Оскільки ресурси Землі виснажуються, а вартість енергії зростає, занепокоєння щодо безпеки та забруднення зростають. Сонячна енергія, безпечне та екологічне відновлюване джерело, привертає увагу. З прогресом у сонячних технологіях освітлювальні прилади на сонячних батареях стають популярними завдяки їхнім екологічним та енергозберігаючим перевагам. Вуличні ліхтарі на сонячних батареях, садові ліхтарі та ліхтарі для газонів стають все більш поширеними, а роль сонячної енергії у вуличному освітленні покращується. У цій статті ми обговоримо сонячні світлодіодні світильники.

Що таке сонячні світлодіодні ліхтарі?

Сонячні світлодіодні ліхтарі використовують сонячну енергію як джерело живлення, заряджаючись вдень і світячи вночі без необхідності складної та дорогої проводки. Розташування світильників можна легко регулювати, що робить їх безпечними, енергоефективними та чистими. Вони не потребують ручного керування, є стабільними та надійними, заощаджуючи витрати на електроенергію та обслуговування. Сонячні світлодіодні ліхтарі в основному складаються з сонячних панелей (включаючи кронштейни), головок світлодіодних ламп, блоків керування (містять контролери та батареї) та ліхтарних стовпів. Загальні параметри сонячні світлодіодні ліхтарі наступні:

компонентів	Опис
Панель сонячних батарей	Високоефективна панель зі світловою ефективністю 127 Втp/м2, корисна для дизайну захисту від вітру
Світлодіодна лампа	Один потужний світлодіод (30 Вт-100 Вт) з унікальною багатокристальною інтегрованою одномодульною конструкцією джерела світла та використанням імпортованих мікросхем високої яскравості
Блок управління	Виготовлений з нержавіючої сталі, міцний і естетично привабливий, зі свинцево-кислотними акумуляторами, що не потребують обслуговування, і контролерами заряду-розряду. Для зниження витрат на технічне обслуговування використовується герметична свинцево-кислотна батарея з керуванням клапаном
Контролер заряду-розряду	Економічна конструкція з повною функціональністю, включаючи контроль світла, контроль часу, захист від перезаряду, захист від надмірного розряду та захист від зворотного підключення

Принцип дії сонячної енергії 

Сонячне освітлення працює шляхом перетворення сонячної енергії в електрику за допомогою сонячних елементів. Протягом світлового дня енергія накопичується в батареях, а потім використовується контролером для живлення електричного джерела світла вночі, забезпечуючи функціональне освітлення.

Які поширені типи сонячних світильників?

До поширених типів сонячних ліхтарів належать:

тип	використання та функція
Сонячні сигнальні вогні	Важливо для навігації та транспортування на землі, морі та повітрі, де електричні мережі можуть бути недоступними. В основному складається з маленьких спрямованих світлодіодних частинок.
Сонячні ліхтарі для газону	Використовується для освітлення газонів і садів. Джерело світла має потужність 0,1-1 Вт, а світлодіодні лампи з дрібними частинками зазвичай використовуються як основне джерело світла.
Сонячні пейзажні вогні	Використовується для освітлення скверів, парків, зелених насаджень. Використовуються різні форми малопотужних світлодіодних прожекторів і лінійних світильників, а також лампи з холодним катодом, щоб прикрасити довкілля.
Сонячні вогні ідентифікації	Використовується для нічних покажчиків, номерів будинків і дорожніх знаків. Джерело світла не вимагає високого світлового потоку, а вимоги до конфігурації системи низькі.
Сонячні вуличні ліхтарі	Застосовується для сільських доріг і сільських трас. Джерелом світла можуть бути малопотужні газорозрядні лампи високого тиску (HID), люмінесцентні лампи, натрієві лампи низького тиску або світлодіодні лампи великої потужності.
Сонячні інсектицидні ліхтарі	Застосовується в садах, насадженнях, парках, газонах. Зазвичай використовуються люмінесцентні лампи зі спеціальними спектрами, а вдосконалені світлодіодні лампи фіолетового світла використовуються для випромінювання певних спектральних ліній для знищення комах.
Сонячні світлові короби	Використовується для рекламних світлових коробів.
Сонячні ліхтарики	Використовуючи світлодіод як джерело світла, його можна використовувати для активного відпочинку або екстрених ситуацій.

Важливі фактори, які слід враховувати перед покупкою світлодіодних сонячних ліхтарів

Функція та напруга 

Регулювання світлодіодних ліхтарів Функції світлодіодних ліхтарів подібні до діодів регулювання напруги. Їхня робоча напруга коливається в межах 0,1 В, а робочий струм – близько 20 мА. Щоб забезпечити безпечне використання, світлодіодні лампи зазвичай використовують послідовні обмежувальні резистори, які запобігають значним втратам енергії, незважаючи на зміни яскравості світла через коливання напруги. Завдяки розробці ланцюгів автоматичного підсилення або ланцюгів постійного струму світлодіодні лампи можуть регулювати свою потужність і уникнути пошкодження світлодіодних ламп. 

Електричні характеристики та контроль температури світлодіодних ліхтарів 

Піковий струм світлодіодних ламп становить близько 50-100 мА, а зворотна напруга - близько 6 В. Важливо не перевищувати ці діапазони, щоб уникнути пошкодження світлодіодних ламп. При зворотному підключенні або коли пік напруги занадто високий, наприклад, у випадку низького заряду батареї, світлодіодні лампи можуть легко перевищити ці межі. Контроль температури також важливий, оскільки світлодіодні ліхтарі не дуже терпимі до високих температур. Навіть підвищення температури на 5 ℃ може зменшити яскравість світла на 3%, тому влітку потрібна особлива увага. 

Обмеження паралельних з’єднань і оптичної конструкції надяскравих світлодіодних ліхтарів

Робоча напруга світлодіодних ліхтарів суттєво різниться навіть для одного типу та партії. Тому краще не з’єднувати їх паралельно. Якщо необхідні паралельні з'єднання, дуже важливо забезпечити рівномірний розподіл струму. Для надяскравих світлодіодних ліхтарів проникнення світла слабше через високий діапазон колірних температур 6400k-30000k. Таким чином, для їх освітлення необхідні спеціальні заходи. Статична електрика також може суттєво вплинути на надяскраві світлодіодні ліхтарі, тому встановлення має включати антистатичні пристрої, а працівники повинні носити антистатичні браслети. 

Проектування фотоелектричних конденсаторів для накопичення енергії 

Термін служби сонячних панелей може перевищувати 25 років, а звичайних акумуляторів – лише 2-3 роки. Тому важливо включити конденсатори для накопичення енергії, щоб забезпечити оптимальне накопичення енергії та постачання її до світлодіодних ламп. Термін служби накопичувальних конденсаторів може перевищувати 10 років, а схеми їх керування відносно прості. Однак вони дорожчі, а їх застосування все ще обмежене технологічними обмеженнями. 

Проектування схем датчиків світла

Схеми датчиків світла необхідні для автоматичного керування світлом, що працює на сонячних батареях. Хоча багато людей використовують фоторезистори для цієї мети, сонячні панелі самі по собі є чудовими датчиками світла. Тому їх краще використовувати як світлочутливі перемикачі замість фоторезисторів.

Підводні камені сонячних ліхтарів

• Фальшива реклама та низькоякісні компоненти: недобросовісні виробники помилково позначають такі параметри, як потужність, і зменшують товщину полюса, що клієнтам важко виявити. Це дозволяє їм знижувати ціни та підривати ринок.

• Бренд і якість чіпа: світлодіодні чіпи безпосередньо впливають на продуктивність і ціну світильників. Деякі несумлінні продавці використовують чіпи низької якості, підроблені чіпи фірмових виробників або чіпи нижчого ґатунку, щоб обманом спонукати клієнтів купувати неякісні продукти за високими цінами.

• Пожертвування науковою розробкою систем освітлення заради скорочення витрат: недобросовісні виробники можуть змінити або навіть видалити системи освітлення, щоб зменшити витрати, що призведе до таких проблем, як нерівномірна яскравість, «смуги зебри» або жовті кільця. Ці проблеми важко виявити без професійного тестування.

• Погана конструкція розсіювання тепла: тривалість життя світлодіодних чіпів значно зменшується зі збільшенням температури PN-переходу. Належне розсіювання тепла має вирішальне значення для забезпечення довговічності та якості світлодіодних світильників. Недобросовісні виробники часто обривають цю ділянку, що призводить до проблем, які можуть виявитися лише через деякий час використання.

• Якість джерела живлення: ціна та якість блоків живлення тісно пов’язані з їх конструкцією та внутрішніми електричними компонентами. Просто мати справне освітлення недостатньо. У багатьох продуктах на ринку використовуються неякісні джерела живлення.

• Надмірна кількість шкідливих речовин у джерелах світла: потемніння світлодіодів є поширеною проблемою, з якою стикаються багато компаній, що займаються світлодіодами, головним чином через наявність шкідливих речовин у компонентах світла, які негативно впливають на термін служби джерела світла.

• Оманливі концепції: сонячні світлодіодні ліхтарі зазвичай можуть мати регульоване споживання електроенергії. Однак деякі виробники користуються недостатньою обізнаністю споживачів, згадуючи лише час освітлення, а не споживану потужність, щоб обдурити споживачів.