностей в тепле и свете любого человека. С особой эффективностью они применяются в системе уличного освещения.

Несмотря на то, что такие уличные фонари существенно различаются по внешнему виду, все они устроены практически одинаково. Состоят они из корпуса, внутри которого находится светодиодная лампа, непосредственно солнечной батареи, аккумулятора или аккумуляторной батарейки, контроллера (автоматического включателя) и основания (опоры).

Принцип действия уличных фонарей

Уличные светильники, оборудованные солнечными конвекторами, работают благодаря накоплению в аккумуляторе электрического заряда, получаемого от солнечной батареи . Эта конструкция полностью самостоятельна, так как все элементы в ней обладают миниатюрными размерами и вмонтированы непосредственно в светильник. Ясным солнечным днем эти осветительные устройства способны накапливать такое количество энергии, которой должно хватить, чтобы без перебоя освещать пространство более 10 часов.

При пасмурной погоде светильники также будут заряжаться за счет дневного рассеянного света, однако, время их последующей работы будет немного меньше. Лампа включается и выключается автоматически, реагируя на естественное освещение улицы. Выключаясь, она переходит в режим подзарядки. При необходимости фонари можно включать или выключать дополнительным выключателем, которым снабжены все модели. Фонари оборудованы достаточно экономными лампами , но при этом по яркости они совершенно не уступают люминесцентным лампам.

Особенности фонарей на солнечных батареях

Светодиодная лампа заряжается за счет никель-кадмиевой батареи, которая в среднем обладает мощностью в 600 - 700 мА в час. Находящаяся внутри прибора панель на протяжении дня поглощает солнечную энергию, затем преобразовывает ее в электрическую. За счет светочувствительного элемента, расположенного внутри фонаря, он может самостоятельно включаться при наступлении сумерек. Именно экономные светодиоды средней мощности в 0,06 Вт воспроизводят свет. Уличный фонарь, как правило, обустроен несколькими такими светодиодами, поэтому светить он может до 100 тыс. часов . Погода в ночное время никаким образом не влияет на качество освещения такими устройствами. Главное, чтобы они накопили достаточно энергии днем. Такие фонари не боятся ни ливневых дождей, ни заснеженных бурь. Работать они будут при любом климате, ведь они имеют достаточно широкий диапазон температур (от -50 до +50 градусов).

Светодиодные фонари изготавливаются из различных материалов. Обычно их изготавливают из:

литой бронзы;
прозрачного стекла;
легкой стали;
привлекательного ротанга;
натурального бамбука и других материалов.

За счет такого многообразия светильники нередко служат привлекательными элементами декора. Плафон фонарей надежно защищает их от проникновения пыли или влаги. Уровень защиты плафона указан на упаковке. Обозначается он буквами IP и набором цифр. Чем больше цифр на упаковке, тем выше степень защиты светильника. Уличные фонари, оборудованные солнечными батареями, имеют достаточно длительный срок эксплуатации. Дополнительное удобство достигается за счет возможности управления такими фонарями при помощи специальных пультов.

Преимущества и недостатки уличных фонарей

Главным плюсом таких светильников является встроенная солнечная батарея. Также устройство фонаря не предполагает наличие каких-либо подвижных элементов, из-за чего он практически неуязвим . Солнечные батареи не требуют специального ухода. Их не нужно заправлять топливом, проводить профилактическое обслуживание.

Срок эксплуатации таких светильников хоть и ограничен временными рамками, но все же достаточно велик. Уличные фонари без особых перебоев в работе будут освещать территорию около 25 лет . В то время как их бытовые «братья» смогут делать это всего около 10 лет. Известно, что никель-кадмиевая батарея, встроенная в светильник, имеет срок службы до 15 лет. Наличие светодиодов мощностью 0,06 Вт позволяет осветительному прибору в общей сложности проработать около 100 000 часов. Даже при ежедневной 8−10 часовой эксплуатации, такой светильник может прослужить до 27 лет.

Еще одним неоспоримым достоинством является плафон , который изготовлен из пылеводонепроницаемого материала. Поэтому фонарь находится под надежной защитой от любых атмосферных осадков. Опора также выполнена из надежного прочного материала, не подверженного коррозиям и устойчивого даже к самым сильным порывам ветра.

Такие светильники имеют достаточно привлекательный дизайн. Промышленные фонари, которые призваны освещать целые улицы и парки, как правило, изготавливаются из стали. А светильники, предназначенные для освещения придомовых территорий частных владений, могут быть выполнены из бамбука, бронзы или стекла.

Использование таких осветительных приборов позволяет существенно экономить финансовые ресурсы. Так как прокладка и обустройство линий электропередач стоит гораздо дороже. Также неоспоримым плюсом является экологичность таких осветительных систем.

Практически все недостатки использования уличных фонарей сводятся к :

Непостоянное наличие солнечного света . Для регионов, в которых редко показывается солнышко, такие устройства будут менее эффективными, нежели в странах, где круглогодично светит мягкое солнце.
Из-за слишком холодной погоды, аккумулятор подвержен сбоям . Однако это может произойти и при длительной жаре, которая может привести к перегреву полупроводникового устройства. При таком положении эффективность прибора будет снижаться и повышается риск того, что прибор и вовсе выйдет из строя.
В жаркую погоду лучше всего устанавливать дополнительную систему охлаждения. Солнечные батареи избирательны в поглощении энергии. Она должна быть определенной частоты.
Защитное стекло, уберегающее прибор от попадания пыли и влаги со временем может загрязняться, что также понижает эффективность работы прибора. Поэтому за ним все-таки необходим уход .

Устройство светильника на солнечной батарее

Сфера использования уличных фонарей на солнечных батареях

Уличные фонари на солнечных батареях нашли применения во многих местах, где требуются нестандартные и привлекательные осветительные приборы. В основном их используют для функционального украшения ландшафтов придомовых территорий, садовых и дачных участков, парков и скверов.

В зависимости от своей конфигурации и способу установки, они подразделяются на следующие категории:

Освещение дорожек для прохода к дому осуществляется небольшими фонариками на коротких ножках , которые втыкают прямо в почву.
Для освещения больших площадей используют лампы на длинных ножках. Чаще всего их устанавливают возле крыльца поближе к дому.
Для освещения беседок или крыльца используют небольшие подвесные фонарики.
Для украшения ландшафтных элементов используют небольшие декоративные светильники. Наиболее популярны сегодня переносные уличные фонарики, которые можно использовать в любом месте, где есть необходимость в освещении.
Большими уличными фонарями можно освещать целые улицы, парки и скверы. Однако установкой таких приборов должно заниматься государство.

Как установить уличные фонари на солнечной батарее?

Ухаживать за такими осветительными приборами не составляет особого труда. Также и установка достаточно проста. Необходимо всего лишь расположить такой светильник в наиболее солнечных местах . Если это невозможно, тогда следует вывешивать на солнце только автономную лампу, которую можно переносить.

Светильники, оснащенные солнечными батареями, несомненно, полезное приобретение. С помощью этих приборов вы решите множество проблем по обустройству вашего приусадебного ландшафта. Уже в скором времени светильники полностью себя окупят и позволят вам экономить немалые денежные средства!