Man mano che le risorse della Terra si esauriscono e i costi energetici aumentano, crescono le preoccupazioni per la sicurezza e l’inquinamento. L’energia solare, una fonte rinnovabile sicura ed ecologica, attira l’attenzione. Con i progressi della tecnologia solare, i prodotti per l’illuminazione solare diventano popolari grazie ai vantaggi ambientali e di risparmio energetico. Lampioni ad energia solare, le luci del giardino e quelle del prato sono sempre più comuni e il ruolo dell'energia solare nell'illuminazione stradale migliora. In questo articolo parleremo delle luci LED solari.

Cosa sono le luci LED solari?

Le luci solari a LED utilizzano l'energia solare come fonte di alimentazione, si caricano durante il giorno e si illuminano di notte senza la necessità di cablaggi complessi e costosi. La disposizione delle luci può essere facilmente regolata, rendendole sicure, efficienti dal punto di vista energetico e prive di inquinamento. Non richiedono operazioni manuali e sono stabili e affidabili, consentendo di risparmiare sui costi di elettricità e manutenzione. Le luci solari a LED sono composte principalmente da pannelli solari (comprese le staffe), teste di lampade a LED, scatole di controllo (contenenti controller e batterie) e lampioni. I parametri comuni Le luci LED solari sono le seguenti:

dei componenti	Descrizione
Pannello solare	Pannello ad alta efficienza con un'efficienza luminosa di 127 Wp/m2, vantaggiosa per la progettazione della resistenza al vento
Lampada a LED	LED singolo ad alta potenza (30 W-100 W) con un esclusivo design della sorgente luminosa a modulo singolo integrato multi-chip e l'uso di chip importati ad alta luminosità
Scatola di controllo	Realizzato in acciaio inossidabile, resistente ed esteticamente gradevole, con batterie al piombo esenti da manutenzione e controller di carica-scarica. La batteria al piombo sigillata con comando a valvola viene utilizzata per ridurre i costi di manutenzione
Regolatore di carica-scarica	Un design conveniente con funzionalità complete, incluso controllo della luce, controllo del tempo, protezione da sovraccarico, protezione da scarica eccessiva e protezione dalla connessione inversa

Il principio di funzionamento dell'energia solare 

L'illuminazione solare funziona convertendo l'energia solare in elettricità attraverso l'uso di celle solari. Durante le ore diurne, l'energia viene immagazzinata nelle batterie e poi utilizzata dal controller per alimentare la fonte di luce elettrica durante la notte, fornendo un'illuminazione funzionale.

Quali sono i tipi più comuni di luci solari?

I tipi comuni di luci solari includono:

Tipo	Utilizzo e Funzione
Luci di segnalazione solari	Fondamentale per la navigazione e il trasporto su terra, mare e aria dove le reti elettriche potrebbero non essere disponibili. È costituito principalmente da piccole particelle LED direzionali.
Luci solari da prato	Utilizzato per illuminare prati e giardini. La sorgente luminosa ha una potenza di 0,1-1 W e le luci LED a piccole particelle vengono solitamente utilizzate come sorgente luminosa principale.
Luci solari del paesaggio	Utilizzato per illuminare piazze, parchi e spazi verdi. Vengono utilizzate varie forme di faretti LED a basso consumo e luci lineari, ma ci sono anche luci a catodo freddo per abbellire l'ambiente.
Luci di identificazione solare	Utilizzato per segnali direzionali notturni, numeri civici e segnali stradali. La sorgente luminosa non richiede un flusso luminoso elevato e i requisiti di configurazione del sistema sono bassi.
Lampioni solari	Applicato alle strade dei villaggi e alle autostrade rurali. La sorgente luminosa può essere costituita da lampade a scarica di gas ad alta pressione (HID) di piccola potenza, lampade fluorescenti, lampade al sodio a bassa pressione o lampade LED ad alta potenza.
Luci insetticide solari	Applicato a frutteti, piantagioni, parchi e prati. Vengono generalmente utilizzate lampade fluorescenti con spettri specifici e lampade LED avanzate a luce viola vengono utilizzate per irradiare linee spettrali specifiche per uccidere gli insetti.
Scatole luminose solari	Utilizzato per pubblicizzare scatole luminose.
Torce solari	Utilizzando il LED come sorgente luminosa, può essere utilizzato per attività all'aperto o situazioni di emergenza.

Fattori importanti da considerare prima di acquistare le luci solari a LED

Funzione e tensione 

Regolazione delle luci a LED La funzione delle luci a LED è simile a quella dei diodi di regolazione della tensione. La loro tensione di lavoro varia intorno a 0,1 V, mentre la corrente di lavoro varia intorno a 20 mA. Per garantire un utilizzo sicuro, le luci a LED utilizzano in genere resistori di limitazione seriali, che impediscono una significativa perdita di energia nonostante i cambiamenti nella luminosità della luce dovuti alle fluttuazioni di tensione. Progettando circuiti di potenziamento automatici o circuiti a corrente costante, le luci a LED possono regolare la loro potenza ed evitare di danneggiare le lampadine a LED. 

Caratteristiche elettriche e controllo della temperatura delle luci a LED 

La corrente di picco delle luci a LED è di circa 50-100 mA e la tensione inversa è di circa 6 V. È fondamentale non superare questi range per evitare danni alle lampadine LED. Se collegate al contrario o quando la tensione di picco è troppo elevata, come nel caso di una batteria scarica, le luci a LED possono facilmente superare questi limiti. Anche il controllo della temperatura è fondamentale poiché le luci a LED non tollerano molto le alte temperature. Anche un aumento della temperatura di 5 ℃ può ridurre la luminosità della luce del 3%, quindi in estate è necessaria un'attenzione particolare. 

Limitazioni delle connessioni parallele e progettazione ottica delle luci LED ultraluminose

La tensione di funzionamento delle luci a LED varia in modo significativo, anche per lo stesso tipo e lotto. Pertanto è meglio non collegarli in parallelo. Se sono necessari collegamenti in parallelo, è fondamentale garantire un'equa distribuzione della corrente. Per le luci LED ultraluminose, la penetrazione della luce è più debole a causa dell'elevato intervallo di temperature di colore di 6400k-30000k. Pertanto sono necessari accorgimenti speciali per la loro disposizione delle luci. L'elettricità statica può anche influenzare in modo significativo le luci LED ultraluminose, quindi l'installazione dovrebbe includere dispositivi antistatici e i lavoratori dovrebbero indossare braccialetti antistatici. 

Progettazione di condensatori per l'accumulo di energia fotovoltaica 

La durata di vita dei pannelli solari può superare i 25 anni, mentre quella delle normali batterie è di soli 2-3 anni. Pertanto, è essenziale includere condensatori di accumulo dell’energia per garantire un accumulo e un’alimentazione ottimali dell’energia alle luci a LED. La durata dei condensatori di accumulo dell'energia può superare i 10 anni e i loro circuiti di controllo sono relativamente semplici. Tuttavia, sono più costosi e la loro applicazione è ancora limitata da vincoli tecnologici. 

Progettazione di circuiti di sensori di luce

I circuiti dei sensori di luce sono necessari per controllare automaticamente le luci ad energia solare. Sebbene molte persone utilizzino le fotoresistenze per questo scopo, i pannelli solari stessi sono eccellenti sensori di luce. Pertanto è meglio utilizzarli come interruttori sensibili alla luce anziché come fotoresistenze.

Le insidie ​​delle lanterne solari

• Pubblicità ingannevole e componenti di bassa qualità: produttori senza scrupoli etichettano falsamente parametri come la potenza e riducono lo spessore dei poli, che sono difficili da rilevare per i clienti. Ciò consente loro di abbassare i prezzi e di perturbare il mercato.

• Marchio e qualità dei chip: i chip LED influiscono direttamente sulle prestazioni e sul prezzo delle luci. Alcuni venditori disonesti utilizzano chip di bassa qualità, chip di marca contraffatti o chip di qualità inferiore per indurre i clienti ad acquistare prodotti di qualità inferiore a prezzi elevati.

• Sacrificare la progettazione scientifica del sistema di illuminazione per ridurre i costi: produttori senza scrupoli possono alterare o addirittura rimuovere i sistemi di illuminazione per ridurre i costi, portando a problemi come luminosità non uniforme, 'strisce zebrate' o anelli gialli. Questi problemi sono difficili da rilevare senza test professionali.

• Scarsa progettazione per la dissipazione del calore: la durata dei chip LED diminuisce significativamente all'aumentare della temperatura della giunzione PN. Una corretta dissipazione del calore è fondamentale per garantire la longevità e la qualità delle luci a LED. I produttori senza scrupoli spesso prendono scorciatoie in questo ambito, causando problemi che possono diventare evidenti solo dopo un certo periodo di utilizzo.

• Qualità dell'alimentatore: il prezzo e la qualità degli alimentatori sono strettamente correlati al loro design e ai componenti elettrici interni. Avere semplicemente una luce funzionante non è sufficiente. Molti prodotti sul mercato utilizzano alimentatori scadenti.

• Eccesso di sostanze nocive nelle sorgenti luminose: l'annerimento dei LED è un problema comune affrontato da molte aziende produttrici di LED, causato principalmente dalla presenza di sostanze nocive nei componenti luminosi che influiscono negativamente sulla durata della sorgente luminosa.

• Concetti fuorvianti: le luci a LED solari in genere possono avere un consumo di energia regolabile. Tuttavia, alcuni produttori approfittano della mancanza di conoscenza dei clienti menzionando solo il tempo di illuminazione, anziché il consumo di energia, per ingannare i consumatori.