Jak solární zahradní osvětlení funguje?

Existenci moderní civilizace si bez elektřiny nelze představit. Používá se ve všech oblastech lidské činnosti. Samozřejmě byly doby, kdy elektřina ještě nebyla vynalezena, ale jak omezené byly schopnosti člověka té doby. V dnešní době vede zastavení dodávek energie, byť jen na minimální dobu, k úplnému ochrnutí lidského života. A co vzdálené regiony, kam elektrické vedení ještě nedosáhlo? To ospravedlňuje četné a dlouhodobé pokusy vědců využít volnou energii slunce k výrobě elektřiny. Od náhodného objevu fenoménu fotovoltaického jevu francouzským fyzikem A. Becquerelem v roce 1839 a vynálezu prvního fotovoltaického článku v roce 1873 až po zahájení komerční výroby solárních článků ve druhé polovině XNUMX. byly desítky objevů. Dnes však zařízení, která přeměňují sluneční světlo na elektřinu, stále více vstupují do našeho každodenního života a slouží jako vynikající alternativa k centralizovanému zásobování energií.

Existují celá města, která zcela uspokojují své potřeby elektřiny přeměnou sluneční energie. V Rusku se v venkovských a soukromých domech často používají osvětlovací zařízení na solární pohon. Tento typ svítidel se také používá na dálnicích, městských ulicích a dalších těžko dostupných místech.

Obsah

1. Jak funguje solární lampa?
2. Výhody a nevýhody solárních lamp
3. Jak vybrat správnou solární lampu
4. Pravidla instalace
5. Jak zapnout solární lampu

Jak funguje solární lampa?

Základem svítilny, která zajišťuje její funkčnost, je solární baterie. K dnešnímu dni je to jeho nejdražší součást. Solární panel je soubor fotovoltaických článků, které při vystavení slunečnímu záření produkují elektrický proud pomocí fotovoltaického efektu.

Konstrukce je vyrobena ze dvou vrstev křemíkových polovodičů s různou vodivostí. Když je horní „solární“ vrstva, která funguje jako katoda, zahřátá slunečním zářením, elektrony z atomů křemíku jsou „vyraženy“ fotony světla. Poté proudí k atomům spodní desky, která slouží jako anoda. Ze spodní desky se elektrony pohybují po spojovacích vodičích skrz baterii, nabíjejí ji a vracejí se na horní desku.

V závislosti na struktuře křemíkových krystalů existují tři typy fotočlánků pro solární panely:

• polykrystalické;
• monokrystalický;
• amorfní.

Výroba polykrystalických panelů je nejméně nákladná, ale takové solární články mají nízkou účinnost při přeměně světelné energie na elektřinu. Monokrystalické solární články mají maximální účinnost 25 %. V tomto případě mají krystaly křemíku méně hran, což umožňuje elektronům cestovat vyšší rychlostí. Náklady na takové baterie jsou odpovídajícím způsobem vyšší, ale pro výrobu stejného množství elektřiny se používá menší plocha fotočlánků než v případě polykrystalických modelů. Výroba amorfních panelů vyžaduje několikanásobně méně křemíku než výroba krystalických analogů. Zároveň jsou schopny vyrábět elektřinu za špatných světelných podmínek, proto jsou považovány za efektivnější v regionech s malým počtem slunečných dnů.

Dalším důležitým prvkem solární baterie je baterie. Je určen k ukládání energie, kterou panel vyrábí. Typicky se používají nikl-metalhydridové nebo nikl-kadmiové modely, které vydrží velký počet cyklů nabití a vybití.

Aby nedošlo k přebití baterie, lampa obsahuje regulátor nabíjení. V závislosti na úrovni nabití připojuje nebo odpojuje solární panel. Ovladač může plnit funkci automatického rozsvícení světel při setmění. U některých modelů je tato možnost duplikována mechanickým spínačem. Složitější typy zařízení jsou schopny řídit maximální úroveň výkonu.

Seznam prvků solárního panelu může obsahovat střídač – DC-AC měnič. Stabilizátor je navržen tak, aby chránil systém před možnými napěťovými rázy.

Světelné zdroje v solárních lampách jsou nejčastěji vyráběny pomocí LED. Spotřebovávají malé množství energie, nezahřívají se a mají dlouhou záruční dobu.

Všechny tyto komponenty jsou umístěny v pouzdře, které je odolné vůči přímému slunečnímu záření, srážkám a prachu. Někdy je solární baterie konstrukčně umístěna odděleně od samotné lampy.

Výhody a nevýhody solárních lamp

Abyste věděli, jak správně vybrat lampu na solární pohon, musíte správně vyhodnotit jejich výhody a nevýhody.

Toto zařízení má oproti běžným žárovkám následující výhody.

• Autonomie. Není třeba pokládat vodiče od centrálního napájení k lampě. Solární lampy nevyžadují pravidelnou výměnu baterie.
• Kompaktnost. Modely takových osvětlovacích zařízení pro domácnost jsou lehké, malé a mají univerzální upevnění, což umožňuje jejich přesun bez speciálního vybavení.
• Hospodárný. Není potřeba platit za elektřinu. LED žárovky používané v moderních svítidlech mají velmi dlouhou životnost.
• Jednoduchost a snadná instalace. Při instalaci lamp nejsou vyžadovány žádné speciální odborné dovednosti ani speciální nástroje.
• Elektrická a požární bezpečnost. Zařízení není připojeno k elektrické síti. Během provozu je vyloučena možnost kontaktu s elektrickou náplní zařízení a lampy se nezahřívají.

Je důležité zvážit nejen klady, ale také nevýhody tohoto typu osvětlovacích prvků.

• Závislost fungování na klimatických faktorech. Čím větší zeměpisná šířka, tím kratší doba denního světla. Počet slunečných dnů ve většině regionů naší země je také malý. Solární panely nemusí poskytovat dostatek energie pro plné nabití baterie a efektivní provoz světel v noci. Je vhodné používat takové lampy ve středním Rusku pouze v létě.
• Nestabilní úroveň osvětlení. Během provozu se jas svítilen postupně snižuje s vybíjením baterie. To je zvláště patrné během dlouhých nocí.
• Pravděpodobnost selhání lampy v extrémních povětrnostních podmínkách. V extrémních mrazech mohou nastat problémy s fungováním baterií a v extrémním horku nelze vyloučit přehřátí a selhání polovodičů.
• Zvýšené nároky na údržbu. Solární panely se mohou během provozu ucpat, což povede ke snížení výkonu lamp. Pokud selže baterie nebo LED svítilna, oprava se nedoporučuje. Výrobek bude nutné zlikvidovat a vyměnit.

Jak vybrat správnou solární lampu

Při instalaci osvětlení musíte nejprve analyzovat technické vlastnosti modelu, který se vám líbí, abyste pochopili, jakou oblast a jak jasně může zařízení osvětlit. To přímo ovlivňuje požadovaný počet lamp a vzdálenost mezi nimi. Ne každý může okamžitě pochopit jmenovitý výkon LED žárovek, a proto datový list žárovky obvykle uvádí odpovídající číslo pro podobnou žárovku.

Kupující, kteří dobře studovali fyziku ve škole, mohou zkusit pomocí referenčních knih převést výkon ve wattech na lux, lumeny na metr nebo fotografii. Pro značení cest nebo zahradních objektů, stejně jako pro dekoraci, se používají zařízení s nízkou spotřebou, která poskytují osvětlení až 100 lm. Pro plné osvětlení oblasti území jsou vybírána svítidla s výkonnějšími žárovkami, které zaručují hodnotu 700 Lm a vyšší.

Pro dlouhodobý a spolehlivý provoz musí mít solární lampy kryt a stínidlo chráněné před prachem a vlhkostí. Stupeň ochrany před vlivem vnějších faktorů je indikován indexem IP uvedeným v pasu zařízení. U pouličních lamp musí být hodnota indexu alespoň IP44.

Měli byste také věnovat pozornost materiálu, ze kterého je zařízení vyrobeno. Nejčastěji jde o nárazuvzdorný plast, hliník, bronz nebo nerez. Takové lampy nezreziví a udrží si svůj vzhled po dlouhou dobu. Při výběru zařízení na základě materiálu těla je obvyklé zaměřit se na koncepci krajinného designu a provozní podmínky lampy. Lampa může mít také dřevěné tělo, ale pak bude muset být pravidelně ošetřováno ochrannými prostředky.

Při nákupu lampy na solární pohon je třeba věnovat pozornost parametrům baterie dodávané se zařízením. Čím větší kapacita, tím déle bude lampa pracovat v noci a tím déle bude trvat nabíjení během denního světla.

Jako další možnosti mohou svítidla obsahovat senzory monitorující úroveň osvětlení a senzory hlasitosti, které reagují na pohyb. Tyto prvky zajišťují racionální spotřebu energie z baterie, automaticky zapínají osvětlení, když se setmí, a ráno jej vypínají. Zařízení se také zapne v reakci na přiblížení pohybujícího se objektu a po chvíli se vypne.

S ohledem na různé principy instalace lze lampy rozdělit do následujících skupin.

• Přízemní. Takové lampy mají malou výšku a jsou namontovány na stojanu se špičatým koncem, který se jednoduše zapíchne do země. Jsou ideální pro značení cest nebo zvýraznění záhonů a lze je bez větší námahy přemístit na jiné místo.
• Sloupové lampy. Modely s výškou stojanu nad 1,5 metru. Pro svou masivnost vyžadují při montáži určité výkopové práce. Existují lampy pro instalaci na dlažební desky, asfalt nebo jiné tvrdé povrchy. Stojan má v tomto případě na spodním konci přírubu.
• Svítidla pro vertikální povrchy. Montáž na zeď nebo plot. Řada modelů je nápadná svou rozmanitostí stylů – od klasických plynových městských svítilen až po high-tech modely.
• Závěsná svítidla. To zahrnuje modely, které se montují na stropy, trámy a dokonce i stromy. Používá se jako dekorativní osvětlení pro rekreační oblasti a altány.
• Zapuštěná svítidla. Montuje se uvnitř vertikálních nebo horizontálních ploch. Ideální pro osvětlení schodů v úrovni nášlapu.
• Dekorativní lampy. Vypadají jako pohádkové figurky pro dekoraci krajiny.

Pravidla instalace

Kompetentní výběr místa instalace solárního svítidla je klíčem k jeho dlouhodobému provozu s parametry deklarovanými výrobcem.

Hlavním úkolem je zajistit maximální osvětlení během denního světla. Ani nepatrný stín dopadající na povrch polovodičového panelu neumožňuje úplné nabití baterie a v konečném důsledku ovlivňuje výkon baterie. Vyberte oblast, která je co nejotevřenější bez vysokých stromů, keřů nebo budov, které vrhají stíny. V tomto případě budete moci plně ocenit krásu lampy.

Jak zapnout solární lampu

V maloobchodních prodejnách musí být svítidla prodávána s plně nabitou baterií. Při dlouhodobém skladování, i když zařízení nebylo krátkou dobu zapnuto a nebylo umístěno na polici displeje, baterie stále ztrácí část svého náboje. Pro prodloužení životnosti a zachování kapacitních parametrů je vhodné nejprve provést vybíjecí cyklus a poté nabít na maximální hodnotu.

Solární energie je energií budoucnosti. Výběrem osvětlení s fotopanely volíte nezávislost a šetrnost k životnímu prostředí. Nainstalujte světlo do vaší chaty nebo chalupy a vyhodnoťte možnosti takových lamp.