Dystrybucja światła słonecznego i ciepła. Wielkości techniczne oświetlenia: strumień świetlny, natężenie światła, oświetlenie, jasność, jasność

Stosunek do źródła alternatywne Energetyka w naszym kraju stopniowo zaczyna się zmieniać. Jeszcze kilka lat temu było to postrzegane jako moda, ale teraz to wszystko więcej ludzie zaczynają zbierać informacje o tym, jak mogą zaoszczędzić na rachunkach użyteczności publicznej. Jeden z ciekawe kierunki — oświetlenie uliczne NA zasilany energią słoneczną. Trudno powiedzieć, czy da się na tym zaoszczędzić – zależy to od wielu czynników. Ale zrób oświetlenie z energia słoneczna Móc. Nawet na dwa sposoby.

Oświetlenie zewnętrzne - złożony system i jest on podzielony na kilka elementów:

Nie wszystkie części są koniecznie obecne w którymkolwiek z nich, ale wszystkie mogą być. Większość lub nawet całość tego systemu może być zasilana przez panele słoneczne. Co więcej, oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną można wykonać na dwa sposoby:

Czy opłaca się zastosować panele fotowoltaiczne do oświetlenia terenu? Odpowiedź może być udzielona wyłącznie indywidualnie dla każdego przypadku. Wydajność systemów fotowoltaicznych zależy w dużej mierze od regionu i liczby słonecznych dni. Korzyści ekonomiczne (zwrot) wynikają z taryf za energię elektryczną.

Obliczenia systemowe

Jeśli zdecydujemy się na niezawodne oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną - w przypadku akumulatorów należy przede wszystkim wymienić wszystkie lampy i latarnie na diody LED zasilane napięciem 12 V. Dlaczego tak jest? Ponieważ baterie się rozładowują napięcie stałe, a niektóre mają właśnie 12 V. Można z tego układu zasilić lampy 220 V, ale potrzebny będzie też falownik, który zamieni 12 V na 220 V. A to jest dodatkowy wydatek. Dlatego wskazane jest wybranie właśnie takich lamp, latarni i lamp.

Znalezienie mocy i liczby paneli słonecznych

Aby system był niezawodny, należy obliczyć moc paneli słonecznych i pojemność akumulatorów, które ją zapewnią. Procedura obliczeniowa jest następująca:

Następnie pozostaje kwestia wyboru paneli słonecznych. Ty wybierasz, poznajesz ich powierzchnię, liczysz ilość sztuk. Ich łączna powierzchnia nie powinna być mniejsza niż nasza. Wskazane jest nawet posiadanie rezerwy, ponieważ zawsze zdarzają się okresy o gorszej charakterystyce niż średnia.

Baterie

Konieczne jest również obliczenie pojemności akumulatorów, które powinny zapewnić energię lampom w przypadku przedłużającej się złej pogody. Tutaj będziesz także potrzebować danych prognostycznych pogody. Ale będziesz już potrzebował najbardziej długi okres plucha. Ponadto do obliczeń potrzebne jest dzienne zużycie energii, aby utrzymać wydajność (punkt 3 w poprzedniej sekcji).

Kalkulacja jest prosta. Dzienne spożycie mnożymy przez liczbę dni złej pogody. Dostajemy rezerwę, jaką powinny zapewnić baterie. Następnie musisz poszukać baterii odpowiednie cechy. Wystarczy zabrać go z rezerwą pojemności 30-40%, ponieważ pełne rozładowanie skraca żywotność akumulatorów. Dlatego niepożądane jest ich nadmierne rozładowywanie.

Baterie do paneli słonecznych - tak różne rozmiary i parametry

Czasami producenci wskazują jedynie możliwą rezerwę energii, która jest wyrażana w A/h (amperogodzinach). Wartość tę można przeliczyć na W/godzinę, jeśli pomnoży się ją przez napięcie robocze akumulatora (wskazane w danych technicznych). Przykładowo akumulator Ventura GP 12-26 - napięcie 12 V, pojemność 26 Ah. Można to przeliczyć na watogodziny w następujący sposób: 12 V * 26 A*h = 312 Wh.

Wybór kontrolera

Zacznijmy od ustalenia, dlaczego w tym systemie potrzebny jest kontroler. Jeśli podłączysz panel słoneczny bezpośrednio do akumulatora, ładowanie rozpocznie się po dostarczeniu prądu. Po osiągnięciu maksymalnego napięcia ładowania (zależnie od rodzaju akumulatora i jego temperatury) należy go wyłączyć. Jeśli nie ma kontrolera, należy to zrobić ręcznie. Jeśli wyłączysz go w niewłaściwym momencie, doprowadzi to do wrzenia elektrolitu, skracając żywotność akumulatora. Potrzebujesz więc kontrolera.

Kontrolery słoneczne występują w trzech typach:

W rzeczywistości wybór kontrolera panelu słonecznego jest prosty: najlepsza opcja- MPPT, nieźle - PWM. W skrajnych przypadkach odpowiednie jest również ONN/OFF, ale lepiej z niego nie korzystać.

Wybierając sterownik warto zwrócić także uwagę na to, że może on dostosowywać parametry układu w zależności od temperatury akumulatora. Aby to zrobić, musi mieć czujnik ciepła. Może być wbudowany lub zdalny. Modele zdalne pokazują bardziej poprawne dane, dlatego preferuj takie modele.

Przykład obliczeń systemowych

Aby obliczyć system oświetlenie słoneczne na ulicy było jaśniej, dajmy przykład. Należy zapewnić energię lampom o łącznej mocy 10 W i napięciu 12 V. Najdłuższy czas pracy wynosi 14 godzin, najniższy poziom nasłonecznienia w roku wynosi 1,21 kWh/m2/dobę. Obliczenie jest następujące:

Wybierając sprzęt, możesz nawet zwrócić uwagę na większą pojemność akumulatora i większą wydajność lub obszar układu słonecznego. Czasami, paradoksalnie, bardziej produktywny sprzęt kosztuje mniej. Nie jest też faktem, że po pewnym czasie nie będziesz chciał dokładać obciążenia do systemu. Więc zaopatrzenie się przyda.

Kwestia ceny

Oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną w tym projekcie nie jest tanim przedsięwzięciem. Przykładowo dla podanego przykładu obliczeń można wybrać następujący sprzęt:

• Polikrystaliczne ogniwo słoneczne o mocy 250 W wyprodukowane przez Chinaland Solar Energy. Koszt 15160 rubli.
• Kontroler ładowania Tracer MPPT (100 V), 20 A, 12/24 V, wyprodukowany przez firmę Beijing Epsolar Technology. 8640 rubli.
• Bateria żelowa GX12-150, 150 Ah, GEL, wyprodukowana przez firmę Delta - 21 230 rubli lub GX12-200, 200 Ah GEL kosztuje 26 160 rubli.

W sumie sprzęt kosztuje nieco ponad 45 tysięcy rubli. Ale będziesz także potrzebował wsporników do montażu baterii słonecznej (2-3 tysiące rubli), uszczelnionych złączy i specjalnych przewodów do energii słonecznej (to kolejne 1-2 tysiące rubli). Pomysł naprawdę nie jest tani.

Aby całkowicie przekształcić oświetlenie uliczne w energię słoneczną, jest to wymagane duża liczba baterie...

Jak można obniżyć koszty? Zakup sprzętu produkcja krajowa bezpośrednio od producentów. Na przykład akumulatory można kupić w Zelenograd Telecom STV, falowniki i sterowniki w MAP Micro Art LLC. Ponadto zamiast specjalnych akumulatorów kupują akumulatory samochodowe 12 V; nie mają tych samych właściwości, trzeba je częściej wymieniać, ale są znacznie tańsze. Nawet biorąc pod uwagę fakt, że trzeba je wymieniać co 2-3 lata. W takich warunkach oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną może kosztować o połowę mniej.

Oświetlenie uliczne za pomocą lamp/latarni z panelami słonecznymi

Jeśli korzystasz z latarni lub lamp zasilanych energią słoneczną z wbudowanymi akumulatorami, żaden inny sprzęt nie jest wymagany. Jednak system okazuje się niewystarczająco niezawodny, aby wykonać na przykład oświetlenie bezpieczeństwa. Ale takie lampy są bardzo łatwe w montażu, nie wymagają podłączenia do źródeł zasilania. Są całkowicie autonomiczni. Oznacza to, że nie ma potrzeby układania kabli łączących źródła światła w jeden system, a jest to znaczny wydatek i duży nakład pracy.

Słoneczne oświetlenie uliczne – włączone różne gusta, do różnych celów

Montaż lamp/latarni na ogniwa słoneczne

Lampa zasilana energią słoneczną ma praktycznie taką samą budowę jak układ opisany w poprzednim akapicie: składa się z panelu z konwerterami fotowoltaicznymi, małej baterii i minikontrolera. Wszystko to jest kompaktowo zapakowane w obudowę.

Akumulator w zależności od konstrukcji i mocy lampy można zamontować na górze klosza (jak w małych ogrodowych lampach solarnych) lub umieścić nieco z boku (zwykle dzieje się to w latarniach z mocnymi lampami, gdyż znaczne ładowanie potrzebna jest moc).

Bateria znajduje się obok lub wewnątrz obudowy. Istnieją dwa typy: tańsze modele są wyposażone w elementy niklowo-kadmowe (oznaczone NI-CD), droższe są zwykle wyposażone w niklowo-wodorkowe (oznaczone NI-MN). Aby lampy świeciły dłużej, lepiej kupić lampy z bateriami drugiego typu. Ale kosztują więcej. Ponieważ są one zwykle wykonane z droższych materiałów, są montowane w wyższej jakości.

Wygląd i materiał

Pierwszą rzeczą, na którą musisz zwrócić uwagę, jest projekt zewnętrzny. Jest ich wiele różne formy i style, dzięki czemu możesz znaleźć latarnię słoneczną na każdy gust. Ale z doświadczenia wynika, że prostsza forma, tym bardziej niezawodnie to działa. Rzecz w tym, że dla normalne działanie Korpus lampy musi być uszczelniony i dlatego złożona forma trudne do osiągnięcia. Dlatego oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną najlepiej wykonywać za pomocą latarni o lakonicznym kształcie.

Korpus i noga lampy wykonane są z metalu lub tworzywa sztucznego. Modele plastikowe- najtańsze, większość jest made in China, a najczęściej same się świecą i szybko psują się. Licz na mniej więcej długoterminowy nie warto używać.

Latarnie na ogniwa słoneczne wykonane z metalu są znacznie droższe. Ale takie oświetlenie zewnętrzne zasilane energią słoneczną jest trwalsze. Metal może być malowany na stal, stop aluminium, stal nierdzewną (błyszczącą lub matową, czernioną). Stosowane są tutaj droższe materiały, wyższej jakości diody LED i ogniwa słoneczne. Ceny są jednak również znacznie wyższe.

Jak wybrać według parametrów technicznych

Po wybraniu parametrów zewnętrznych musisz się w nie zagłębić szczegóły techniczne. Przede wszystkim zwróć uwagę na moc, rodzaj i pojemność lampy bateria. Normalni producenci podają liczbę diod LED i ich ogólną jasność. Im większa moc lampy, tym duży obszar to się oświeci. Ale powinno być więcej potężna bateria- w celu zapewnienia wymaganego czasu pracy.

Zwykłe lampy mogą pracować 8-10 godzin (przy pełnym naładowaniu). Ale taki czas świecenia nie zawsze jest konieczny - gdy noce są krótkie, oświetlenie uliczne może działać przez 5-6 godzin, a nawet krócej. Aby oświetlenie nie działało „na biegu jałowym”, w lampach wbudowane są czujniki światła. Jest to dość przydatna opcja, dlatego też na nią zwrócimy uwagę.

warunki użytkowania

Wiele latarni i opraw oświetlenia ulicznego zasilanych energią słoneczną ma poważną wadę: źle znoszą mróz. Z reguły są to latarki z taniego i średniego przedziału cenowego. Jeśli są eksploatowane w temperaturach poniżej +25°C, ich żywotność ulega znacznemu skróceniu. Awarie są jeszcze szybsze, jeśli działają w temperaturach poniżej zera. Dlatego takie lampy nadają się tylko do daczy - w sezonie daczy. Należy pamiętać, że nie wszyscy producenci o tym ostrzegają. Często należy poprosić o dodatkowe informacje.

Wysokość latarni słonecznych może się różnić. Są to już solidniejsze modele „mrozoodporne”.

Jeśli słoneczne oświetlenie uliczne musi działać przez cały rok, szukaj modeli „mrozoodpornych”. Istnieją, ale w wyższym przedziale cenowym. Wykorzystują mrozoodporne ogniwa słoneczne i baterie i są wykonane ze stali. W związku z tym kosztują więcej.

Głównym źródłem decydującym o świetle naturalnym jest Słońce. Skład widmowy promieniowania słonecznego na granicy atmosfery jest zwykle przybliżany przez promieniowanie ciała doskonale czarnego o temperaturze K. Prawdziwy rozkład energii w widmie promieniowania słonecznego różni się nieco od rozkładu ciała doskonale czarnego o temperaturze K : w zakresie 0,4...0,75 μm Słońce emituje więcej energii niż czarny emiter w K, w zakresie ultrafioletu jest jej mniej, a w zakresie podczerwieni różnice są nieznaczne. Słońce jako emiter jest kulą i teoretycznie emituje rozbieżny strumień promieni, jednak ze względu na dużą odległość Słońca, jego promieniowanie na powierzchni Ziemi praktycznie reprezentuje strumień promieni równoległych. Powstało oświetlenie energetyczne promienie słoneczne w płaszczyźnie prostopadłej do nich na zewnątrz ziemska atmosfera w średniej odległości Ziemi od Słońca charakteryzuje się stałą słoneczną.

Oświetlenie naturalnych krajobrazów zależy od wysokości Słońca nad horyzontem i wpływu atmosfery. Wysokość Słońca dla obszaru o szerokości i długości geograficznej geodezyjnej określa się za pomocą następującego wzoru obliczeniowego:

gdzie jest deklinacja Słońca w dniu obserwacji; – różnica długości geograficznej Słońca i obserwatora (kąt godzinny).

Różnica długości geograficznej (stopnia) jest powiązana z czasem lokalnym zależnością , gdzie to czas w godzinach i jego ułamkach.

W danym momencie czasu moskiewskiego wartość tę wyznaczają następujące równości odpowiednio dla czasu zimowego i letniego:

gdzie jest równaniem czasu (korekta czasu) w ułamkach godziny.

Deklinację słoneczną podano w tabeli, ale można ją wyznaczyć analitycznie z wystarczającą dokładnością do modelowania: , gdzie jest czasem w dniach od równonocy dobowej (22 marca) do daty wykonania zdjęcia. Wartości są określane za pomocą nomogramu lub tabel.

Aby symulować realistyczne obrazy w naturalnym świetle, konieczne jest również określenie azymutu Słońca, do obliczenia którego używane są i:

W procedurach syntezy obrazu zaleca się stosowanie wektora jednostkowego wskazującego kierunek do Słońca. Jeżeli zastosujemy prawoskrętny topocentryczny układ współrzędnych, w którym oś jest skierowana na północ, a oś jest prostopadła do powierzchni Ziemi i skierowana do zenitu, to składowe wektorów wzdłuż osi będą określone przez następujące zależności :

(1.3.4)

Należy pamiętać, że do scharakteryzowania położenia Słońca wraz z wysokością stosuje się odległość od zenitu.

Wpływ atmosfery objawia się osłabieniem bezpośredniego promieniowania słonecznego i jego rozproszeniem. Zgodnie z tym o oświetleniu powierzchni Ziemi decydują dwa strumienie świetlne: osłabione promieniowanie bezpośrednie i rozproszone promieniowanie promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi.

Znaczna niestabilność właściwości atmosfery, znaczna liczba czynników powodujących jej zmienność, nie pozwalają na dokładną prognozę oświetlenia. Zwykle stosuje się modele przybliżone z ograniczoną liczbą parametrów charakteryzujących właściwości optyczne atmosfery. Do obliczeń powszechnie stosuje się model średniej atmosfery standardowej. Oświetlenie widmowe wytwarzane przez Słońce w pobliżu powierzchni Ziemi na obszarze prostopadłym do promieni słonecznych, przy bezchmurnym niebie i standardowej atmosferze, określa wzór

, (1.3.5)

gdzie jest oświetlenie widmowe wytwarzane przez promieniowanie słoneczne na granicy atmosfery; – głębokość optyczna atmosfery.

Uogólniony parametr można praktycznie zastosować w zakresie , w obrębie którego osłabienie bezpośredniego promieniowania słonecznego wynika głównie z rozpraszania molekularnego i aerozolowego (ryc. 1.3.1).

Ryż. 1.3.1. Tłumienie bezpośredniego promieniowania słonecznego w atmosferze:

1 – promieniowanie słoneczne na granicy atmosfery; 2 – promieniowanie słoneczne na powierzchni ziemi; 3 – dyspersja aerozolowa; 4 – absorpcja w atmosferze

Dla tego zakresu zależność długości fali dla atmosfery standardowej jest opisana wzorem empirycznym

gdzie jest głębokość optyczna atmosfery w nm. Przy obliczaniu zgodnie z (1.3.6) wartości są zastępowane w nanometrach.

W obliczeniach zwykle stosuje się kilka standardowych wartości. Dla umiarkowanie mętnej atmosfery wynosi ona 0,3. Niskie zmętnienie atmosfery odpowiada wysokiemu zmętnieniu.

Oświetlenie wytworzone przez bezpośrednie promieniowanie Słońca w dowolnie zorientowanym miejscu jest określone przez kąt między jednostkowym wektorem kierunku do słońca a normalnym wektorem jednostkowym do miejsca:

, (1.3.7)

gdzie jest iloczynem skalarnym wektorów i .

Program syntezy obrazu musi uwzględniać warunek oświetlenia nieujemnego

Jeżeli warunki (1.3.8) nie są spełnione, ta strona obiektu nie jest oświetlona: . Jednostkowy wektor normalny do miejsca musi być skierowany od powierzchni, której oświetlenie jest obliczane. Oznacza to, że w zasadzie platformę charakteryzują dwa jednostkowe wektory normalne i , wyznaczające jej dwa boki. To oczywiste.

Zauważ, że od ogólna formuła w celu określenia oświetlenia (1.2.23) bezpośrednio następuje podany w literaturze wzór na oświetlenie powierzchni ziemi. Do poziomej powierzchni ziemi i dlatego .

Oświetlenie generowane przez promieniowanie rozproszone zależy od jasności nieba. Znaczenie uwzględnienia promieniowania rozproszonego wynika z faktu, że określa ono oświetlenie obszarów sceny znajdujących się w cieniu.

Jasność dowolnego punktu na niebie jest funkcją czterech podstawowych parametrów: wysokości Słońca, przepuszczalności atmosfery, odległości od zenitu punktu na niebie oraz kąta pomiędzy kierunkiem do Słońca i dany punkt firmament.

Obliczenie oświetlenia dowolnie zorientowanego obszaru, z uwzględnieniem rzeczywistego rozkładu jasności nieba, wymaga całkowania numerycznego za pomocą tabeli określone funkcje. To znacznie komplikuje procedurę obliczania oświetlenia punktów na płaszczyźnie obrazu. Procedurę obliczeniową można znacznie uprościć, jeśli przyjmie się, że jasność wszystkich punktów na niebie jest taka sama i równa jakiejś wartości średniej. Średnią jasność nieba można przybliżyć na podstawie zależności formy

Wartość zależy stosunkowo słabo od i . W niektórych przypadkach przyjmuje się, że jest stała. Bardziej dokładne przybliżenie można uzyskać zakładając . Różnice w wynikach uzyskanych na podstawie dokładniejszych modeli i przedstawionych powyżej są jednak niewielkie. Maksymalne różnice sięgają 20% tylko na znacznej wysokości Słońca ().

Aby określić oświetlenie z nieba dowolnie zorientowanego obszaru, rozważ ogólny schemat określania oświetlenia wytwarzanego przez rozszerzone źródło (ryc. 1.3.2).

Ryż. 1.3.2. Wyznaczanie oświetlenia dowolnie zorientowanego obszaru przez niebo

Zgodnie z (1.2.16) oświetlenie z nieba obiektu określa się w następujący sposób: , gdzie jest rzutem widocznej części sfery niebieskiej na oświetloną płaszczyznę, w której leży dane miejsce. Do . Poza tym zakresem wartości są praktycznie zerowe.

Choć przejście z systemu energetycznego na system oświetleniowy nie nastręcza zasadniczych trudności, to dla systemów w zakresie widzialnym wygodniejsze jest stosowanie wzorów obliczeniowych wyrażających natężenie oświetlenia bezpośrednio w systemie oświetleniowym. Do takich obliczeń można zastosować zależność wzorowaną na znanej w , ale uzupełnioną o uwzględnienie nachylenia oświetlanego obszaru:

Gdzie – oświetlenie płaszczyzny prostopadłej do promieni słonecznych na granicy atmosfery w układzie oświetlenia jednostek; – współczynniki charakteryzujące przezroczystość i dyspersję w atmosferze.

Dla średnich parametrów atmosfery standardowej; . Zgodnie z (1.2.29) maksymalne oświetlenie poziomego obszaru na powierzchni ziemi w warunkach normalnych wynosi 106 000 luksów (przy ).

Na ilość naturalnego światła duży wpływ ma charakter zachmurzenia. Obecność chmur powoduje znaczny wzrost promieniowania rozproszonego. Kiedy chmury się rozejdą, oświetlenie „w Słońcu” okazuje się o 10...30% wyższe niż przy bezchmurnej pogodzie, a oświetlenie w cieniu może wzrosnąć nawet dwukrotnie. Okoliczność ta jest przyczyną znacznego rozrzutu danych eksperymentalnych dotyczących oświetlenia w cieniu i uzasadnia stosowanie w grafice komputerowej stosunkowo prostych modeli do obliczania oświetlenia, stosowanie współczynników korekcyjnych zwiększających wartość oświetlenia w cieniu w porównaniu do obliczone dla kątów słonecznych.

Coraz częściej właściciele domy wiejskie myślę o użyciu darmowe źródła energia. Instalacja lamp zasilanych energią słoneczną pomaga zaoszczędzić energię elektryczną. W razie potrzeby możesz stworzyć system oświetlenia dla całego domu zasilany panelami słonecznymi.

Zalety autonomicznego oświetlenia słonecznego na ulicy

Zanim opiszemy zalety, należy zauważyć, że często autonomiczne oświetlenie uliczne jest tylko częściowo zależne od światła słonecznego, ponieważ niektóre obszary obiektu będą musiały być stale oświetlone. Wynika to z faktu, że lampy zasilane energią słoneczną nie zawsze oświetlają przestrzeń wystarczająco jasno.

Lampy zasilane energią słoneczną mają kilka zalet:

1. Opisane urządzenia do daczy nie muszą być nigdzie podłączone, działają autonomicznie. Po zamontowaniu są gotowe do użycia i nie wymagają dodatkowa praca. Urządzenia takie wyłączają się automatycznie dzięki czujnikom.
2. Lampy zasilane energią słoneczną nie wymagają specjalna opieka. Czasami konieczne jest wytarcie fotokomórek z kurzu i brudu.
3. Trwałość. Opisane urządzenia mogą działać dłużej niż 10 lat.
4. Lampy są bezpieczne, gdyż działają na niskim napięciu.
5. Jeśli kupisz lampy do letniej rezydencji, możesz znaleźć lampy. Które można zainstalować tymczasowo, ale czas zimowy usuń je w pomieszczeniu.

Dzięki temu lampy ogrodowe zasilane energią słoneczną pozwalają zaoszczędzić mnóstwo pieniędzy, które można byłoby wydać na oświetlenie.

Wady oświetlenia autonomicznego

Wady opisywanych urządzeń obejmują:

1. Latarnie uliczne zasilane energią słoneczną nie zapewniają wystarczająco jasnego światła. Dlatego nie można ich używać jako oświetlenia bezpieczeństwa. Tam są potężne urządzenia, które są dość jasne, ale są bardzo drogie, więc nie wszyscy właściciele gruntów są w stanie je kupić.
2. Liczba godzin pracy zależy bezpośrednio od warunki atmosferyczne. W pochmurny dzień lampy nie magazynują wystarczającej ilości energii, przez co świecą jedynie kilka godzin.
3. Niezawodne, mocne lampy są droższe. Jednocześnie takie urządzenia działają dłużej i wytwarzają jaśniejszy strumień świetlny.
4. Panele słoneczne mogą działać tylko w określonym zakresie temperatur. Takie produkty źle tolerują mróz i wysoka temperatura V czas letni. Najczęściej stosowane są w regionach o klimacie umiarkowanym.

Pomimo wszystkich opisanych wad, oświetlenie autonomiczne pozwala zaoszczędzić dużą ilość pieniędzy na oświetleniu dużego obszaru.

Lampy solarne

Lampy uliczne mogą różnić się pod wieloma względami, ale wszystkie składają się z następujących elementów:

1. Panel słoneczny. To urządzenie niezbędne do przekształcenia energii słonecznej w energię elektryczną. Panel jest zawsze skierowany do góry, aby lepiej wychwytywać światło słoneczne.
2. Bateria potrzebna do magazynowania energii w ciągu dnia.
3. Jednostka oświetleniowa, która składa się z klosza, lampy i obudowy.
4. Sterownik musiał włączać i wyłączać lampę. Dzieje się tak dzięki czujnikom światła otoczenia.
5. Oprawa niezbędna do zawieszenia lub montażu oprawy.

Autonomiczne oświetlenie dla domu

Oświetlenie domu tworzone jest na zasadzie stacji solarnej. Fotomoduły umieszczane są na dachu domu. Dodatkowe wyposażenie zazwyczaj znajduje się w pomieszczeniu technicznym.

Podczas pracy systemu panele słoneczne wytwarzają prąd, który następnie jest magazynowany w akumulatorach. Potem jest na to wydawane oprawy oświetleniowe.

Urządzenie posiada kontroler ładowania, który monitoruje stan akumulatora. Dzięki temu elementowi system nie powoduje przeładowania i odwrotnego rozładowania. Urządzenie zawiera falownik, który przetwarza Waszyngton na napięcie przemienne dostarczane do sieci elektroenergetycznej. W przypadku korzystania z paneli słonecznych lampy w domu wymieniane są na diody LED.

W przypadku stosowania lamp 12 V falownik nie jest wymagany. Należy zaznaczyć, że oświetlenie 12 V jest bezpieczniejsze i nie wymaga stosowania wysokiej jakości okablowania. Energię słoneczną można również wykorzystać do zasilania latarni znajdujących się na terenie obiektu. Ale tworząc system oświetleniowy, należy wziąć pod uwagę, że zużycie energii przez wszystkie urządzenia nie powinno przekraczać generowanej mocy.

W przypadku braku wiedzy wielu będzie miało trudności z zorganizowaniem wysokiej jakości oświetlenia. Ale jeśli znasz kilka podstawowych zasad, nawet niedoświadczona osoba może wykonać taką pracę.

Najpierw musisz sporządzić projekt, który pokaże lokalizację wszystkich lamp. Na etapie przygotowań ważne jest również podjęcie decyzji o rodzaju paneli fotowoltaicznych. Dzięki planowi możesz wybrać najwięcej odpowiednie miejsce na lokalizację świateł. Dzięki temu światło będzie równomiernie rozłożone.

Jeśli instalujesz oświetlenie trawnika, najlepiej to zrobić wzdłuż chodnika lub drogi. Takie lampy nie tylko oświetlają przestrzeń, ale także pomagają kreować określony styl działka. Ale nie powinniśmy o tym zapominać

Jeśli chcesz stworzyć system oświetlenia w ogrodzie, najlepiej zastosować specjalne urządzenia ogrodowe, które działają autonomicznie, bez podłączania za pomocą przewodów.

Jak wybrać lampę do oświetlenia ulicznego

Jeśli chcesz kupić urządzenie działające dzięki światłu słonecznemu, musisz szczegółowo rozważyć parametry techniczne lamp. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na moc. Kupując latarkę, ważne jest, aby dowiedzieć się, jak daleko świeci urządzenie. Od tego będzie zależała liczba zakupionych produktów. Należy zaznaczyć, że w przypadku lamp LED moc nie ma wielkiego znaczenia.

Aby zrozumieć, jak jasne będzie dane urządzenie, należy porównać moc produktów z mocą standardowych żarówek, ale przeliczyć ten parametr na Lumy. Po tym będzie można to zrozumieć. Jakiej mocy lampy potrzebujesz?

Modele o mocy 1 W wytwarzają mniej więcej taką samą ilość światła, jak żarówki tradycyjne o mocy 20 W. Dlatego takie urządzenia są zwykle używane do oświetlenia ścieżki ogrodowe i oświetlenie altany.

Dodatkowo należy zwrócić uwagę na stopień ochrony oraz materiał, z którego wykonane jest etui. Aby oświetlenie uliczne działało długo i niezawodnie, należy wybierać produkty w obudowie zabezpieczonej przed wilgocią i kurzem. Dzięki temu latarki posłużą przez długi czas i nie będą wymagały wymiany podzespołów.

Wskazane jest wybieranie urządzeń oświetleniowych o stopniu ochrony co najmniej IP44. Ponadto należy zwrócić uwagę na materiał obudowy. Najczęściej lampy wykonane są z odpornego na uderzenia tworzywa sztucznego i metalu.

Rodzaje lamp według metody instalacji

Kupując urządzenia zasilane światłem słonecznym, należy wziąć pod uwagę wszystkie typy tego typu produktów, w zależności od rodzaju instalacji. Pomoże Ci to zrozumieć, które urządzenia są wygodniejsze w instalacji na miejscu i w domu. Urządzenia zakupione do oświetlenia ulicznego dzielą się na następujące typy:

1. Produkty instalowane w ziemi. Takie lampy są zwykle tworzone na nogach o wysokości od 20 cm do metra. Aby je zamontować wystarczy wbić nogę w ziemię.
2. Lampy słupowe. Takie modele są wyższe i wymagają poważniejszych prac instalacyjnych. Aby to zrobić, po instalacji należy wykopać dół i zagęścić glebę. Niektóre produkty przeznaczone są do montażu na podłożach takich jak asfalt i płytki.
3. Lampy ścienne. Urządzenia takie można montować zarówno na ścianie domu, jak i na słupkach ogrodzeniowych.
4. Brelok. Najczęściej mocuje się je w altankach i na werandzie. Niektórzy właściciele posesji wieszają takie urządzenia na gałęziach dużych drzew.
5. Wbudowany w ziemię lub inny materiał. Takie lampy pozwalają oświetlić ścieżki i schody. Światło z takich urządzeń nie razi w oczy, a poziom oświetlenia pozostaje całkiem dobry.
6. Urządzenia dekoracyjne. Takie lampy wyglądają w dzień elementy dekoracyjne ogrodzie, a nocą emitują światło. Można je ustawić w dowolnym miejscu ogrodu. Ale podczas instalacji należy wziąć pod uwagę, że mają one ogromny wpływ na projekt ogrodu, dlatego ważne jest, aby zainstalować je w określonych miejscach.

Biorąc pod uwagę cechy wszystkich opisanych lamp, możesz wybrać odpowiednie produkty własna działka i nie tylko oświetlą go w nocy, ale także udekorują przestrzeń.

Pułapki świetlne

Jeśli chcesz stworzyć w swoim domu system oświetlenia słonecznego, warto zaopatrzyć się w pułapki świetlne – tak nazywa się produkty składające się z kilku luster i kierujące promienie słoneczne do najmniej oświetlonych obszarów pomieszczenia. Instalując je prawidłowo w swoim domu, możesz znacznie zwiększyć poziom oświetlenia w ciągu dnia.

15.06.2005

Jedynym źródłem naturalnego światła jest słońce...

Emituje bezpośrednie światło słoneczne, którego część jest rozproszona w atmosferze i tworzy promieniowanie rozproszone. W ten sposób rozróżnia się światło padające bezpośrednio ze słońca i światło z „nieba” – światło słoneczne rozproszone przez atmosferę.

Naturalne światło zmienia się w zależności od pory dnia, warunków pogodowych i pory roku. Główna cecha oświetlenie naturalne - zmienność natężenia i składu widmowego jego promieniowania. Na zmiany oświetlenia wpływają czynniki naturalne i losowe.

Stałymi czynnikami wpływającymi na zmienność naturalnego światła są wysokość słońca nad horyzontem i szerokość geograficzna. Czynniki losowe zależą od stanu atmosfery - pogodnie, deszcz, mgła. Losowym czynnikiem dodatkowym jest odbicie światła od podłoża i otaczających obiektów.

Wraz ze wschodem słońca zwiększa się intensywność światła i jego intensywność kolor temperatura.Warto zauważyć, że ze względu na załamanie promieni słonecznych w atmosferze, wschód słońca widzimy nieco wcześniej, a zachód nieco później niż ma to miejsce w rzeczywistości. Obliczenia pokazują: kiedy widzimy, że dolna krawędź Słońca dotknęła horyzontu, w rzeczywistości już zaszło.

Promienie tworzące światło słoneczne, fioletowe, niebieskie, cyjanowe i zielone, załamują się w atmosferze ziemskiej silniej niż żółte i czerwone. Dlatego pierwsze promienie o wschodzie słońca są niebiesko-zielone, podobnie jak ostatni promień zachodzącego słońca.

Ze względu na rozproszenie w atmosferze niebieska wiązka nie jest obserwowana. Zielony promień to rzadki widok. Można go zaobserwować w bardzo czystym, spokojnym i jednorodnym powietrzu, gdy w atmosferze aż po horyzont nie występują prądy konwekcyjne skierowane ku górze. Najczęściej zielony promień obserwuje się na brzegu spokojnego morza.

Tabela 1.2.

Charakterystyka widmowa światła naturalnego
Fazy ​​światła dziennego	Temperatura barwowa promieniowania, K
Bezpośrednie światło słoneczne o wschodzie i zachodzie słońca	2200
Bezpośrednie światło słoneczne godzinę po wschodzie słońca	3500
Bezpośrednie światło słoneczne wczesnym rankiem i późnym popołudniem	4000.. .4300
Światło słoneczne w południe w lecie	5400... 5800
Roztargniony światło dzienne latem w cieniu	7000
Rozproszone światło dzienne przy pochmurnej pogodzie	7500... 8400
Światło z błękitnego nieba	9500.. .30000

W zależności od wysokości słońca nad horyzontem oświetlenie naturalne dzieli się na okresy oświetlenia efektywnego, normalnego i zenitowego.

Okres efektywnego oświetlenia charakteryzuje się niskim oświetleniem i dużą zawartością pomarańczowo-czerwonych promieni w świetle naturalnym. O wschodzie i zachodzie słońca odpowiadają one światłu żarówek (patrz tabela 1.2). Ich temperatura barwowa wynosi 3000...3200°K.

Okres normalnego oświetlenia jest korzystny dla oczu. W tym czasie oświetlenie zmienia się płynnie, a spektrum naturalnego światła zmienia się nieznacznie.

Okres oświetlenia zenitowego charakteryzuje się największą różnicą w oświetleniu poziomym i powierzchnie pionowe. Jest nieprzyjemny dla oka ze względu na duży kontrast pomiędzy obszarami oświetlonymi a podświetleniem w cieniach. Wysoki kontrast oświetlenia zenitowego jest najbardziej odczuwalny na południowych szerokościach geograficznych.

Tabela 1.3.

Oświetlenie powierzchni ziemi w różnych porach roku i godzinach dnia,%
Miesiące	Pora dnia, godzina
Czerwiec
Maj - lipiec
Kwiecień - sierpień
Marzec - wrzesień
luty - październik
Styczeń - listopad
Grudzień
	Dane podane dla strefa środkowa(szerokość geograficzna 55°)

Przy bezchmurnej pogodzie, przy braku zamglenia, wahania oświetlenia związane z wpływem czynników atmosferycznych są niewielkie. Względne średnie charakterystyki światła naturalnego przy dobrej pogodzie w zależności od pory dnia podano w tabeli. 1.3.

Na charakter naturalnego światła istotny wpływ ma stan atmosfery – gęstość chmur, ich wysokość i położenie względem słońca, zamglenie, mgła, deszcz, śnieg. Jednocześnie zmienia się oświetlenie obiektów, kontrast i charakterystyka widmowa światła.

Na przykład w obecności chmur cumulusowych oświetlenie niezacienionych obiektów oświetlonych przez słońce wzrasta o 25%, a oświetlenie w cieniu wzrasta dwa i pół razy. Kontrast oświetlenia zmniejsza się około dwukrotnie w porównaniu do oświetlenia przy bezchmurnej pogodzie. W przypadku ciągłego zachmurzenia obserwuje się znaczny spadek oświetlenia i kontrastu oświetlenia.

Wraz ze wschodem słońca stopniowo zwiększa się nie tylko intensywność światła, ale także jego temperatura barwowa. Cząsteczki zawieszone w powietrzu rozpraszają mniej promieni z krótkofalowej części widma - fioletu, błękitu i cyjanu. Zwiększenie udziału promieni niebieskich prowadzi do poszerzenia krótkofalowej części widma, a w konsekwencji do wzrostu temperatury barwowej światła dziennego.

Temperatura barwowa jest miarą obiektywnego wrażenia barwy danego źródła światła. Z definicji temperatura barwowa charakteryzują się źródłami światła o ciągłym widmie promieniowania, które emitują światło z nagrzanego ciała.

Czas zimowy i letni

Człowiek ma tendencję do wstawania o świcie, aby jak najlepiej wykorzystać światło dzienne. Stąd wzięła się koncepcja czasu letniego i zimowego, która jest obecnie stosowana w wielu krajach na całym świecie. Łączenie czasu czuwania z godzinami dziennymi pozwala na oszczędność zużycia energii: wiosną wskazówki zegarów pracujących według czasu standardowego przesuwane są o godzinę do przodu, a jesienią ponownie ustawiane są według czasu normalnego. czas standardowy.

Na ryc. Rysunek 1.6 przedstawia zmianę pór dnia w ciągu roku dla 50° szerokości geograficznej (szerokość Kijowa). Granica między światłem a ciemny czas Powszechnie przyjmuje się, że za początek lub koniec tzw. zmierzchu cywilnego uznaje się moment, w którym Słońce obniżyło się o 6° za horyzont. O tej porze wieczorami ulice miasta powinny być oświetlone. Wykres pokazuje słoneczną pogodę prawdziwy czas.

Przeciętny człowiek wstaje o 7:00 i kładzie się spać o 23:00 czasu lokalnego. Na wykresie czas czuwania takiej osoby zaznaczono dwiema poziomymi liniami przerywanymi. Od marca wstaje po świcie. Przesuwając zegar do przodu, zmuszony jest wstać wcześniej (stałe poziome linie). Jest to uzasadnione faktem, że wstanie w ciągu dnia i wyda mniej prądu na oświetlenie.

Powrót do czasu zimowego w październiku nie prowadzi do oszczędności energii. Jak się okazało, robi się to wyłącznie po to, aby zimą ludzie nie wstawali dużo wcześniej niż wschód słońca. Dlatego też przejście na czas zimowy nie wydaje się uzasadnione.

Racjonalny jest powrót do czasu macierzyńskiego, rezygnacja z corocznej zmiany czasu i życie w stałym punkcie odniesienia, który będzie różnił się o jedną godzinę w stosunku do czasu standardowego. Ten rytm życia, z biologicznego punktu widzenia, jest dla człowieka najkorzystniejszy.

W ostatnio Coraz więcej osób musi myśleć o oszczędzaniu energii. Ceny prądu i gazu stale rosną, trzeba pomyśleć o korzystaniu z darmowych źródeł energii. Właściciele prywatnych domów i domków letniskowych mogą wiele zyskać na oświetleniu ulicznym zasilanym energią słoneczną.

Plusy i minusy

Sada, obszar lokalny wymaga wysokie koszty— konieczne jest nie tylko zainstalowanie lamp, ale także ułożenie kabla. Bardziej niezawodny, a to duża objętość roboty ziemne, plus znaczne koszty kabla, ponieważ musi on być w osłonie ochronnej lub jeszcze lepiej, opancerzony. Ale to nie wszystko – w czasie pracy trzeba płacić ogromne rachunki za prąd – oświetlenie działa codziennie, przez 6-8 godzin. Oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną może częściowo rozwiązać problem.

Zalety

Dlaczego częściowo? Ponieważ najbardziej „krytyczne” obszary (bramy, parking, drzwi wejściowe) będzie musiał być oświetlony na stałe - jest to bardziej niezawodne. Ale na pozostałej części obszaru można zainstalować lampy zasilane energią słoneczną. Mają wiele zalet.

Wady

Jak widać zalet jest wiele, a główną z nich jest oszczędność energii oraz bardzo prosty montaż/demontaż. Ale są też wady:

Jak widać, opcja nie jest idealna, ale naprawdę pomaga zaoszczędzić na energii elektrycznej, ponieważ standardowe oświetlenie obszarów krytycznych jest znacznie o połowę tańsze oświetlenie ogólne podwórko i ogród.

Słoneczne latarnie uliczne mogą mieć inny kształt, wygląd, sposób instalacji, ale wszystkie składają się z określonego zestawu elementów:

Jak rozumiesz, zasada działania jest następująca: w ciągu dnia wychwytywane są promienie słoneczne panel słoneczny, gdzie się zamieniają energia elektryczna i jest przekazywany do akumulatora. O zmroku (natężenie oświetlenia 20 Lux) sterownik włącza zasilanie, lampa ledowa zapala się. Rano o świcie (przy oświetleniu 10 Lux) oświetlenie jest wyłączane.

Dobór opraw oświetlenia ulicznego zasilanych energią słoneczną

W sieć handlowa Istnieją lampy uliczne LED o bardzo szerokim przedziale cenowym - od stu rubli do dziesiątek tysięcy. Czasami istnieją modele, które wyglądają prawie tak samo, ale bardzo różnią się ceną. Jak to rozumieć i jak dobierać oprawy do oświetlenia ulicznego zasilanego energią słoneczną? To proste – wystarczy spojrzeć na specyfikację techniczną. Robią różnicę.

Moc

Aranżując oświetlenie, należy wziąć pod uwagę, ile światła może wytworzyć lampa. Od tego zależy liczba lamp i odległość, w jakiej należy je zainstalować od siebie. W specyfikacje techniczne Zwykle moc podawana jest w watach, jednak w przypadku lamp LED nie ma to większego znaczenia.

Aby zrozumieć poziom oświetlenia, możemy porównać go z analogiem konwencjonalnej żarówki - ich moc jest dla nas mniej więcej jasna, a także możemy przeliczyć ten wskaźnik na Lumy (Lm) - jednostkę miary oświetlenia. W ten sposób możesz naprawdę ocenić skuteczność tej konkretnej lampy.

Jak rozumiesz, modele o mocy 1 W nie zapewniają dużo światła - mniej więcej tyle samo, co żarówka o mocy 20 W, więc można ich używać wyłącznie do oświetlania lub oznaczania terenu - wyznaczania ścieżek, oświetlania altanek itp.

Stopień ochrony i materiał obudowy

Aby oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną działało długo i niezawodnie, należy chronić obudowę i klosz świetlny (klosz) przed kurzem i wilgocią. Pożądane jest, aby stopień ochrony był nie niższy niż IP44 ( więcej numerów- to dobrze, mniej znaczy źle).

Warto zwrócić także uwagę na materiał, z którego wykonane są lampy. Zwykle jest to specjalny, odporny na uderzenia plastik lub metal. Jeśli „metal” różni się od stal nierdzewna lub aluminium, lepiej jest preferować tworzywa sztuczne. Na pewno nie rdzewieją i długo zachować dobry wygląd.

Rodzaj i sposób montażu

Ze względu na sposób montażu lampy uliczne LED dzielą się na kilka grup:

• Instalacja w ziemi. To grupa lamp na nogach o różnej wysokości - od 20-30 cm do metra i więcej. Ich montaż jest niezwykle prosty – wystarczy wbić je w ziemię w odpowiednim miejscu.

  

  Najbardziej rozbudowana grupa - lampy wbijane są po prostu w ziemię

• Lampy słupowe. Z reguły są to wyższe modele o wysokości nóg 1,5 metra i więcej. Można je również zainstalować na ziemi, ale wymagają poważniejszych środków instalacyjnych - mają większa wysokość i waga. Trzeba będzie zrobić dołek, włożyć w niego słupek, wypełnić go ziemią i zagęścić. Istnieją modele do montażu na twardych powierzchniach - płytkach, asfalcie itp.

  

• Kinkiety solarne. Dostępne w różne style- od klasycznego projektu „latarni”, po modele w nowoczesny styl. Możliwość montażu na ścianie, płocie, słupkach ogrodzeniowych.

  

• Brelok. Opcji jest również wiele - istnieją modele, które można przymocować do sufitu, belki itp., Oraz inne, które można zawiesić na gałęziach.

  

• Wbudowane w ziemię, ścieżki, schody. Bardzo praktyczne modele, które pozwalają oświetlić nawet schody, a przy tym oświetlają nie z góry jak zwykle, ale z poziomu stopni. Ciekawe i praktyczne rozwiązanie— dzięki tej opcji światło nie razi w oczy, a oświetlenie pozostaje dobre.

  

  Oświetlenie schodów - wygodne, ekonomiczne i piękne

• Dekoracyjny. Wykonane w formie różnych figurek. W dzień wyglądają jak zwyczajne dekoracje, w nocy także emitują światło. Instalacja w w tym przypadku nie - po prostu stawiają lampę w przeznaczonym do tego miejscu.

  

Wybór słonecznych lamp ulicznych do oświetlenia ulicznego jest naprawdę szeroki. Istnieje szeroka gama stylów, rozmiarów i cen, więc możesz wybierać.

Autonomiczne oświetlenie uliczne zasilane energią słoneczną

Pomimo wielu zalet oświetlenie uliczne przy użyciu pojedynczych lamp zasilanych energią słoneczną ma istotną wadę: rezerwa energii w akumulatorach jest niewielka. Po pochmurnym dniu trwa tylko kilka godzin. W pogodny, słoneczny dzień „nadmiar” energii jest tracony, gdyż pojemność akumulatora jest ograniczona i nie jest w stanie przyjąć więcej. Problem można rozwiązać, instalując potężną baterię słoneczną, podłączając do niej baterię i lampy. W takim przypadku możesz użyć dowolnego Lampy LED, który może pracować od 12 V.

Zaletą tego rozwiązania jest to, że istnieje pewna rezerwa energii (zależna od pojemności akumulatora), która gwarantuje pracę nawet po pochmurnym dniu. Wady - wysoka cena i konieczność układania kabli, ponieważ wszystko trzeba połączyć w jeden system.

Słoneczne oświetlenie uliczne: pomysły na zdjęcia

W tym dziale znajdują się ciekawe, naszym zdaniem, pomysły na oświetlenie terenu oraz lampy zasilane panelami słonecznymi.