Как зарядить фонарь на солнечной батарее
Небольшой обзор солнечных фонариков
Наверное, многие дачники и владельцы домиков в деревне не раз видели в магазинах и супермаркетах разнообразные фонарики с солнечной батареей и многие не удержались от покупки. Ведь это так интересно — украсить свой участок, чтобы он нарядно смотрелся не только в дневное время, а еще и в вечерние часы. Ведь так красиво смотрятся подсвеченные ночью садовые дорожки и клумбы!
Осторожно, под катом много картинок
Несмотря на всё внешнее разнообразие конструкций солнечных фонариков, их электронная начинка выполнена достаточно типично:
Она состоит из солнечной батареи, печатной платы с электроникой, построенной на микросхемах семейств YX8ХХХ, ANA618, QX5252, светодиода, аккумулятора и выключателя, который в целях удешевления часто заменяется на бумажную чеку, вставляемую между плюсовым контактом аккумулятора и контактом в батарейном отсеке.
В фонариках используются пальчиковые Ni-Cd, или Ni-Mh аккумуляторы формата АА, ААА, или дисковые элементы ёмкостью 80…600 мА/ч, обычно низкого качества, но на сезон их обычно вполне хватает (а если подзаряжать зимой, то даже на 2-3 сезона).
А теперь давайте подробнее остановимся на солнечных батареях. В основном используются два основных типа солнечных элементов, это плёночные панели:
И панели из монокристаллического кремния:
Плёночные элементы не отличаются эффективностью, но в 30 — 100 рублёвых солнечных фонариках, которые в широком ассортименте представлены в торговых сетях, как правило используются именно они, проигрывая по токоотдаче сравнимым по площади панелям из монокристаллического кремния примерно в пять раз.
Солнечные батареи на основе пластин монокристаллического кремния для солнечных фонариков как правило изготавливаются из отходов производства промышленных солнечных панелей и даже в одной партии они могут иметь значительные различия по площади пластин фотоэлементов залитых в прозрачный компаунд. А ведь чем больше их площадь, тем лучше за день зарядится аккумулятор солнечного фонарика, поэтому при покупке, если есть возможность лучше выбрать фонарик с более крупными пластинами фотоэлементов.
Перед покупкой лучше внимательно осмотрите фонарик, его ножку и плафон на наличие трещин, солнечная панель фонарика не должна иметь не каких видимых повреждений. Включите фонарик, для этого нужно снять плафон и передвинуть движок выключателя в положение «ON». Если выключатель отсутствует, то нужно выдернуть чеку, она находится у плюсового контакта аккумулятора. Чтобы фонарик засветился, надо прикрыть фотоэлемент рукой. Если фонарик не светится, то скорее всего его аккумулятор разряжен и лучше выбрать работоспособный фонарик, или отказаться от покупки, ведь аккумулятор умерший от саморазряда ещё в магазине сразу потребует замены, а новый будет стоить не менее 50 рублей, что сравнимо со стоимостью солнечного фонарика.
Как продлить жизнь фонариков
Для того, чтобы ваш солнечный фонарик служил дольше и радовал вас своим светом, нужно защитить его электронную начинку, ведь корпус фонарика не герметичен и туда свободно попадает влага в виде брызг, испарений после дождя, росы. Попав на плату с радиоэлементами под напряжением, влага вызывает процесс электролиза (это выглядит как будто плата ржавеет) разрушая выводы радиоэлементов, пайку, дорожки платы. Для того чтобы защитить плату с радиоэлементами надо в 2 – 3 слоя покрыть её влагостойким лаком, например таким:
Также надо защитить лаком ножки светодиода, микросхемы, провода в местах пайки с платой, контактами аккумулятора и выключателя.
На фотографии фонарик, защищённый таким образом и отработавший около трёх сезонов, — несмотря на ржавый саморез крепления, плата как новенькая!
Основные неисправности
Основными неисправностями солнечных фонариков является окисление контактов аккумулятора и выключателя, а также глубокий разряд аккумулятора. Если фонарик с наступлением сумерек перестал светиться, то для начала надо прокрутить аккумулятор в батарейном отсеке и несколько раз выключить и включить фонарик, чтобы содрать окисел с контактов. Если это не помогает, то потребуется мультиметр, например такой:
Вытащим аккумулятор из отсека и, переключив мультиметр в режим постоянного напряжения с пределом измерения 2 вольта, измерим напряжение на контактах аккумулятора. Если напряжение на аккумуляторе в пределах 1,2…1,5 вольта, то аккумулятор исправен, переключившись в режим «прозвонка» проверим исправность контактов и выключателя, если плата покрыта окислами то отмываем её в спирте. Если же напряжение на аккумуляторе находится в пределах от 0,1 до 1 вольта, то аккумулятор следует зарядить воспользовавшись зарядным устройством, например таким:
Если же напряжение около нуля вольт, то переключившись в режим «прозвонка» проверим аккумулятор и если он звонится как короткое замыкание, то аккумулятор неисправен и его надо заменить. Оптимально взять аккумулятор среднего ценового диапазона от зарекомендовавших себя производителей, например Sanyo, GP, Camelion. Для среднестатистического солнечного фонарика, для аккумулятора типоразмера ААА достаточно емкости не более 300-600 мАч, а для типоразмера АА 600-1000 мАч и нецелесообразно покупать аккумуляторы большой ёмкости, ведь его просто физически невозможно полностью зарядить за световой день от солнечной батареи. Также желательно чтобы аккумулятор был из серии LSD (англ. Low Self-Discharge. Эта аббревиатура была введена в обиход компанией Sanyo, которая разработала и запатентовала технологию производства аккумуляторов с низким саморазрядом.
Как расположить фонарики на участке
Основная ошибка заключается в том, что фонарики располагают в тени деревьев, кустов и строений и недостаточно освещённая солнечная батарея за день просто не успевает зарядить аккумулятор. Так как в фонариках применяются аккумуляторы Ni-Cd и Ni-Mh, то в результате постоянного ежесуточного недозаряда днём и переразряда ночью, начинает вырабатываться так называемый эффект «памяти» в виде обратимой потери ёмкости аккумулятора. Он как будто «помнит», что в предыдущие циклы его ёмкость была использована не полностью и при заряде запасает энергию только до «привычного» ему значения. Поэтому при установке постарайтесь располагать ваши фонарики в солнечных местах, чтобы в течении всего светового дня они заряжались от падающих на них прямых солнечных лучей и избегайте тенистых мест.
Уход за аккумуляторами
В короткие и пасмурные осенние дни фонарики особенно часто выходят из строя из – за повышенной влажности окисляются контакты, а солнце просто не успевает просушить корпус изнутри, солнечные батареи не успевают полностью зарядить аккумуляторы и с наступлением сумерек фонарики светятся всего лишь несколько часов. После нескольких пасмурных дней начинает проявляться эффект «памяти» и для того чтобы избавиться от него надо дать аккумулятору несколько полных циклов разряд-заряд с помощью универсального зарядного устройства, например IMAX B6:
Подключив аккумуляторы с помощью кассеты вроде такой:
Заканчивая дачный сезон фонарики нужно убрать на хранение, предварительно вынув из них аккумуляторы. Хранить фонарики можно в сухом не отапливаемом помещении, например гараже, а вот аккумуляторы лучше хранить при комнатной температуре, заряжая раз в 2-3 месяца при помощи зарядного устройства, а в идеале не просто заряжать, а давать им несколько циклов разряд – заряд.
Где устанавливать фонари на солнечных батареях, чтобы они дольше светили
Фонари на солнечных батареях — отличный выбор для ландшафтного освещения сада и приусадебной территории. Они дешево стоят, легко монтируются, а для работы требуют только яркого солнца. Садовые светильники не нуждаются в подключении к электричеству, а потому с легкостью освещают участки, где нет проводки и розеток. А еще они пожаробезопасны и работают сами по себе без вашего участия. Только представьте — вам не нужно прокладывать провода, включать и выключать приборы, переживать, что в дождь произойдет короткое замыкание. Для установки не нужны инструменты — с этим заданием справится даже ребенок. Идеально, не правда ли? О том, где устанавливать солнечные фонари, правилах ухода и условиях эксплуатации рассказываем дальше в нашей статье.
Как долго служат садовые фонари на солнечных батареях?
В среднем уличные светильники служат около 3-4 лет. Однако есть ряд факторов, влияющих на срок службы садовых фонарей на солнечной батарее:
Три лучших способа обеспечить хорошую производительность фонарей и продлить срок их службы — установить их под прямым солнечным светом, содержать панели в чистоте и беречь от излишней влаги — проливных осенних дождей и снега. Устанавливайте светильники подальше от уличных фонарей и окон дома, поскольку те могут их обмануть и заставить думать, что на улице еще день.
INBLOOM BY Фонарь садовый на солн. батарее, 4,5×4,5×31см, 1×1.2V 40mAh NI-MH, 1LED*белый, пластик
Как долго светят садовые фонари с солнечными батареями
Уличные фонари с полностью заряженной батареей (требуется около 8 часов нахождения под ярким солнцем) светят с момента наступления вечера до заката. Время освещения может меняться в зависимости от качества солнечной батареи. Чем лучше она способна поглощать свет, тем продолжительнее работа светильников. На функциональность садового освещения влияет их месторасположение — находятся ли они под ярким солнцем или наоборот расположены в тени — под густыми кронами деревьев и пышными кустарниками, которые мешают им поглощать энергию.
На каком расстоянии друг от друга следует разместить солнечные фонари?
Сколько садовых светильников понадобится для освещения вашего сада и на каком расстоянии их устанавливать друг от друга? Чтобы не прогадать с количеством фонарей и обеспечить их эффективную работу, важно придерживаться нескольких простых правил ландшафтного освещения:
Правило №1. Главное условие работы фонаря на солнечной батарее — получение достаточного количества света. В противном случае он не сможет заряжаться и освещать приусадебный участок.
Правило №2. Чтобы создать легкое подсвечивание садовых дорожек, выбирайте светильники с мягким светом и разместите их подальше друг от друга. Для создания яркого ландшафтного освещения устанавливайте фонарики близко друг к другу. Так их световые лучи будут пересекаться и качественно освещать садовую территорию. Как правило дистанция между фонарями составляет 1,5-2 метра.
Правило №3. Много не значит красиво. Слишком большое количество светильников сделают ваш сад, похожим на праздничный торт, который не видно за свечами. Ландшафтные дизайнеры рекомендуют сосредоточиться на качестве, а не количестве. Вместо того чтобы устанавливать светильники на каждом шагу, продумайте место их установки. Например, вы можете подсветить декоративные кустарники, деревья, беседку, дорожки. Распространенная ошибка — выстраивать фонари в ряд по обе стороны тропинки, делая ее похожей на взлетную полосу. Дорожка будет выглядеть намного красивее, если чередовать солнечные фонарики по обе стороны от дорожки (то есть устанавливать через один).
Работают ли садовые фонари на солнечной батарее в тени?
Садовые светильники работают в тени, но не так эффективно, как на солнце. А это значит, что за день батарея не сможет полностью зарядиться и освещать сад всю ночь. Вместо длительного яркого освещения вы получите кратковременный приглушенный свет.
На самом деле «тень» и «солнечный свет» — понятия растяжимые. Как говорится: тень тени рознь. Чтобы понять, работают ли садовые фонари на солнечной батарее в тени, нужно изучить их конструкцию. Первый ее элемент — солнечная панель, преобразовывающая энергию солнца в электричество. Она состоит из фотоэлектрических элементов, зажатых между слоями кремния. Данный химический элемент имеет положительные и отрицательные электроны, которые необходимы для создания электричества. Без солнечной энергии они просто перемещаются по электрическому полю и не приносят никакой пользы. Чтобы начать производить свет, им нужны фотоны, исходящие из светового луча. Попадая в солнечную панель, они выбивают свободные электроны из поля. Их можно использовать сразу для выработки электричества, но в солнечных фонарях это делает батарея.
Батарея накапливает энергию за счет химической реакции и в последствии выделяет ее. Она заставляет электроны двигаться от отрицательного к положительному концу, и тем самым вырабатывать электричество.
Но как батарея узнает, когда выпустить электроны для производства электричества? За это отвечает специальный световой датчик. Он умеет отличать день от ночи. Как только на улице становится темно, он сообщает аккумулятору, что пора выделять энергию и свет включается.
Таким образом становится ясно: чем больше фотонов получит панель, тем ярче и продолжительнее будет свет. А теперь про тень. Фонарь может находиться под деревом, который создает тень, но все же пропускает солнечные лучи или же под навесом, который полностью блокирует солнце. В первом случае функциональность ландшафтного освещения сохраняется, хоть и на минимальном уровне. Взять к примеру лес. Какой бы густой не была листва, вы все же не погружаетесь в кромешную тьму. Во втором случае функциональность светильника сводится к нулю.
Чтобы изучить возможности садовых фонарей было проведено множество экспериментов и вот, что они показали:
Эксперименты показывают, что для работы фонаря на протяжении всей ночи не требуется полный день яркого солнца. Вместе с тем наличие тени существенно влияет на время работы садового освещения, а если быть точнее — сокращает его в 2 раза. Производители садового освещения на солнечных батареях заявляют, что 8-мичасовой зарядки хватает на 12-15 часов работы. Но реальность такова, что сад — не поле для гольфа, которое весь день находится под открытым солнцем. На приусадебном участке растут деревья и кусты, есть постройки, а потому фонарь сможет получать мощный световой поток максимум 4 часа в день, что обеспечивает ландшафтное освещение в течение 7 часов. Прекрасный результат, если учитывать, что это и есть продолжительность летней ночи.
По каким причинам фонарь на солнечной батарее может не работать?
Грязная панель. Со временем светильники покрываются толстым слоем пыли, который мешает проникновению лучей и снижает производительность осветительного прибора.
Вода. Уличные светильники имеют защиту от влаги, но все же есть риск попадания воды в панель, что влияет на ее работу.
Разряженная аккумуляторная батарея. У всего есть свой срок годности и солнечная батарейка не исключение. Исправить ситуацию поможет покупка новой детали.
Что делать с фонарями на солнечной батарее зимой
Вы можете оставлять садовые светильники на улице круглый год. Главное регулярно очищать их от снега, льда и дождя.
Как часто нужно менять аккумулятор садового светильника? В большинстве моделей замена рекомендована каждые 2 года. Но если в вашем районе долгая зима или экстремальные погодные условия, лучше менять батарею каждый год.
Как правильно хранить фонари на солнечной батарее? Если вы не хотите оставлять светильники на улице под снегом и дождем, тогда выполните следующие действия, чтобы не повредить аккумуляторы светильника:
Подведем итоги: Стоит ли покупать фонари на солнечных батареях?
Наш ответ: однозначно Да! Абсолютно экологически чистый и безопасный продукт не загорится, не станет причиной короткого замыкания, не увеличит цифры в счетах за электроэнергию. Не нужно вызывать мастера, чтобы провести проводку и монтаж осветительных приборов. Достаточно выбрать солнечное открытое место и воткнуть светильник в землю. При этом вы можете купить садовые фонари на солнечных батареях любой формы, размера и дизайна. Например, торговая марка Inbloom помимо классических моделей предлагает красочные светильники с разноцветными LED подсветками и летние гирлянды на деревья, которые работают по такому же принципу, как и уличные фонари. Вы можете выбрать светильники в стиле Минимализм или изящные модели в стиле Барокко, чтобы осветить дорожки. На кустарниках и деревьях волшебно смотрятся гирлянды с насадками в виде пчел, стрекоз и цветочков, а на газоне можно разместить LED украшения в виде бабочек. С садовым освещением Inbloom ваш сад заиграет новыми красками.
Садовые фонари на солнечных батареях
Сегодня на садовых участках все встречаются фонари или светильники, которые работают на солнечных батареях. Садоводы смело применяют их в ландшафтном дизайне и в виде дополнительного освещения отдельных участков сада. Солнечные светильники целесообразно применять в тех ситуациях, когда нет возможности провести электрическое освещение или его обустройство экономически невыгодно.
Как устроены фонари на солнечных батареях?
В солнечных светильниках можно выделить следующие элементы:
Солнечная батарея под воздействием ультрафиолета вырабатывает электрический ток и заряжает им аккумулятор, который в свою очередь в темное время суток питает светодиод.
При полном заряде аккумулятора солнечные фонари работают 8 часов. Причем работа светильника не зависит от погодных условий, потому что ультрафиолет проникает сквозь облака. Только поздней осенью аккумулятор фонаря не может зарядиться полностью. Это связано с тем, что световой день становится короче. Даже в таких условиях светильники будут работать, правда, немного меньше.
Основные характеристики садовых солнечных фонарей
Солнечные светильники можно объединить в три группы по следующим характеристикам:
Преимущества садовых светильников на солнечных батареях
Недостатки садовых солнечных светильников:
Установка и эксплуатация садовых солнечных фонарей
Установка садовых фонарей очень проста. Для установки на ровной поверхности необходимо использовать светильники со специальной ножкой. Если у фонаря ножка выполнена в виде колышка, то его втыкают в землю. В твердой почве предварительно надо выкопать углубление, затем поместить в него фонарь и аккуратно утрамбовать землю со всех сторон. Нельзя использовать молоток и грубую силу. Светильник от этого сломается.
С помощью солнечных фонарей можно выделить:
Уход за светильниками заключается в том, чтобы периодически вытирать с них пыль, удалять грязь и убирать на зиму в дом. Несмотря на то, что солнечные светильники очень надежны, может возникнуть необходимость их починки. Сначала требуется проверить уровень заряда солнечной батареи и только потом включать. Если лампочка не включается, необходимо проверить на исправность аккумулятор. Для этого следует зайти в затемненное помещение и проверить места пайки. При обнаружении поврежденного проводка его нужно припаять, используя холодную сварку. Если результаты ремонта отсутствуют или они незначительны, необходимо произвести замену солнечной батареи.
Садовые светильники на солнечных батареях могут стать прекрасной альтернативой электрического освещения в отдаленных участках сада. Разнообразие форм, цветов, размеров позволяет использовать их в ландшафтном дизайне. Выполненные в виде фигур гномов или животных они превосходно дополнят альпийскую горку. В темное время суток такие фонари не только акцентируют внимание на красивых уголках сада. Подсветив ступеньки, можно подниматься или спускаться по лестнице, не опасаясь падения. Фонари можно расставлять группами или хаотично. Какой способ выбрать — зависит только от предпочтений владельца участка.
Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца
Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.
Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?
Зарядка солнечной батареи в пасмурный день
Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.
Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.
Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.
Зарядка солнечных батарей от других источников света
Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.
Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.