Почувши про сонячні світильники (світильники з живленням від сонячних батарей), багато зневажливо махнуть рукою. Продаються в магазині китайські вироби з гордою назвою «світильник» годяться тільки на роль світлячка. Проте, вони ілюструють сучасні можливості напівпровідникової індустрії. Ще півтора десятиліття назад світильники з живленням від сонячних модулів застосовувалися тільки в космонавтиці або в спецтехніки. Для широкого споживача подібні компоненти були недоступні.
Інтуїтивно зрозуміло, що світильники з автономним живленням можуть знайти застосування там, де неможливо або невигідно підвести електричну енергію. У таких випадках використовують живлення від акумуляторних батарей. Ресурс автономної роботи сонячного світильника визначається ємністю батареї і типом джерела світла. Але акумулятор вимагає регулярної підзарядки, тому про повну автономність роботи світильника говорити не доводиться.
З появою після 1998 року яскравих світлодіодів білого кольору проблема вибору джерела світла для автономних світильників значно спростилася. Ефективність сучасних світлодіодів переступила позначку в 120 люмен / Ватт, що на порядок вище ламп розжарювання малої потужності. Чи не стояло на місці і розвиток сонячних елементів. Зростала ККД перетворення сонячної енергії, зменшувалася ціна.
У загальному випадку конструкція сучасного автономного світильника включає в себе модуль перетворення сонячного світла , Акумулятор, один або кілька світлодіодів і електронну схему, яка контролює заряд батареї і час включення світильника. За винятком закінченої конструкції вищезазначених іграшкових світильників, більш серйозні конструкції проектують і монтують з урахуванням конкретних умов експлуатації.
Як приклад розглянемо світильник для підсвічування таблички з назвою вулиці і номера будинку. Зазвичай для цих цілей використовують лампу розжарювання потужністю 25-40Вт, яка швидко перегорає. Використовуючи світлодіодну лампу потужністю 3Вт, можна отримати достатню освітленість.
Такий набір буде включати сонячний модуль потужністю 10 Вт на 12В, схему контролю заряду акумулятора, сам акумулятор ємністю не менше 7 А / годин і світлодіодний світильник 3 Вт, 12В. Орієнтуючись на вироби виробництва країн СНД, подібне задоволення обійдеться приблизно в 3500 рублів, не рахуючи робіт по монтажу. І це тільки нижня межа цін.
Ще більш вражаючі суми потрібно викласти за сонячні світильники великої потужності, наприклад зовнішнього освітлення вулиць. Крім перерахованих вище компонент, потрібно інвертор для перетворення в змінну напругу 220В, яке необхідно для харчування ефективних газорозрядних ламп.
Автономний світильник з натрієвої лампою ДНаТ-250Вт, який живиться від 2 модулів типу ФСМ-300 Вт, з іншими необхідними компонентами буде коштувати більше 110 тис. Рублів.
Але проблема полягає не тільки у високій ціні подібних світильників. Зрештою, з рекламними цілями багато фірм реалізують проекти автономних освітлювальних систем, не озираючись на витрати. Вразливим місцем залишається ключовий елемент світильників на сонячних батареях - акумулятори.
Якщо в літній час їх експлуатація не викликає особливих проблем, то взимку при мінусових температурах акумулятори втрачають ємність, причому на тлі короткого зимового дня, коли час заряджання батареї становить в кращому випадку 1/3 доби. В розрядженому акумуляторі щільність електроліту знижується, і він замерзає, після чого батарею можна спокійно відправляти в утилізацію.
Звичайно, можна встановити сучасні типи необслуговуваних акумуляторів з електролітом у вигляді гелю, але різко зростає ціна, а проблема з низькими температурами не зникає.
Зростаючий останнім часом інтерес до енергонезалежною пристроїв стимулював розробку акумуляторів із застосуванням найсучасніших технологій. наприклад, з використанням графенових плівок .
Відмінні перспективи має і розробка російських вчених - фотоелектрохімічні суперконденсатори для одночасного перетворення і накопичення сонячної енергії. Будучи найближчим родичем іоністорів, фотоконденсатори виготовляються із застосуванням нановуглецевих трубок.
Їх ємність може досягати 10000 Фарад. У фотоконденсаторов енергетична ефективність перетворення сонячного світла в районі 10%, питома розрядна енергія не менше 12 Вт / год на кілограм ваги і більше 7000 циклів заряд-розряд (15 років безперервної роботи).
Але все це питання майбутнього. Для тих, хто вже сьогодні відчуває пекуче бажання привнести в ландшафтний дизайн на своїй заміській ділянці футуристичні елементи освітлення, можна рекомендувати дві серії сонячних світильників різних виробників.
Сонячні світильники серії «Wolta GARDEN», Китай, має ціновий діапазон від 150 до 1160 рублів. Більш дорогі вироби серії «Eglo Solar», Австрія, мають розкид цін від 480 до 2250 рублів.
Різниця між виробниками і вартістю світильників пов'язана тільки з дизайном зовнішнього оформлення і використовуваними матеріалами. Технічні характеристики їх практично ідентичні.
У підсумку можна зробити висновок, що всупереч зростаючому інтересу до світильників з автономним живленням, їх технічні характеристики настільки скромні, що про масове застосування в найближчі роки говорити не доводиться.
Чітатйте також: Сонячні електростанції для будинку
