Є цілі міста, які повністю забезпечують свою потребу в електриці сонячною енергією. В Україні прилади на сонячних батареях часто використовуються в заміських і приватних будинках. Такий тип світильників застосовується також на автомагістралях, міських вулицях та інших важкодоступних для підводу електрики місцях.
Як працює світильник на сонячній батареї
Основою світильника є сонячна батарея. Це набір фотогальванічних осередків, які під впливом сонячного світла виробляють електричний струм. Конструкція виконана з двох шарів кремнієвих напівпровідників із різною провідністю. При нагріванні сонячним світлом верхнього «сонячного» шару, що слугує як катод, електрони з атомів кремнію «вибиваються» фотонами світла.
Після чого вони перетікають до атомів нижньої пластини, яка служить анодом. З нижньої пластини електрони рухаються по з’єднувальним провідникам через акумулятор, заряджаючи його, і повертаються у верхню пластину. Так працюють усі комплекти сонячних електростанцій від https://www.solargarden.com.ua/product-category/komplekty/.
Залежно від будови кремнієвих кристалів розрізняють три типи фотоелементів для сонячних панелей:
- полікристалічний;
- монокристалічний;
- аморфний.
Виробництво полікристалічних панелей найменш затратне, але такі фотоелементи мають низький коефіцієнт корисної дії. Монокристалічні фотоелементи відрізняються максимальним ККД у 25 %. У цьому випадку кристали кремнію мають менше граней, що дає змогу електронам переміщатися з більшою швидкістю.
Вартість таких батарей, відповідно, вище, але зате для вироблення однакової кількості електроенергії використовується менша площа фотоелементів, ніж у разі застосування полікристалічних моделей. Для виробництва аморфних панелей потрібно в кілька разів менше кремнію, ніж для виробництва кристалічних аналогів. Водночас вони можуть виробляти електроенергію при недостатній освітленості.
Наступний важливий елемент — акумулятор. Він призначений для накопичення енергії. Зазвичай використовуються нікель-металогідридні або нікель-кадмієві моделі, які витримують велику кількість циклів заряду-розряду.
До складу світильника входить контролер заряду. Залежно від рівня заряду він виробляє підключення або відключення сонячної панелі. Контролер може виконувати функцію автоматичного включення світла з настанням сутінків. На деяких моделях ця опція дублюється механічним вимикачем. Складні типи пристрою можуть контролювати максимальний рівень потужності.
У перелік елементів сонячної панелі може входити інвертор-перетворювач постійного струму в змінний. Забезпечити захист системи від можливих стрибків напруги покликаний стабілізатор.
Джерела світла у світильниках на сонячних батареях найчастіше виготовляються з використанням світлодіодів. Вони споживають невелику кількість енергії, не нагріваються й мають тривалий гарантійний термін експлуатації.
Усі перераховані компоненти розміщуються в корпусі, стійкому до впливу прямих сонячних променів, атмосферних опадів і пилу. Іноді конструктивно сонячна батарея розміщується окремо від самого світильника.
Переваги та недоліки світильників на сонячних батареях
Для того, щоби знати, як правильно вибрати світильник на сонячній батареї потрібно грамотно оцінити їх переваги та недоліки.
Це обладнання має такі переваги:
- Автономність. Немає потреби прокладати дроти від центральної електромережі. Світильники на сонячних батареях не вимагають регулярної заміни батарейок.
- Компактність. Побутові моделі таких освітлювальних приладів мають незначною вагою, малими розмірами та універсальним кріпленням.
- Економічність. Нема потреби платити за електрику. Світлодіодні лампи в сучасних світильниках, мають тривалий термін експлуатації.
- Простота й легкість монтажу. При установці світильників не потрібні спеціальні професійні навички та особливі інструменти.
Важливо враховувати не тільки переваги, але й недоліки:
- Залежність функціонування від кліматичних чинників. Чим більше географічна широта, тим коротше світловий день. Кількість сонячних днів у більшості регіонів нашої країни теж невелика. Сонячні батареї можуть не добирати енергії для повної зарядки акумулятора та ефективної роботи ліхтарів у нічний час.
- Нестабільний рівень освітлення. Під час роботи яскравість ламп поступово знижується.
- Імовірність збоїв у роботі світильника в екстремальних погодних умовах.
- Підвищені вимоги до обслуговування.
Як правильно вибрати світильник на сонячній батареї
При влаштуванні освітлення потрібно проаналізувати характеристики моделі, щоби зрозуміти яку площу й наскільки яскраво може освітлювати прилад. Це впливає на необхідну кількість світильників і на відстань між ними. Не всі можуть розібратися в номінальній потужності світлодіодних ламп. Сонячна енергія — це енергія майбутнього. Вибираючи освітлення з фотопанелями, ви вибирайте незалежність і екологічність. Обладнайте світло на дачі або у дворі котеджу та оцініть можливості таких світильників.