images (1)_24.jpgПочувши про сонячні світильники (світильники з живленням від сонячних батарей), багато хто зневажливо махне рукою. Китайські вироби, що продаються в магазині, з гордою назвою «світильник» годяться тільки на роль світляка. Проте, вони ілюструють сучасні можливості напівпровідникової індустрії. Ще півтора десятиліття тому світильники з живленням від сонячних модулів застосовувалися тільки в космонавтиці або в спецтехніці. Для широкого споживача подібні компоненти були недоступні.

Інтуїтивно зрозуміло, що світильники з автономним живленням можуть знайти застосування там, де неможливо або невигідно підвести електричну енергію. У таких випадках використовують живлення від акумуляторних батарей. Ресурс автономної роботи сонячного світильника визначається ємністю батареї і типом джерела світла. Але акумулятор вимагає регулярного заряджання, тому про повну автономність роботи світильника говорити не доводиться.

З появою після 1998 року яскравих світлодіодів білого кольору проблема вибору джерела світла для автономних світильників значно спростилася. Ефективність сучасних світлодіодів переступила відмітку в 120 люмен/Ват, що на порядок вище за лампи розжарювання малої потужності. Не стояло на місці і розвиток сонячних елементів. Зростало ККД перетворення сонячної енергії, зменшувалася ціна.
У загальному випадку конструкція сучасного автономного світильника включає модуль перетворення сонячного світла акумулятор, один або декілька світлодіодів і електронна схема, контролююча заряд батареї і час включення світильника. За винятком закінченої конструкції вищезазначених іграшкових світильників, серйозніші конструкції проектують і вмонтовують з урахуванням конкретних умов експлуатації.
Як приклад розглянемо світильник для підсвічування таблички з назвою вулиці і номера будинку. Зазвичай для цих цілей використовують лампу розжарювання потужністю 25-40Вт, яка швидко перегорає. Використовуючи світлодіодну лампу потужністю 3Вт, можна отримати достатню освітленість.

7.jpg

Такий набір включатиме сонячний модуль потужністю 10 Вт на 12В, схему контролю заряду акумулятора, сам акумулятор ємністю не менше 7 А/годин і світлодіодний світильник 3 Вт, 12В. І коштує це задоволення не дешево.

Але проблема полягає не тільки у високій ціні подібних світильників. Врешті-решт, з рекламними цілями багато фірм реалізують проекти автономних освітлювальних систем, не озираючись на витрати. Уразливим місцем залишається ключовий елемент світильників на сонячних батареях – акумулятори.

Якщо в літній час їх експлуатація не викликає особливих проблем, то взимку при мінусових температурах акумулятори втрачають ємність, причому на тлі короткого зимового дня, коли час заряджання батареї складає в кращому разі 1/3 доби. У розрядженому акумуляторі щільність електроліту знижується, і він замерзає, після чого батарею можна спокійно відправляти на утилізацію.

Звичайно, можна встановити сучасні типи акумуляторів, що не обслуговують, з електролітом у вигляді гелю, але різко зростає ціна, а проблема з низькими температурами не усувається.

Інтерес, що зростає останнім часом, до незалежних пристроїв стимулював розробку акумуляторів із застосуванням найсучасніших технологій. Наприклад з використанням графінових плівок.

Відмінні перспективи має і розробка російських учених – фотоелектрохімічні суперконденсатори для одночасного перетворення і накопичення сонячної енергії. Будучи найближчим родичем іоністорів, фотоконденсатори виготовляються із застосуванням нановуглецевих трубок.

Їх ємкість може досягати 10000 Фарад. У фотоконденсаторів енергетична ефективність перетворення сонячного світла в районі 10%, питома розрядна енергія не менше 12 Вт/год на кілограм ваги і більше 7000 циклів заряд-розряд (15 років безперервної роботи).

Але все це питання майбутнього. Для тих, хто вже сьогодні випробовує пекуче бажання привнести в ландшафтний дизайн на своїй заміській ділянці футуристичні елементи освітлення, можна рекомендувати дві серії сонячних світильників різних виробників.

Сонячні світильники серії «Wolta GARDEN», Китай. Дорожчі вироби серії «Eglo Solar», Австрія.

Різниця між виробниками і вартістю світильників пов'язана тільки з дизайном зовнішнього оформлення і використовуваними матеріалами. Технічні характеристики їх практично ідентичні.

У результаті можна зробити висновок, що всупереч зростаючому інтересу до світильників з автономним живленням, їх технічні характеристики настільки скромні, що про масове застосування найближчими роками говорити не приходиться.

Voltstroy - интернет магазин электротехники