Autonómne pouličné osvetlenie na solárne batérie: zariadenie svietidiel a ich použitie

Nie je žiadnym tajomstvom, že solárna energia je najdostupnejšia a najbezpečnejšia. Svetelné vlny vyžarované z povrchu Slnka sa pomocou moderných technológií premieňajú na elektrickú energiu, ktorá sa úspešne využíva na napájanie rôznych zariadení a zariadení. Príkladom toho je solárne pouličné osvetlenie.

História vynálezu

Vo fyzických referenčných knihách môžete nájsť informácie, že prvé solárne články sa objavili v roku 1954, keď slávni vedci Pearson a Fuller vytvorili prvú kremíkovú batériu. História ich používania však siaha až do roku 1839, kedy Francúz Antoine Becquerel objavil fotovoltaický efekt a v roku 1880 americký vedec Charles Fritts zozbieral prvý selén batérie.

Selénový povlak s vrstvou zlata umožnil premenu slnečnej energie na elektrickú. Efektívnosť bola malá, ale vynález bol skvelý, keďže nikto v tejto oblasti ešte nikdy nič podobné neurobil. Žiaľ, na jeho objav sa zabudlo. Albert Einstein v roku 1905 konečne objasnil podstatu fotoelektrického javu a poskytol mu vedecké vysvetlenie, a práve za to dostal v roku 1921 Nobelovu cenu.

Od vzniku kremíkovej batérie v roku 1954 vedci zo Spojených štátov a Ruska pokračovali vo výskume. Od roku 1958 sa solárne články používajú v kozmických lodiach. Zariadenia sa neustále zdokonaľovali, a v 70. rokoch bolo možné dosiahnuť 10% účinnosť. S aktívnym využívaním slnečnej energie sa začalo až v 80. rokoch. Prvá elektráreň, ktorá fungovala na obnoviteľný zdroj, bola postavená v roku 1985 na Kryme a mala kapacitu rovnajúcu sa kapacite prvého jadrového reaktora.

10 rokov z nej bolo možné získať 2 milióny kilowattov elektriny. Náklady však boli vysoké a v 90. rokoch bol zatvorený. V tomto čase sa začala aktívna výstavba solárnej elektrárne v Spojených štátoch. Programy solárnej energie boli vyvinuté v mnohých krajinách po celom svete. Napríklad v Nemecku sa realizoval projekt Tisíc striech, podľa ktorého bolo viac ako 2 tisíc domov vybavených fotovoltaickými inštaláciami.

Spojené štáty americké prijali program Million Solar Roofs. Po celom svete sa šíria „solárne domy“, vrátane Ruska. Na území Altaj a v regióne Orenburg boli v roku 2014 postavené rovnaké elektrárne s výkonom 5 megawattov. A hoci u nás slnečná energia sa využíva najmä na pouličné osvetlenie a domáce spotrebičeRastúci počet ľudí súkromne nakupuje minielektrárne, ktoré sa úplne splatia do 10-12 rokov.

Špecifikácie záhradných svietidiel

Po zakúpení záhradného pozemku a zdobení interiéru majiteľ vždy premýšľa o osvetlení. Elektrina je drahá, preto sa v súčasnosti kupuje čoraz viac autonómnych pouličných lámp so solárnymi panelmi. Možno nimi vyznačiť cestu na toaletu, miesto na oddych, k bazénu alebo pomocou osvetlenia zvýrazniť určité miesta v záhrade: osvetlenie jazierka, výzdobu altánku a pod. Sú ľahko usporiadané a pozostávajú z nasledujúcich komponentov:

1. LED lampa poskytujúca rôzne odtiene svetla.
2. Solárna batéria, ktorá premieňa svetelnú energiu na elektrický prúd.
3. Batéria, ktorá cez deň ukladá napätie a v noci ho uvoľňuje.
4. Ovládač nabíjania.
5. Pre automatické zapínanie a vypínanie je potrebná kryštalická silikónová fotobunka.
6. Telo a spojovacie prvky.

Okrem potrebných prvkov môžu byť lampy s rôznymi zvukovými efektmi. Plafond lampáša je vyrobený z rôzneho skla, v závislosti od toho sa cena môže líšiť. Najodolnejšie je tvrdené sklo. Záhradné svietidlá vybavené solárnymi článkami fungujú podľa špecifického princípu: svetelné lúče sa pomocou batérie premieňajú na elektrický prúd, ktorý batériu počas dňa nabíja.

Akonáhle sa začne stmievať, spustí sa fotobunka a začne difúzna žiara. Za úsvitu fotobunka otvorí okruh a zhasne lampu. V zásade majú lampy nízky výkon a v chladnom období to nestačí na celú noc. LED svetlá sa vyznačujú zvýšenou účinnosťou, ktoré spolu s pohybovým senzorom riešia tento problém.

Typy solárnych svietidiel

Moderné osvetlenie miest a obcí predstavuje nielen elektrické osvetlenie, ale aj rôzne druhy svietidiel napájaných solárnou energiou. Tieto ekologické a nákladovo efektívne zariadenia sa používajú na osvetlenie mestských ulíc, trávnikov, parkových chodníkov, rekreačných miest a osobných pozemkov.

Solárne pouličné osvetlenie sa používa na miestach, kde je ťažké inštalovať elektrické vedenie. Nemôžu úplne nahradiť hlavné osvetlenie, ale sú nevyhnutné pre označenie schodov, chodníkov, kvetinových záhonov, bazénov, stromov, terás.

Použitie každého z nich závisí od typu zariadenia. Nástenné svietidlo sa inštaluje na zvislú plochu - stenu domu, altánok, na plot. Je spevnený v takej výške, že ho slnečné lúče osvetľujú po celý deň.

Parkovacia lampa je masívneho objemu, umiestnená na podpere, vybavená výkonnými LED diódami, ktoré dokážu pracovať bez nabíjania tri až štyri dni. Zvyčajne sa nachádzajú na autobusových zastávkach, parkoch, parkoviskách, priechodoch pre chodcov.

Nočné záhradné svietidlá s výškou od 30 cm do niekoľkých metrov sa používajú na osvetlenie chodníkov na osobnom pozemku, lavičiek, pomníkov. Pracujú v zime aj v lete. Trávnikové lampy sa používajú na osvetlenie trávnikov, kvetinových záhonov. Majú malú veľkosť, takže v prípade potreby sa dajú vždy odstrániť alebo presunúť na iné miesto. Dekoračné lampy sú tiež malé, používajú sa na zdobenie kríkov, stromov, stien.

Výhody a nevýhody

Solárne lampy majú viac pozitívnych aspektov ako nevýhod. Hlavnou výhodou je bezpečnosť pre ľudí: nehrozí nebezpečenstvo úrazu elektrickým prúdom. Ďalším plusom, nemenej dôležitým, je hospodárnosť, ktorá už v prvom mesiaci používania bude mať priaznivý vplyv na peňaženku. Tieto svietidlá je možné inštalovať kdekoľvek a premiestňovať podľa potreby. Inštalácia nevyžaduje uzemnenie ani ťahanie drôtov.

Nepochybnou výhodou je, že pri neprítomnosti alebo výpadku prúdu bude zaručené osvetlenie. Pohodlné je aj to, že sa automaticky vypínajú. Práca svietidiel sa vykonáva v teplotnom rozsahu od -50 ° do + 50 °, takže nie je potrebné ich na zimu odstraňovať. Batérie bežia na interné zdroje a nepotrebujú žiadne externé palivo.

Týmto osvetľovacím zariadeniam prakticky nehrozí opotrebovanie, taktiež nepotrebujú údržbu, stačí utrieť prach z pracovnej plochy. Na rozdiel od elektrických svietidiel ich možno používať až 25 rokov. Materiály použité pri ich výrobe spĺňajú všetky požiadavky na environmentálnu bezpečnosť a nevypúšťajú škodlivé látky do životného prostredia.

Napriek určitému pohodliu, krásnemu dizajnu a bezpečnosti majú takéto svietidlá množstvo nevýhod:

1. Cena kvalitných produktov prémiovej triedy je stále dosť vysoká – okolo 250 dolárov.
2. Citlivý na akékoľvek nečistoty. Na extrémne prašných miestach je potrebné pravidelné čistenie prístrojov. Rovnaký postup bude potrebný po silnom snežení alebo daždi.
3. V niektorých regiónoch našej krajiny, kde je málo teplých dní, je iracionálne využívať slnečnú energiu.
4. Zníženie účinnosti osvetlenia. Polovodičové dosky, ktoré tvoria solárne články, časom strácajú požadované vlastnosti a ich účinnosť klesá.
5. Neznášanlivosť na vysoké teploty. Pri zahriatí nad + 100 °C môžu lampy prestať fungovať. Pod horiacimi lúčmi slnka bude potrebný chladiaci systém (napríklad ventilátor), ktorý bude vyžadovať dodatočnú energiu na prevádzku.

Moderní vedci, ktorí vyvíjajú vylepšené technológie, sú presvedčení, že všetky vyhliadky na budúcu civilizáciu sú spojené s rozvojom výroby a využívania slnečnej energie. Podľa ekológov, ak budú solárne panely nasadené na 10 % Sahary, potom na Zemi nebudú potrebné jadrové elektrárne, ktoré sú v prípade havárie mimoriadne nebezpečné.