EN
Системы, необходимые для работы солнечного осветительного оборудования
Солнечные прожекторы используют четыре основных компонента для преобразования солнечного света в пригодную для использования электрическую энергию, необходимую для их собственного питания. На первом этапе процесса солнечная панель собирает солнечный свет и инициирует фотогальванический эффект для генерации постоянного тока (DC). Для производства коммерчески применимых солнечных панелей компании используют монокристаллические материалы, КПД которых при выработке электроэнергии составляет от 15 до 22 %. Чтобы преобразовать солнечный свет в пригодную для использования электрическую энергию, солнечная панель должна преобразовывать световую энергию в электрическую.
Этапы работы солнечного освещения
Как только солнечная панель накапливает достаточное количество электроэнергии, она начинает передавать её в аккумулятор. Чтобы предотвратить перезарядку аккумулятора и его чрезмерную разрядку, в цепь включён контроллер заряда для регулирования потока электроэнергии. Технология литий-ионных аккумуляторов и технология аккумуляторов LiFePO4 обеспечивают срок службы более десяти лет и выдерживают свыше 2000 циклов зарядки-разрядки. Аккумулятор позволяет светильникам работать в течение 12 часов без подключения к электросети для зарядки, что означает возможность использования светильников вне зоны действия электросетей.
Освещенность
После захода солнца датчики освещённости в автоматическом режиме активируют высокоэффективные светодиодные светильники. В зависимости от способа установки и конфигурации светодиодные светильники могут обеспечивать световой поток от 3000 до 8000 люмен. Весь процесс — от начала до завершения — осуществляется в цифровом формате, что позволяет полностью отказаться от проводки и сократить средний углеродный след на 70 % по сравнению с проводными светильниками («Журнал возобновляемой энергетики», 2023 г.).
Важные факторы при оценке качества солнечных прожекторов
Световой поток (люмены), ширина луча и общее освещение
Уровень освещенности и площадь распределения света измеряются в люменах. Таким образом, чем выше значение в люменах, тем большая площадь освещается. Солнечный прожектор, способный освещать подъездную дорожку или периметр участка, должен выдавать минимум 1000 люменов и может достигать 2000 люменов. Следует отметить, что угол луча определяет зону покрытия. Широкий луч с углом 120 градусов освещает площадь от 500 до 1000 квадратных футов, тогда как более узкий луч с углом 90 градусов будет сфокусирован на конкретной области. Типичная подъездная дорожка, рассчитанная максимум на два автомобиля, может использовать до примерно 1500 люменов при угле луча 120 градусов. При правильном выборе солнечного прожектора можно устранить темные участки, одновременно экономя энергию. Солнечные прожекторы с высоким значением люменов способны обеспечивать освещение даже днем, в том числе при пасмурной погоде. Это объясняется тем, что у них используется более крупная солнечная панель и аккумулятор большей мощности.
Емкость аккумулятора, КПД панели и надежность в любых погодных условиях
Емкость аккумулятора, измеряемая в ватт-часах (Вт·ч), определяет продолжительность его работы до следующей подзарядки. Например, типичный аккумулятор емкостью 36 Вт·ч проработает 8–10 часов при яркости свечения 1000 люмен. Что касается солнечных панелей, монокристаллические панели, как правило, превосходят поликристаллические, особенно в ранние утренние и поздние вечерние часы, когда уровень освещенности невысок. Испытания показывают, что в таких условиях монокристаллические панели заряжают аккумуляторы примерно на 25 % быстрее, чем поликристаллические. Не менее важна стойкость к погодным воздействиям. Большинство солнечных панелей имеют степень защиты по классификации IP; например, панели с рейтингом IP65 и выше предназначены для надежной эксплуатации в условиях пыли и дождя без каких-либо проблем. Большинство панелей рассчитаны на работу в диапазоне температур от −20 °C до +50 °C. Для обеспечения работоспособности панелей зимой выбирайте модели, специально разработанные для самоочистки от снега, и комбинируйте их с аккумуляторами, оснащенными механизмами защиты от низких температур.
Рекомендации по установке для достижения оптимальной производительности солнечных прожекторов
Освещённость солнцем / Высота крепления солнечного прожектора / Настройка датчика движения
Мы не можем достаточно подчеркнуть, насколько важно правильно выполнить установку с первого раза для обеспечения общей эффективности работы. Солнечные панели должны ежедневно получать прямой солнечный свет в течение 6–8 часов. Для местностей, расположенных к северу от экватора, панели необходимо ориентировать строго на юг. Чтобы оптимизировать их эффективность в зимние месяцы, панели можно корректировать в зависимости от времени года, что позволяет сократить потери выработки примерно на 25 %. Это подтверждается исследованием Национальной лаборатории возобновляемой энергетики (NREL), проведённым в 2022 году. Для обеспечения наилучшего охвата зоны безопасности при использовании освещения идеальной высотой крепления является 2,4–3,0 метра. При монтаже светильников ниже этой высоты люди могут не срабатывать на датчики. С другой стороны, при монтаже светильников выше 3,0 метров люди могут проходить под зоной действия датчиков, не вызывая включения освещения.
Рекомендуется проверить зоны активации на рассвете или в сумерках перед выполнением более надёжной установки. Возможно, потребуется отрегулировать угол обзора до 180 градусов для захвата движений и скорректировать чувствительность, чтобы избежать постоянных срабатываний от мелких животных, например енотов. Продолжительность регистрации движения может быть установлена в диапазоне от 30 до 90 секунд — это позволяет экономить заряд батареи в зависимости от конкретных требований применения. Не забудьте проверить герметичность уплотнений при монтаже оборудования: повреждённое уплотнение может привести к проникновению воды внутрь устройства, а выход из строя компонентов в будущем вызовет серьёзные проблемы.
При оценке вариантов наружного освещения солнечные прожекторы и базовые проводные системы функционируют в принципиально разных сферах из-за различий в цене, надёжности и экологичности. На первый взгляд, стоимость солнечных моделей на 20–50 % выше, чем у их проводных аналогов. Однако в долгосрочной перспективе необходимо также учитывать эксплуатационные расходы на электроснабжение таких светильников, что повышает экономическую привлекательность солнечных решений в регионах, где подключение к централизованной электросети экономически невыгодно. Процесс монтажа также существенно различается, что приводит к значительной разнице в стоимости установки. Поскольку для монтажа солнечных систем не требуется прокладка кабеля в траншеях, достигается существенная экономия на коммерческих земляных работах — по данным Института Понемона (2023 г.), средняя сумма таких сбережений составляет около 740 000 долларов США. Таким образом, солнечные системы могут быть установлены и запущены в эксплуатацию в течение нескольких часов при минимальных затратах труда, тогда как для монтажа проводных систем требуются продолжительные работы и дополнительные расходы, обусловленные необходимостью привлечения лицензированных электриков, а также выполнением всех других требований, предъявляемых к получению разрешений и монтажу электропроводки.
Надежность осветительной системы может зависеть от множества факторов. Традиционные проводные решения могут быть надежными в условиях дождя или снега, что делает их подходящими для зон безопасности, где сбои могут представлять проблему. Солнечные осветительные решения требуют солнечного света для зарядки. В зависимости от интенсивности солнечного света в течение дня качественная солнечная система при полной зарядке может работать от 8 до 12 часов. Используя возобновляемый источник энергии, солнечные решения не выделяют углеродных выбросов, что делает их отличным выбором для «зеленых» зданий.
При рассмотрении различных вариантов выбор зависит от места установки.
Коммерческое применение: солнечные осветительные решения хорошо подходят для ограждений, парковок и ворот. Проводные решения предпочтительнее для крупных складов и важных коммерческих зданий.
Жилые объекты: проводные решения лучше подходят для главных входов, где требуется более яркое освещение. Солнечные решения хорошо подходят для освещения садов и дорожек.
Когда речь заходит о вариантах освещения, основное различие заключается в возможности управления освещением и в наличии стабильного источника света.
Часто задаваемые вопросы
Работают ли солнечные прожекторы в пасмурную погоду?
Да, солнечные прожекторы работают в пасмурную погоду, поскольку они оснащены аккумуляторами, в которых накапливается энергия, полученная от солнца. Однако их эффективность в пасмурную погоду значительно снижается.
Каков срок службы аккумуляторов в солнечных прожекторах?
Аккумуляторы, используемые в этом типе светильников, представляют собой современные литий-ионные или LiFePO4-аккумуляторы и могут служить более 10 лет и выдерживать свыше 2000 циклов зарядки-разрядки.
Какая высота монтажа солнечных прожекторов считается оптимальной?
Оптимальная высота монтажа солнечных прожекторов составляет 2,4–3 м (8–10 футов), поскольку на этой высоте обеспечивается сбалансированное освещение и эффективное обнаружение движения.
Лучше ли проводные прожекторы по сравнению с солнечными?
Это зависит от области применения. Как правило, проводные системы прожекторов более надежны в ситуациях, требующих интенсивного освещения. Примерами таких областей применения являются склады — места, где проводные прожекторы предпочтительнее солнечных. С другой стороны, солнечные прожекторы лучше подходят для мест, где отсутствует доступ к электросети, а значит, и к энергозатратам.