Уличные светильники на солнечных батареях

Критерии выбора садовых фонариков

При выборе осветительного прибора стоит обратить внимание на следующие моменты

Форма: от простой до используемой в качестве декорации днем, а освещения — ночью.

Тип стекла: гладкое (лучше всего пропускает лучи), рифленое (увеличивает мощность фонарика на 12%), закаленное (самое дорогое, зато прочное и долговечное).

Особенности батарейки. Чаще всего используются никель-кадмиевые АКБ с довольно хорошими показателями. Но дольше служат никель-металлогидридные, правда, и стоят дороже. Качественные аккумуляторы достаточно менять раз в 10 лет, а вот дешевые модели могут потребовать замены уже через год-полтора после покупки

Поэтому помимо типа аккумулятора стоит обращать внимание на емкость батареи (чем она больше, тем лучше).

Также стоит учесть, что лучше брать светильники с ножкой от 1 м высотой (для освещения дорожек) и 1,5 м (для беседок). При этом имеет значение и производитель: надежные компании устанавливают более высокий ценник, но и качественная техника служит дольше.

Тип и емкость аккумулятора

В солнечных светильниках обычно ставят никель-кадмиевые аккумуляторы, которые достаточно неплохо себя зарекомендовали. Реже используют никель-металлогидридные батареи – они служат дольше, но и стоят дороже.

Если светодиоды рассчитаны на 60 000 часов эксплуатации, то аккумулятор – это более нежная деталь светильника. Качественный аккумулятор нуждается в замене примерно раз в 10 лет. Если же вы решили сэкономить и взяли фонарик подешевле, то велика вероятность, что первую замену батареи придется произвести уже через 1-1,5 года.

Также обращайте внимание на емкость аккумулятора, хотя некоторые производители ее не указывают. При прочих равных условиях лучше выбирать изделие с более емкой батареей – такой светильник сможет накопить больше энергии и дольше светить ночью

Правда, чтобы аккумулятор полностью зарядился, надо устанавливать изделие в зоне с максимальным естественным освещением.

Компоновка фонаря

Проводить работу нужно на столе, который хорошо освещен, а под рукой есть все необходимое. Может понадобиться пинцет, нож и другие инструменты. Также лучше иметь под рукой несколько проводов. Соединять части по схеме можно двумя способами:

1. Использовать универсальную монтажную плату или сделать ее самостоятельно. В этом случае основные узлы будут скомпонованы в одном месте и надежно закреплены. Купить проще всего в магазинах радиоэлектроники, там есть варианты разного размера, поэтому подобрать несложно.
2. Если платы под рукой нет, можно соединить детали навесным способом. У всех деталей ножки длинные, поэтому их можно соединять даже без использования проводов, но если нужно вынести какие-то детали подальше (например, вывести солнечную батарею наружу или выставить светодиоды), использовать медные провода в изоляции.

Продумайте расположение деталей заранее, разложите и примерьте их, чтобы понимать, как лучше соединить. На этом этапе можно внести поправки и избежать ошибок и сложностей.

Плата используется во всех готовых светильниках.

Из чего сделать плафон и как собрать светильник

После выбора варианта компоновки нужно подобрать корпус, чтобы защитить изделия от атмосферных воздействий. Это может быть небольшая пластиковая емкость, которая плотно закрывается или стеклянная баночка с крышкой. Чтобы сделать светильник на солнечных батареях своими руками, нужно следовать инструкции:

1. На выбранном плафоне (его верхней части) закрепить солнечную батарею. К ней должны быть прикреплены контакты, если их нет, впаивается контактная дорожка. Лучше всего приклеить на двухсторонний скотч, но сильно прижимать не надо. Контакты пропустить через крышку или другой элемент, предварительно сделав небольшие отверстия в подходящих местах. После того, как провода протянуты, отверстия заделать небольшим количеством атмосферостойкого герметика, влага не должна проникать внутрь.
2. Внутри корпуса нужно закрепить отсек для аккумуляторной батареи, его проще всего приклеить на герметик или клеевой пистолет. Далее расположить все остальные детали по схеме, надежно соединяя их. Если в работе не используется печатная плата, можно закрепить небольшой кусок пенопласта и вставлять ножки электронных элементов в него, чтобы они хорошо зафиксировались.
3. Светодиоды обычно располагают в нижней части. Если используется баночка, ничего особенно делать и не нужно. Но для повышения яркости можно собрать отражатель, используя толстую фольгу или компакт-диск, нарезанный на кусочки подходящего размера. Определить качество освещения сложно с первого раза, лучше попробовать разные варианты, чтобы подобрать тот, который будет светить лучше всего.
4. Если используется непрозрачный плафон, то одну из его стенок или нижнюю часть нужно вырезать и вставить рассеиватель или кусок прозрачного пластика подходящего размера. Тут нужно исходить из ситуации и подбирать то, что есть под рукой. Можно использовать рассеиватели или стекла от старых светильников или фонариков. Чтобы закрепить элемент и сделать соединение водонепроницаемым, лучше использовать прозрачный герметик, стойкий к ультрафиолету.
5. После соединения всех деталей схемы надо обязательно проверить ее работоспособность. Если все нормально, соединения нужно загерметизировать специальным карандашом или составом для контактов. Перед сборкой корпуса стоит прогреть его изнутри феном, чтобы убрать излишки влаги и предотвратить окислительные процессы внутри.
6. Можно прикрепить к готовому светильнику ножку, чтобы втыкать его в землю в подходящем месте, а можно подвешивать его. Для этого снаружи проще всего сделать крючок или петельку.

Кстати! На зиму светильник лучше убирать в теплое помещение. Это продлит срок службы, так как при отрицательных температурах аккумуляторы намного быстрее теряют свои свойства. Плюс из-за морозов и оттепелей внутри образовывается конденсат, окисляющий контакты и со временем разрушающий их.

Проверка работы системы перед сборкой.

Видео: Изготовление уличного фонаря на солнечной батарее

Список нужных деталей

В этом перечне всего 7 элементов, большую часть деталей можно найти в магазине радиоэлектроники. Но чтобы сэкономить, можно заказать комплектующие через “Алиэкспресс” или другие подобные сайты. Главное – подбирать все детали по маркировке, чтобы в итоге получилась работоспособная конструкция:

1. Резистор на 3,6 кОм.
2. Резисторы на 33 Ом (зависит от количества и мощности светодиодов).
3. Диод 1N5391 или аналоги (есть как импортные, так и отечественные варианты).
4. Транзистор 2N4403 (могут быть другие виды с подходящими характеристиками).
5. Аккумуляторная батарея на 3,6 В. Лучше подбирать литий-ионные, так как никель-кадмиевые не отличаются надежностью.
6. Солнечная фотопанель, лучше всего подойдут монокристаллические варианты как самые производительные и долговечные. Можно использовать и поликристаллические элементы. Главное – выбрать изделия сорта А или В, не брать варианты С и тем более D, так как они по характеристикам намного хуже, а срок службы меньше.
7. Светодиоды. Можно использовать 1 элемент на 3 Вт, но лучше взять 3 штуки мощностью 1 Вт. В этом случае хорошо использовать DIP-диоды, так как они лучше работают в условиях открытого воздуха, чем SMD.

Детали, которые необходимо иметь под рукой при сборке садового светильника.

Стоит заранее определить, в каком корпусе скомпоновать все узлы. Подойдут любые варианты, которые обеспечат удобное расположение деталей. Также надо приобрести паяльник и все материалы для пайки, если их нет под рукой.

Видео

Как сделать автоматический светильник на солнечном элементе, вы узнаете из нашего видео.

Источники

• https://FB.ru/article/362844/shema-sadovogo-svetilnika-na-solnechnyih-batareyah-sadovyiy-fonar-ustroystvo-i-remont-sadovogo-svetilnika-na-solnechnyih-batareyah
• https://econet.ru/articles/185372-kak-samomu-sdelat-sadovyy-svetilnik-na-solnechnyh-batareyah
• https://www.rmnt.ru/story/electrical/svetilniki-na-solnechnyx-batareykax-svoimi-rukami.986889/
• https://alter220.ru/solnce/shema-svetilnika-na-solnechnoj-bataree.html
• https://altenergiya.ru/sun/svetilnik-na-solnechnoj-bataree.html
• https://solar-energ.ru/kak-sdelat-sadovyj-svetilnik-ot-solnechnoj-batarei-svoimi-rukami.html

Во сколько обойдутся детали

В дешевых китайских светильниках стоимостью около 500 руб. используется всего один светодиод, чего явно недостаточно. Более того, напряжение аккумулятора составляет 1,5 В, именно поэтому свет очень тусклый.

Чтобы не тратить время зря, рекомендуется собирать светильники с оптимальной конфигурацией, в которую входят:

Элементы	Цена	Кол-во	Общая стоимость
Солнечные модули Eco-Source 52х19 мм	675 руб. за 40 шт. (на 4 светильника)	1 компл.	675,00 руб.
Аккумулятор SONY HR03 (1,2 В 4300 мАч)	885 руб. за 12 шт. (на 4 светильника)	1 компл.	885,00 руб.
Светодиоды BL-L513UWC	10 руб./шт.	12 шт.	120,00 руб.
Резистор СF-100 (1 Вт 33 Ом)	1,8 руб./шт.	12 шт.	21,60 руб.
Транзистор 2N4403	6 руб./шт.	4 шт.	24,00 руб.
Диод 1N5391	2,5 руб./шт.	4 шт.	10,00 руб.
Резистор CF-100 (1 Вт 3,6 кОм)	1,9 руб./шт.	4 шт.	7,60 руб.
Итого:			1743,20 руб.

Выходит, что для сборки одного качественного светильника нужно комплектующих примерно на 435 руб. Но из этих же деталей, докупив последние 3 позиции, можно сделать 12 аналогов дешевых китайских светильников.

Лучшие газонные светильники на солнечных батареях

Модели, входящие в эту группу, размещаются на поверхности садовых дорожек, клумб и других зонах участка, нижнюю часть для удобства имеет острый конец. Для монтажа не требуется специальных навыков и сложных приспособлений.

Globo Lighting Solar 33271

Австрийские производители предлагают светильник, выполненный в форме уличного фонаря, какие встречались в старину. Классический дизайн никогда не испортит интерьер и гармонично впишется на любом садовом участке. Модель крепится при помощи гнутой стойки, высота которой составляет 68 см. Солнечная батарея вырабатывает электрический ток , напряжение составляет 1,2 В. Такой величины достаточно для работы светодиодной лампы мощностью 0,05 Вт. При помощи Globo Lighting Solar 33271 можно светить территорию площадью около 0,1 кв. м. Плафон, базируемый на корпусе из металла, имеет прямоугольную форму и выполнен из прозрачного пластика. Низкая защита от пыли и влаги (IP44) не позволяет конкурировать с моделями других фирм. Арматура имеет разные цвета, что позволяет выбрать наиболее подходящий вариант (чёрный, коричневый, бронзовый, медный, латунный)

Необычный внешний вид под старину и простой монтаж привлекает внимание потребителей. Радует также разумная цена

Globo Lighting Solar 33271
Достоинства:

• простота монтажа;
• классический дизайн;
• умеренная цена.

Недостатки:

маленькая площадь освещения.

Novotech Solar 357201

Качественный светильник венгерской фирмы имеет доступную цену. Однако это не главное его достоинство. Экспертам больше всего понравилась универсальность изделия. Изящная модель в  форме цилиндра гармонирует с элементами садовой аллеи или входной группы. Хромированный корпус стойки и пластиковый белый плафон дополняют друг друга и смотрятся очень эффектно. Мощность светодиодов составляет 0,06 Ватт. Освещаемая площадь — 1 кв. м. Длительность службы рассчитана 30000 часов. Помимо солнечной батареи в комплектации модели имеется аккумулятор, емкость которого составляет 200 мАч. Покупателям нравится как красивый внешний вид, так и доступная цена.

Novotech Solar 357201
Достоинства:

• недорогой;
• стильный;
• долговечный;
• имеет дополнительный аккумулятор;
• универсальный.

Недостатки:

неустойчивый.

FERON 6178

Покупателей привлекает больше всего красивый дизайн и невысокая цена. Качество материалов корпуса для внутренних деталей безупречно. Светодиоды излучают белый свет. Светильник легко устанавливается на грядки, клумбы или в палисаднике. Корпус не выгорает и хорошо защищен от влаги и пыли. В пасмурную погоду эффекта от такого изделия не очень много.

FERON 6178
Достоинства:

• сделан из качественных невыгорающих материалов;
• лёгко устанавливается;
• имеет красивый дизайн.
• недорогой.

Недостатки:

нет.

Globo Lighting Solar 33839

Еще один представитель австрийской фирмы интересен тем, что в его корпус встроен термометр. Пластиковый плафон имеет форму конуса и крепится на металлической основе. Светодиодная лампочка потребляет мощность около 0,06 Вт. При этой характеристике обеспечивается световой поток около 270 лм, площадь освещения ограничена, можно подсветить всего лишь небольшой участок размером около 0,1 кв. м. Питание обеспечивается за счёт солнечной батареи напряжением 3 В. Светильник закрепляется на поверхности грунта при помощи стойки высотой 37,7 см. имеет доступную цену, внешне очень красивый, простой монтаж — именно эти качества привлекают покупателей.

Globo Lighting Solar 33839
Достоинства:

• наличие встроенного термометра;
• демократичная цена;
• интересная форма;
• простой монтаж.

Недостатки:

• небольшая площадь освещения;
• плохая устойчивость;
• низкое расположение термометра.

«Чудесный сад» Ирисы белые 695

Достойное место в рейтинге занимает оригинальная конструкция «Чудесный сад», разработанная российскими конструкторами. Светильник является прекрасным украшением садового участка, цветы смотрится как настоящие. В темноте приспособление служит для освещения участка. В плафон, выполненный в форме ирисов, вмонтированы 4 светодиода, отвечающие за подсветку. Суммарная мощность — 2,4 Вт. Защита корпуса от пыли и влаги — IP44. Переменное свечение даёт прекрасный эффект, в комплект входит солнечная батарея и датчик освещенности. Многоцветные переливы очень нравится покупателям.

светильник «Чудесный сад» Ирисы белые 695
Достоинства:

• красивый внешний вид;
• доступная цена;
• наличие датчика освещенности.

Недостатки:

нестабильность.

Производители

На рынке светильников-шаров имеется множество организаций, занимающихся производством садового оборудования. Однако среди всех можно особенно выделить следующих производителей.

Плюсы:

• современный дизайн;
• высокое качество;
• лёгкое обслуживание.

Минусы: низкая мощность освещения.

Итальянская компания Fumagalli

Модель выполнена в чёрном шарообразном корпусе. Алюминиевый каркас позволяет легко его устанавливать и не требует особого ухода. Светильник подойдёт для освещения дворовой территории и садовых дорожек.

Плюсы:

• низкая стоимость;
• стильный дизайн;
• качество сборки.

Минусы: малый объём аккумулятора.

Австрийский светильник Globo Lighting

Модель можно считать эталоном стиля. Светильник отличается высокой хромированной стойкой, на которую крепится шарообразный плафон. В конструкции имеется четыре светодиодные лампы, питающиеся от солнечной батареи.

Плюсы:

• яркое освещение;
• прост в установке;
• малое энергопотребление.

Минусы: высокая стоимость.

Российская фирма Feron

Наиболее успешным представителем фирмы считается светильник Северный свет. Модель выполнена в шаровидной форме на опорном столбике.

Плюсы:

• элегантный вид;
• легкость в обслуживании;
• простота в сборке.

Минусы: низкое качество гидроизоляции.

Paulman

Модель выполняется шаровидной формы и может погружаться в грунт на 50 мм. Лампа способна выдерживать высокую нагрузку и воздействия окружающей среды. Прочность обеспечивается металлическим корпусом и плафоном из поликарбоната.

Плюсы:

• качество сборки;
• яркость освещения;
• долгий срок службы.

Минусы:

• высокая стоимость;
• большие размеры лампы.

Установка и уход

Чтобы солнечные светильники прослужили как можно дольше, стоит придерживаться несложных правил:

• составить проект освещения, выбрать виды обычных фонарей и солнечных светильников, а для последних определить наиболее солнечные места;
• монтаж проводят аккуратно, чтобы не повредить светильник;
• во время эксплуатации корпус надо протирать от пыли, которая мешает проникновению лучей солнца;
• на период сильных морозов лучше прятать солнечные светильники в помещение, извлекая аккумуляторы;
• батарея нуждается в периодической замене;
• возле водоемов используются специальные водостойкие светильники.

Пусть экономное и практичное освещение радует вас долгие годы!

Статья написана для сайта remstroiblog.ru.

Конструкция садового светильника с солнечной панелью

Чтобы понять, как работают садовые фонари на солнечных батареях, необходимо изначально разобраться в их конструктивных особенностях. С виду фонарь может иметь практически любые размеры, форму и способ монтажа. В большинстве случаев это стеклянный элемент округлой формы, который закреплен на каркасе из пластика. В нижней части есть пластиковый колышек, благодаря ему можно закрепить фонарь над землей. Сам фонарь имеет такие основные компоненты внутри:

• Солнечная панель. Это основа работы данного оборудования. Панель может быть кремниевой и пленочной. Кремниевый вариант обладает большим сроком службы, принимает максимум солнечной энергии и быстро заряжает батарею, но при этом он дорогой. Пленочная панель имеет демократичную цену, но КПД здесь ниже.
• Аккумулятор. Батарея имеет небольшую емкость, но этого достаточно для многочасового свечения фонаря. В хороших фонарях используются литий-ионные аккумуляторы, они долго держат заряд и при небольших размерах имеют хорошую мощность.
• Светодиодный элемент. В качества источника света используются светодиоды, они потребляют минимум энергии, но дают хорошее освещение. Также светодиоды отлично показывают себя в любых условиях, именно поэтому фонари на солнечных батареях зимой работают в штатном режиме.
• Контроллер питания. Небольшая микросхема внутри фонаря, которая выполняет роль коммутатора. К плате присоединена солнечная панель, она дает энергию, которая направляется на аккумулятор и заряжает его. Далее аккумулятор через ту же плату подает энергию на светодиод, он уже издает свет.

Разобраться в том, как работает фонарик на солнечной батарее просто. Это автономное устройство, которое не требует замены элементов питания и подзарядки. Все происходит в автоматическом режиме, панель принимает энергию солнца и конвертирует ее в электрический ток, после чего уже заряжается аккумулятор и светит диод.

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.

Принципиальная схема простого для повторения светильника

Приведенная ниже принципиальная схема светильника, работающего от энергии солнечного света весьма проста, и многократно опробована многочисленными любителями, специализирующихся на изготовлении полезных устройств своими руками.

Принципиальная схема

Как она работает:

• В дневное время солнечная панель (S) преобразует энергию световых лучей в электрическую.
• Вырабатываемый ею ток через диод D1 заряжает аккумуляторную батарею (А).
• Положительный потенциал, приложенный к базе через резистор R1, «удерживает» транзистор Т1 в закрытом состоянии и светодиод D2 не горит.
• При значительном снижении освещенности солнечной панели транзистор открывается (из-за уменьшения положительного потенциала, приложенного к базе) и подключает светодиод D2 к аккумуляторной батарее. Светодиод начинает гореть.
• Диод D1 препятствует разряду аккумулятора через солнечную панель.
• С наступлением рассвета положительное напряжение, поступающее с «+» вывода солнечной панели на базу «закрывает» транзистор Т1 и светодиод D2 перестает гореть, а аккумуляторная батарея снова начинает заряжаться.

Разновидности садовых светильников

Садовые светильники, работающие от солнечных панелей, представлены широким ассортиментом моделей и конструкций.

Они классифицируются по различным параметрам и характеристикам;

• Материалы, применяемые в приборах. Чаще всего – это прочный пластик, металлы и их сплавы, дерево твердых пород. Каждое осветительное устройство монтируется на улице, поэтому для обработки материалов используются специальные средства. Металлы покрываются антикоррозийными составами, а дерево пропитывается веществами, предотвращающими рассыхание и гниение. Плафоны изготавливаются из различных видов стекол. Поверхности могут быть гладкими, максимально пропускающими свет или рефлекторными – наиболее эффективными при пасмурной погоде. Существуют более прочные закаленные стекла, защищающие от механических воздействий.
• Аккумуляторные батареи. Применяются для накопления электроэнергии, полученной из солнечного света. Никель-кадмиевые АКБ обладают мощностью до 700 мА/ч и обеспечивают работу ламп в течение 8-10 часов. Более современными и эффективными считаются никель-металлогидридные модели с высокими технико-экономическими показателями.
• Различные виды кремния, используемые в фотоэлементах. В основном используются монокристаллические и поликристаллические варианты. Первые стоят дороже, но они более эффективны и долговечны. Вторые элементы используются в дешевых моделях поскольку в процессе эксплуатации наступает быстрая потеря потенциала и снижение работоспособности. Они больше подходят для декоративной подсветки и применяются эпизодически в летнее время.

Схема садового светильника

Конструктивно, садовый светильник, работающий на солнечной батарее, состоит из следующих частей:

1. Корпус – может быть различной конструкции, в зависимости от способа установки, материала, используемого при изготовлении и его предназначения.
2. Солнечная батарея – является источником питания электрического аппарата.
3. Источник света – электрическая лампа, как правило малой мощности (светодиод) и значительным световым потоком.
4. Устройства автоматики – датчики освещенности и движения, обеспечивают включение в темное время суток и при попадании движущегося объекта в зону охвата датчика, соответственно.
5. Аккумулятор (АКБ) – является накопителем электрической энергии, обеспечивающей работу источника света.
6. Электронный блок (контроллер) – отвечает за режим заряда аккумулятора и работу источника света.
7. Коммутационный аппарат – служит для отключения прибора, когда нет необходимости в его работе.

Схематически, садовый светильник, работающего на солнечной батарее, выглядит следующим образом: 

На данном рисунке коммутационные устройства и средства автоматики не указаны. Принцип работы основан на преобразовании солнечной энергии в электрическую, которое происходит внутри фотоэлементов, являющихся основой солнечной батареи.

Все элементы – АКБ, контроллер и источники света, помещаются в общий корпус, солнечная панель может в него встраиваться или быть выносной, в соответствии с конструкцией конкретной модели.