Autonoomne tänavavalgustus päikesepatareidel: lampide seade ja nende kasutamine

Pole saladus, et päikeseenergia on kõige soodsam ja ohutum. Päikese pinnalt kiirgavad valguslained muudetakse kaasaegsete tehnoloogiate abil elektrienergiaks, mida kasutatakse edukalt erinevate seadmete ja seadmete toiteks. Selle näiteks on päikeseenergial töötav tänavavalgustus.

Leiutamise ajalugu

Füüsikalistest teatmeteostest võib leida teavet selle kohta, et esimesed päikesepatareid ilmusid 1954. aastal, kui kuulsad teadlased Pearson ja Fuller lõid esimese ränipatarei. Nende kasutamise ajalugu ulatub aga aastasse 1839, mil prantslane Antoine Becquerel avastas fotogalvaaniline efekt ja 1880. aastal kogus Ameerika teadlane Charles Fritts esimese seleeni aku.

Seleenkate kullakihiga võimaldas päikeseenergia muundada elektrienergiaks. Kasutegur oli väike, kuid leiutis oli suurepärane, kuna keegi selles valdkonnas polnud varem midagi sellist teinud. Kahjuks unustati tema avastus. Albert Einstein selgitas 1905. aastal lõpuks fotoelektrilise efekti olemust, andes sellele teadusliku seletuse, ja selle eest sai ta 1921. aastal Nobeli preemia.

Alates ränipatarei loomisest 1954. aastal on Ameerika Ühendriikide ja Venemaa teadlased jätkanud oma uurimistööd. Alates 1958. aastast on päikesepatareisid kasutatud kosmoseaparaatides. Seadmeid on kogu aeg täiustatud, ja 70ndatel oli võimalik saavutada 10% efektiivsus. Päikeseenergia aktiivne kasutamine algas alles 80ndatel. Esimene taastuvenergial töötav elektrijaam ehitati 1985. aastal Krimmis ja selle võimsus oli võrdne esimese tuumareaktoriga.

10 aasta jooksul oli sellest võimalik saada 2 miljonit kilovatti elektrit. Kuid hind oli kõrge ja 90ndatel suleti see. Sel ajal algas Ameerika Ühendriikides aktiivne päikeseelektrijaama ehitamine. Päikeseenergia programmid on välja töötatud paljudes riikides üle maailma. Näiteks Saksamaal viidi ellu projekt Thousand Roofs, mille kohaselt varustati enam kui 2 tuhat maja fotogalvaaniliste seadmetega.

Ameerika Ühendriigid on vastu võtnud programmi Million Solar Roofs. Üle maailma levivad "päikesemajad", sealhulgas Venemaal. Altai territooriumil ja Orenburgi piirkonnas ehitati 2014. aastal samad elektrijaamad võimsusega 5 megavatti. Ja kuigi meie riigis päikeseenergiat kasutatakse peamiselt tänavavalgustuse ja kodumasinate jaoks, ostab üha suurem hulk inimesi eraviisiliselt minielektrijaamu, mis tasuvad end täielikult ära 10–12 aasta jooksul.

Aiavalgustite tehnilised andmed

Olles ostnud aiamaa ja interjööri kaunistanud, mõtleb omanik alati valgustusele. Elekter on kallis, mistõttu ostetakse nüüd järjest rohkem autonoomseid päikesepaneelidega tänavavalgusteid. Nendega saab tähistada teed tualetti, puhkekohta, basseini juurde või kasutada valgustust, et tuua esile teatud kohti aias: valgustada tiigil, kaunistada lehtla jne. Neid on lihtne paigutada ja need koosnevad järgmistest komponentidest:

1. LED-lamp, mis annab erinevaid valguse varjundeid.
2. Päikesepatarei, mis muudab valguse energia elektrivooluks.
3. Aku, mis salvestab pinget päeval ja vabastab selle öösel.
4. Laadimise kontroller.
5. Automaatseks sisse- ja väljalülitamiseks vajalik kristallilisest ränist fotosilm.
6. Korpus ja kinnitusdetailid.

Lisaks vajalikele elementidele võivad lambid olla erinevate heliefektidega. Laterna plafoon on erinevast klaasist, olenevalt sellest võib hind erineda. Karastatud klaas on kõige vastupidavam. Päikesepatareidega varustatud aiavalgustid töötavad kindla põhimõtte järgi: valguskiired muundatakse aku abil elektrivooluks, mis laeb akut päeva jooksul.

Niipea, kui hakkab pimedaks minema, käivitub fotosilm ja algab hajus kuma. Koidikul avab fotosilm vooluringi ja kustutab lambi. Põhimõtteliselt on lambid väikese võimsusega ja külmal aastaajal ei piisa sellest kogu ööks. LED-tuled eristuvad suurenenud efektiivsuse poolest, mis koos liikumisanduriga lahendavad selle probleemi.

Päikesevalgustite tüübid

Kaasaegset linnade ja alevite valgustust ei esinda mitte ainult elektrivalgustus, vaid ka erinevat tüüpi päikeseenergial töötavad lambid. Neid keskkonnasõbralikke ja kulutõhusaid seadmeid kasutatakse linnatänavate, muruplatside, pargiteede, puhkekohtade ja isiklike kruntide valgustamiseks.

Päikeseenergia tänavavalgustiid kasutatakse kohtades, kus elektriliine on raske paigaldada. Need ei saa põhivalgustust täielikult asendada, kuid on hädavajalikud astmete, teede, lillepeenarde, basseinide, puude, terrasside tähistamiseks.

Igaüks neist sõltub seadme tüübist. Seinavalgusti paigaldatakse vertikaalsele pinnale - maja seinale, lehtlale, aiale. See on tugevdatud sellisel kõrgusel, et päikesekiired valgustavad seda kogu päevavalgustundi.

Pargilamp on massiivse mahuga, asetatud toele, varustatud võimsate LED-idega, mis võivad töötada ilma laadimiseta kolm kuni neli päeva. Tavaliselt asuvad need bussipeatustes, parkides, parklates, ülekäiguradadel.

Isiklikul krundil teede, pinkide, monumentide valgustamiseks kasutatakse 30 cm kuni mitme meetri kõrguseid öiseid aiavalgusteid. Nad töötavad talvel ja suvel. Murulampe kasutatakse muruplatside, lillepeenarde valgustamiseks. Need on väikese suurusega, nii et vajadusel saab neid alati eemaldada või teisaldada. Dekoratiivlambid on ka väikesed, nendega kaunistatakse põõsaid, puid, seinu.

Eelised ja miinused

Päikeseenergial töötavatel lampidel on rohkem positiivseid külgi kui puudusi. Peamine eelis on inimeste ohutus: elektrilöögi ohtu ei ole. Järgmine pluss, mitte vähem oluline, on säästlikkus, mis nende esimesel kasutuskuul avaldab rahakotile soodsat mõju. Neid valgusteid saab paigaldada kõikjale ja vajadusel ümber paigutada. Paigaldamine ei vaja maandust ega juhtmete tõmbamist.

Vaieldamatu eelis on see, et puudumisel või elektrikatkestuse korral on valgustus tagatud. Samuti on mugav, et need lülituvad automaatselt välja. Lampide töö toimub temperatuurivahemikus -50 ° kuni + 50 °, seega pole neid vaja talveks eemaldada. Akud töötavad sisemiste ressurssidega ega vaja välist kütust.

Neid valgustusseadmeid kulumine praktiliselt ei ähvarda, samuti ei vaja nad hooldust, piisab tööpinna tolmu pühkimisest. Erinevalt elektrilampidest saab neid kasutada kuni 25 aastat. Nende valmistamisel kasutatud materjalid vastavad kõigile keskkonnaohutusnõuetele ega eralda keskkonda kahjulikke aineid.

Vaatamata teatud mugavusele, ilusale disainile ja ohutusele on sellistel lampidel mitmeid puudusi:

1. Kvaliteetsete premium-klassi toodete hind on endiselt üsna kõrge - umbes 250 dollarit.
2. Tundlik igasuguse mustuse suhtes. Äärmiselt tolmustes kohtades on vajalik seadmete regulaarne puhastamine. Sama protseduur on vajalik pärast tugevat lumesadu või vihma.
3. Mõnes meie riigi piirkonnas, kus sooje päevi on vähe, on päikeseenergia kasutamine irratsionaalne.
4. Valgustuse efektiivsuse vähenemine. Pooljuhtplaadid, millest päikesepatareid moodustavad, kaotavad aja jooksul vajalikud omadused ja nende efektiivsus väheneb.
5. Kõrgete temperatuuride talumatus. Kuumutamisel üle + 100 °C võivad lambid mitte töötada. Põletavate päikesekiirte all on vaja jahutussüsteemi (näiteks ventilaatorit), mille tööks on vaja lisaenergiat.

Kaasaegsed teadlased, kes arendavad täiustatud tehnoloogiaid, on kindlad, et kõik tulevase tsivilisatsiooni väljavaated on seotud päikeseenergia tootmise ja kasutamise arendamisega. Ökoloogide hinnangul, kui päikesepaneelid on pandud 10 protsendile Saharast, siis Maal puudub vajadus tuumajaamade järele, mis on õnnetuse korral üliohtlikud.