Светодиодное автономное освещение
Светодиодное автономное освещение.
Низковольтное освещение.
Понятие — автономное освещение подразумевает, освещение независимое от централизованных сетей электроснабжения, как правило, от сетей переменного тока 220В или 380В 50Гц. Наиболее часто, в качестве автономных источников питания используют низковольтные источники питания постоянного тока на 12 Вольт, 24 Вольта, 48В. Чаще всего это аккумуляторы, солнечные батареи, инверторы или химические источники тока.
Существуют автономные системы с питанием переменным током от напряжения 220В, как правило, это аварийные и резервные системы освещения. Применение светильников с таким напряжением, обусловлено удобством переключения источников питания и использованием одних и тех же осветительных приборов.
Область применения автономного освещения весьма обширна и разнообразна:
- мобильные и передвижные объекты;
- светильники для транспорта (космический, авиационный, морской, автомобильный, электротранспорт, железнодорожный);
- переносные и временные светильники и фонари;
- труднодоступные стационарные объекты с отсутствием централизованных сетей электроснабжения;
- системы освещения от альтернативных источников энергии (солнечных батарей, ветрогенераторов, дизельгенераторов и бензогенераторов)
- Уличное освещение пешеходных переходов, перекрестков, площадей от солнечных мини электростанций.
Низковольтное освещение с питанием от сети переменного тока 12 В или 36 В, обычно с использованием понижающего трансформатора, применяется в строительстве, при работах вне помещений, на открытом воздухе; в цехах и мастерских с металлическим полом, в смотровых ямах, автомастерских, гаражах и паркингах, в автомойках, влажных подвальных помещениях, подземных хранилищах овощей, душевых и ванных комнатах, бассейнах, банях и саунах, животноводческих фермах и птицефабриках.
На сегодняшний день самыми экономичными, долговечными и перспективными являются светодиодные источники света. Именно низковольтные светодиодные светильники чаще всего употребляют в системах автономного освещения.
Важные преимущества низковольтного автономного светодиодного освещения:
- Независимость от графика работы и места прокладки сетей центрального электроснабжения;
- Минимальные затраты на прокладку сетей и кабелей питания;
- Экономия на обслуживании сетей и светодиодных источников света;
- Минимум разрешительной и согласующей документации;
- Высокая надежность и долговечность светодиодных источников света;
- Высокая электробезопасность, низкое питающее напряжение;
- Возможность работы напрямую от аккумуляторов, без дополнительных преобразователей;
- Высокая энергоэффективность и экономичность;
Применение низковольтных светильников в системах автономного освещения совместно с солнечными батареями.
Использование солнечных батарей, в качестве источников имеет массу преимуществ:
Энергия солнца бесплатна и бесконечна. Энергия солнца экологична и безопасна для людей и окружающей среды.
Типичная гелиоустановка для автономного освещения состоит из:
- Фотоэлементов (солнечных батарей)
- Контроллера заряда аккумуляторной батареи
- Аккумуляторной батареи (12В или 24В)
- Светодиодных светильников (с питанием от 12В или 24В постоянного тока)
Для экономного расхода запасенной солнечной энергии, в помещениях с краткосрочным пребыванием людей (площадки перед подъездами, коридоры, тамбуры), дополнительно можно установить инфракрасный датчик движения и датчик освещенности, который будет автоматически включать свет в помещении, только в темное время суток и при наличии в помещении людей. Правильно спректированная система позволяет не испытывать недостатка энергии даже в темные и пасмурные декабрьские дни.
В качестве основного освещения, светодиодную ленту на 12 В лучше не использовать. Чаще ленту используют для декоративной подсветки, на объектах где есть централизованная сеть 220В. На это есть несколько причин: она низкоэффективная в плане получения светового потока на один потребленный Ватт. Во первых, там применяют обычно дешевые низкоэффективные диоды 40 — 80 лм/Вт, в то время, как светильниках давно уже применяют светодиоды с эффективностью 100 – 140 лм/Вт. Во вторых, с лентой не используется драйвер тока, а используется «гасящий» резистор, на котором падает в среднем 25% энергии, которая просто переходит в тепло. В третьих, лента (даже приклеенная на алюминиевый профиль) плохо отводит тепло от светодиода, из-за чего диод перегревается, еще больше теряет световую отдачу, и теряет ресурс долговечности. Наилучшее решение это – низковольтные светильники или низковольтные светодиодные модули.
Важное значение имеет тип аккумулятора, рабочая температура и место его хранения. Наиболее тяжелый режим работы аккумулятора зимой в холодное время, когда инсоляция (солнечное освещение) местности минимальная, а расход потребления увеличивается из-за увеличения темного времени суток. Для этих целей лучше подходят тяговые или гелевые аккумуляторы, допускающие глубокий разряд и низкие температуры. Для автономных установок находящихся на улице, вне теплых помещений, оптимальным размещением аккумулятора является – хранение в герметичном ящике закопанном в землю, на глубину, где температура не опускается ниже -5 градусов С.
Наиболее частый вопрос возникает при установке солнечных фотомодулей и батарей.
Какой должен быть угол установки,угол между плоскостью солнечных батарей и горизонтальной плоскостью?
Вопрос с направлением, обычно не возникает – на юг (при неподвижной установке). Максимального количества солнечной энергии, при неизменном угле установки в течение всего года, можно добиться тогда, когда солнечный луч падает под прямым углом по отношению к плоскости фотоэлементов, в полдень (когда солнце в зените) в дни весеннего и осеннего равноденствия. Проще говоря, угол между горизонтальной плоскостью и плоскостью солнечной батареи должен быть равен географической широте места установки.
Но на практике, все может быть по-другому. Если с южной стороны падает тень, от предмета, который загораживает солнечный свет, то нужно искать положение, где батарея дает больший ток заряда аккумулятора. Зимой, при пологом наклоне, снег не скатывается с поверхности солнечной батареи. В декабре самые короткие дни, света не хватает. Поэтому, для полностью автономных систем, более приемлемым будет решение – поставить плоскость батареи ближе к вертикали (угол = широта + 10 градусов). Это уменьшит общегодовое количество энергии, но увеличит количество энергии получаемое в зимние месяцы.