По мере истощения ресурсов Земли и роста цен на электроэнергию, растут проблемы безопасности и загрязнения. Солнечная энергия, безопасный и экологически чистый возобновляемый источник, привлекает все больше внимания. Благодаря достижениям в области солнечных технологий, продукты солнечного освещения становятся популярными благодаря своим экологическим и энергосберегающим преимуществам. Уличные фонари на солнечных батареях, Садовые фонари и фонари для газонов становятся все более распространенными, а роль солнечной энергии в уличном освещении возрастает. В этой статье мы обсудим солнечные светодиодные фонари.

Что такое солнечные светодиодные фонари?

Солнечные светодиодные фонари используют солнечную энергию в качестве источника питания, заряжаясь в течение дня и освещая ночью без необходимости сложной и дорогой проводки. Расположение светильников можно легко регулировать, что делает их безопасными, энергоэффективными и экологически чистыми. Они не требуют ручного управления, стабильны и надежны, что позволяет экономить затраты на электроэнергию и техническое обслуживание. Солнечные светодиодные фонари в основном состоят из солнечных панелей (включая кронштейны), светодиодных ламповых головок, блоков управления (содержащих контроллеры и батареи) и фонарных столбов. Солнечные светодиодные фонари бывают следующими:

Компоненты	Описание
Солнечная панель	Высокоэффективная панель со светоотдачей 127 Вт/м2, выгодная для ветроустойчивого дизайна.
Светодиодная лампа	Одиночный мощный светодиод (30–100 Вт) с уникальным многочиповым интегрированным одномодульным источником света и использованием импортных чипов высокой яркости.
Блок управления	Изготовлен из нержавеющей стали, прочный и эстетичный, с необслуживаемыми свинцово-кислотными аккумуляторами и контроллерами заряда-разряда. Герметичная свинцово-кислотная батарея с клапанным управлением используется для снижения затрат на техническое обслуживание.
Контроллер заряда-разряда	Экономичная конструкция с полной функциональностью, включая управление освещением, контроль времени, защиту от перезаряда, защиту от чрезмерной разрядки и защиту от обратного подключения.

Принцип работы солнечной энергии 

Солнечное освещение работает путем преобразования солнечной энергии в электричество с помощью солнечных батарей. В дневное время энергия накапливается в батареях, а затем используется контроллером для питания источника электрического света в ночное время, обеспечивая функциональное освещение.

Каковы распространенные типы солнечных фонарей?

К распространенным типам солнечных фонарей относятся:

Тип	Использование и функция.
Солнечные сигнальные огни	Решающее значение для навигации и транспорта на суше, на море и в воздухе, где электрические сети могут быть недоступны. В основном состоит из мелких направленных светодиодных частиц.
Солнечные газонные фонари	Используется для освещения газонов и садов. Источник света имеет мощность 0,1-1 Вт, а в качестве основного источника света обычно используются мелкочастичные светодиоды.
Солнечные ландшафтные фонари	Используется для освещения площадей, парков и зеленых насаждений. Используются различные формы маломощных светодиодных прожекторов и линейных светильников, а также светильники с холодным катодом для украшения окружающей среды.
Солнечные опознавательные огни	Используется для ночных указателей направления, номеров домов и дорожных знаков. Источник света не требует высокого светового потока, а требования к конфигурации системы низкие.
Солнечные уличные фонари	Применяется для сельских дорог и сельских автомагистралей. Источником света могут быть газоразрядные (HID) лампы высокого давления малой мощности, люминесцентные лампы, натриевые лампы низкого давления или светодиодные лампы высокой мощности.
Солнечные инсектицидные фонари	Применяется для садов, плантаций, парков и газонов. Обычно используются люминесцентные лампы с определенным спектром, а современные светодиодные лампы фиолетового света используются для излучения определенных спектральных линий для уничтожения насекомых.
Солнечные световые короба	Используется для рекламных световых коробов.
Солнечные фонарики	Используя светодиод в качестве источника света, его можно использовать для активного отдыха или в чрезвычайных ситуациях.

Важные факторы, которые следует учитывать перед покупкой светодиодных солнечных фонарей

Функция и напряжение 

Регулирование светодиодных фонарей Функция светодиодных фонарей аналогична функции диодов, регулирующих напряжение. Их рабочее напряжение колеблется в районе 0,1 В, а рабочий ток — в районе 20 мА. Чтобы обеспечить безопасное использование, в светодиодных светильниках обычно используются последовательные ограничительные резисторы, которые предотвращают значительные потери энергии, несмотря на изменения яркости света из-за колебаний напряжения. Разработав схемы автоматического повышения напряжения или схемы постоянного тока, светодиодные фонари могут регулировать свою мощность и избегать повреждения светодиодных лампочек. 

Электрические характеристики и контроль температуры светодиодных светильников 

Пиковый ток светодиодных фонарей составляет около 50–100 мА, а обратное напряжение — около 6 В. Важно не превышать эти диапазоны, чтобы избежать повреждения светодиодных ламп. При обратном подключении или когда пиковое напряжение слишком велико, например, в случае разряженной батареи, светодиодные фонари могут легко превысить эти пределы. Контроль температуры также имеет решающее значение, поскольку светодиодные лампы не очень устойчивы к высоким температурам. Повышение температуры даже на 5℃ может снизить яркость света на 3%, поэтому летом требуется особое внимание. 

Ограничения параллельного соединения и оптическая конструкция сверхярких светодиодных фонарей

Рабочее напряжение светодиодных светильников значительно различается даже для одного типа и партии. Поэтому лучше не подключать их параллельно. Если необходимы параллельные соединения, крайне важно обеспечить равномерное распределение тока. У сверхярких светодиодных светильников проникновение света слабее из-за высокого диапазона цветовой температуры 6400–30 000 К. Поэтому для их легкого расположения необходимы специальные приспособления. Статическое электричество также может существенно повлиять на сверхяркие светодиодные фонари, поэтому установка должна включать антистатические устройства, а работники должны носить антистатические браслеты. 

Проектирование фотоэлектрических конденсаторов для хранения энергии 

Срок службы солнечных батарей может превышать 25 лет, тогда как у обычных батарей всего 2-3 года. Поэтому важно включать конденсаторы для хранения энергии, чтобы обеспечить оптимальное хранение и подачу энергии на светодиодные фонари. Срок службы накопительных конденсаторов может превышать 10 лет, а их схемы управления относительно просты. Однако они дороже, а их применение пока ограничено технологическими ограничениями. 

Проектирование схем датчиков освещенности

Цепи датчиков освещенности необходимы для автоматического управления освещением на солнечных батареях. Хотя многие люди используют для этой цели фоторезисторы, солнечные панели сами по себе являются отличными датчиками света. Поэтому их лучше использовать в качестве светочувствительных переключателей вместо фоторезисторов.

Подводные камни солнечных фонарей

• Ложная реклама и некачественные компоненты: недобросовестные производители неверно маркируют такие параметры, как мощность и уменьшение толщины полюсов, которые покупателям трудно обнаружить. Это позволяет им снижать цены и разрушать рынок.

• Марка и качество чипа: светодиодные чипы напрямую влияют на производительность и цену светильников. Некоторые недобросовестные продавцы используют чипы низкого качества, поддельные чипы фирменных марок или чипы более низкого качества, чтобы обманом заставить покупателей покупать некачественные товары по высоким ценам.

• Принесение в жертву научного дизайна системы освещения ради сокращения затрат: недобросовестные производители могут изменять или даже удалять системы освещения, чтобы снизить затраты, что приводит к таким проблемам, как неравномерная яркость, «зебровые полосы» или желтые кольца. Эти проблемы трудно обнаружить без профессионального тестирования.

• Плохая конструкция рассеивания тепла. Срок службы светодиодных чипов значительно снижается по мере увеличения температуры PN-перехода. Правильное рассеивание тепла имеет решающее значение для обеспечения долговечности и качества светодиодных светильников. Недобросовестные производители часто нарушают правила в этой области, что приводит к проблемам, которые могут проявиться только через некоторое время использования.

• Качество источника питания. Цена и качество источников питания тесно связаны с их конструкцией и внутренними электрическими компонентами. Просто иметь работающий свет недостаточно. Многие продукты на рынке используют некачественные источники питания.

• Чрезмерное количество вредных веществ в источниках света: почернение светодиодов — распространенная проблема, с которой сталкиваются многие компании, производящие светодиоды, в основном вызванная наличием вредных веществ в компонентах освещения, которые отрицательно влияют на срок службы источника света.

• Вводящие в заблуждение концепции: солнечные светодиодные фонари обычно могут иметь регулируемое энергопотребление. Однако некоторые производители пользуются неосведомленностью клиентов, указывая только время освещения, а не энергопотребление, чтобы обмануть потребителей.