Услышав про солнечные светильники (светильники с питанием от солнечных батарей) , многие пренебрежительно махнут рукой. Продающиеся в магазине китайские изделия с гордым названием «светильник» годятся только на роль светлячка. Тем не менее, они иллюстрируют современные возможности полупроводниковой индустрии. Еще полтора десятилетия назад светильники с питанием от солнечных модулей применялись только в космонавтике или в спецтехнике. Для широкого потребителя подобные компоненты были недоступны.

Интуитивно понятно, что светильники с автономным питанием могут найти применение там, где невозможно или невыгодно подвести электрическую энергию. В таких случаях используют питание от аккумуляторных батарей. Ресурс автономной работы солнечного светильника определяется емкостью батареи и типом источника света. Но аккумулятор требует регулярной подзарядки, поэтому о полной автономности работы светильника говорить не приходится.

С появлением после 1998 года ярких светодиодов белого цвета проблема выбора источника света для автономных светильников значительно упростилась. Эффективность современных светодиодов перешагнула отметку в 120 люмен/Ватт, что на порядок выше ламп накаливания малой мощности. Не стояло на месте и развитие солнечных элементов. Возрастало КПД преобразования солнечной энергии, уменьшалась цена.

В общем случае конструкция современного автономного светильника включает в себя модуль преобразования солнечного света , аккумулятор, один или несколько светодиодов и электронную схему, контролирующую заряд батареи и время включения светильника. За исключением законченной конструкции вышеупомянутых игрушечных светильников, более серьезные конструкции проектируют и монтируют с учетом конкретных условий эксплуатации.

В качестве примера рассмотрим светильник для подсветки таблички с названием улицы и номера дома. Обычно для этих целей используют лампу накаливания мощностью 25-40Вт, которая быстро перегорает. Используя светодиодную лампу мощностью 3Вт, можно получить достаточную освещенность.

Такой набор будет включать солнечный модуль мощностью 10 Вт на 12В, схему контроля заряда аккумулятора, сам аккумулятор емкостью не менее 7 А/часов и светодиодный светильник 3 Вт, 12В. Ориентируясь на изделия производства стран СНГ, подобное удовольствие обойдется примерно в 3500 рублей, не считая работ по монтажу. И это только нижняя граница цен.

Еще более впечатляющие суммы нужно выложить за солнечные светильники большой мощности, например наружного освещения улиц. Кроме перечисленных выше компонент, потребуется инвертор для преобразования в переменное напряжение 220В, которое необходимо для питания эффективных газоразрядных ламп.

Автономный светильник с натриевой лампой ДНаТ-250Вт, который питается от 2 модулей типа ФСМ-300 Вт, с остальными необходимыми компонентами будет стоить более 110 тыс. рублей.

Но проблема состоит не только в высокой цене подобных светильников. В конце концов, с рекламными целями многие фирмы реализуют проекты автономных осветительных систем, не оглядываясь на затраты. Уязвимым местом остается ключевой элемент светильников на солнечных батареях – аккумуляторы.

Если в летнее время их эксплуатация не вызывает особых проблем, то зимой при минусовых температурах аккумуляторы теряют емкость, причем на фоне короткого зимнего дня, когда время подзарядки батареи составляет в лучшем случае 1/3 суток. В разряженном аккумуляторе плотность электролита снижается, и он замерзает, после чего батарею можно спокойно отправлять в утилизацию.

Конечно, можно установить современные типы необслуживаемых аккумуляторов с электролитом в виде геля, но резко возрастает цена, а проблема с низкими температурами не устраняется.

Возрастающий в последнее время интерес к энергонезависимым устройствам стимулировал разработку аккумуляторов с применением самых современных технологий. Например, с использованием графеновых пленок .

Отличные перспективы имеет и разработка российских ученых – фотоэлектрохимические суперконденсаторы для одновременного преобразования и накопления солнечной энергии. Являясь ближайшим родственником ионисторов, фотоконденсаторы изготавливаются с применением наноуглеродных трубок.

Их емкость может достигать 10000 Фарад. У фотоконденсаторов энергетическая эффективность преобразования солнечного света в районе 10%, удельная разрядная энергия не менее 12 Вт/ч на килограмм веса и более 7000 циклов заряд-разряд (15 лет непрерывной работы).

Но все это вопросы будущего. Для тех, кто уже сегодня испытывает жгучее желание привнести в ландшафтный дизайн на своем загородном участке футуристические элементы освещения, можно рекомендовать две серии солнечных светильников разных производителей.

Солнечные светильники серии «Wolta GARDEN», Китай , имеет ценовой диапазон от 150 до 1160 рублей. Более дорогие изделия серии «Eglo Solar», Австрия , имеют разброс цен от 480 до 2250 рублей.

Разница между производителями и стоимостью светильников связана только с дизайном внешнего оформления и используемыми материалами. Технические характеристики их практически идентичны.

В итоге можно сделать вывод, что вопреки возрастающему интересу к светильникам с автономным питанием, их технические характеристики настолько скромны, что о массовом применении в ближайшие годы говорить не приходится.

Читатйте также: Солнечные электростанции для дома