Солнечная лампа — Solar lamp
Солнечные лампы также известные как солнечный свет или солнечный фонарь, является система освещения состоит из светодиодной лампы , солнечных батарей , батарей , контроллера заряда , и также могут быть инвертором . Лампа работает от электричества от аккумуляторов , заряжаемых с помощью солнечной панели (солнечной фотоэлектрической панели).
Домашнее освещение на солнечных батареях может заменить другие источники света, такие как свечи или керосиновые лампы . Солнечные лампы имеют более низкие эксплуатационные расходы, чем керосиновые лампы, потому что возобновляемая энергия солнца бесплатна, в отличие от топлива. Кроме того, солнечные лампы не загрязняют воздух в помещении, в отличие от керосиновых ламп. Однако солнечные лампы обычно имеют более высокую начальную стоимость и зависят от погоды.
Солнечные лампы для использования в сельской местности часто могут обеспечивать электроэнергией другие устройства, например, для зарядки сотовых телефонов . Американские инвесторы работают над созданием RS. 10 шт / шт солнечный фонарь для замены керосиновых ламп.
СОДЕРЖАНИЕ
История
В некоторых солнечных фотоэлектрических элементах используются панели из монокристаллического кремния или поликристаллического кремния, в то время как в более новых технологиях используются тонкопленочные солнечные элементы . С тех пор, как в 1954 году в лабораториях Bell были представлены современные солнечные элементы , достижения в области повышения эффективности солнечных элементов при преобразовании света в электроэнергию и современные производственные технологии в сочетании с эффективностью масштабирования привели к международному росту фотоэлектрической энергии .
По состоянию на 2016 год светодиодные лампы потребляют только около 10% энергии, необходимой лампе накаливания. Эффективность производства светодиодных ламп привела к тому, что их все чаще используют в качестве альтернативы более старым электрическим светильникам.
Составные части
Полная структура солнечной лампы показана на рисунке 1.
Солнечные панели
Большинство солнечных панелей сделано из монокристаллического кремния, полупроводникового материала. Солнечный элемент имеет два различных слоя кремния. Нижний слой имеет меньше электронов и, следовательно, имеет небольшой положительный заряд из-за отрицательного заряда электронов. Кроме того, в верхнем слое больше электронов и он имеет слегка отрицательный заряд. Между этими двумя слоями создается потенциальный барьер.
Когда входит поток световых частиц, называемых фотонами, они отдают свою энергию атомам кремния. Он продвигает один электрон из ковалентной связи на следующий энергетический уровень от верхнего слоя к нижнему. Это продвижение электрона позволяет более свободно перемещаться внутри кристалла, который производит ток. Проходит больше света, перемещается больше электронов, следовательно, между ними протекает больше тока. Этот процесс называется фотоэлектрическим и фотоэлектрическим эффектом. Фотоэлектрические системы напрямую преобразуют солнечный свет в электричество.
Солнечные панели состоят из слоев различных материалов, как вы можете видеть на Рисунке 2, в следующем порядке: стекло, инкапсуляция, кристаллические элементы, инкапсуляция, задний лист, распределительная коробка и, наконец, рама. Инкапсулят не пропускает влагу и загрязнения, которые могут вызвать проблемы.
Аккумулятор
Батареи , как правило , размещается в металлическом или пластиковом корпусе. Внутри корпуса находятся электроды, включая катоды и аноды, где происходят химические реакции. Между катодом и анодом также существует разделитель, который предотвращает взаимодействие электродов, одновременно позволяя электрическому заряду свободно течь между ними. Наконец, коллектор проводит заряд от аккумулятора наружу.
В батареях внутри солнечных ламп обычно используется технология гелевого электролита с высокой эффективностью при глубокой разрядке, что позволяет использовать их в экстремальных диапазонах температур. Он также может использовать свинцово-кислотный, металлогидрид никеля, никель-кадмий или литий.
Эта часть лампы экономит энергию солнечной панели и обеспечивает питание, когда это необходимо в ночное время, когда нет доступной световой энергии.
В общем, эффективность фотоэлектрического преобразования энергии ограничена по физическим причинам. Около 24% длинноволнового солнечного излучения не поглощается. 33% — это потери тепла в окружающую среду, а дальнейшие потери составляют примерно 15-20%. Только 23% поглощается, что означает, что батарея является важной частью солнечной лампы.
Контроллер заряда
Этот раздел контролирует все рабочие системы для защиты заряда аккумулятора. Это гарантирует, что при любых обстоятельствах, включая экстремальные погодные условия с большой разницей температур, аккумулятор не перезарядится или не разрядится и не повредит аккумулятор еще больше.
Этот раздел также включает дополнительные компоненты, такие как контроллер света, контроллер времени, звук, температурная компенсация, защита от молнии, защита от обратной полярности и переключатели переменного тока, которые обеспечивают нормальную работу чувствительных резервных нагрузок при отключении питания.
Принцип работы
Светодиодные фонари используются из-за их высокой светоотдачи и длительного срока службы. Под управлением контроллера заряда постоянного тока бесконтактное управление автоматически включает свет в темноте и выключает в дневное время. Иногда он также комбинируется с контроллерами времени, чтобы установить время шторки для автоматического включения и выключения света.
Как показано на рисунке 3, микросхема включает микрочип (R), B-, B +, S- и S +. S + и S- оба подключены к солнечным панелям с помощью провода, одна из которых имеет положительный заряд, а другая — отрицательный. В этом случае B- и B + подключаются к двум батареям. Когда все они подключены, свет будет показан через светодиодный индикатор.
Преимущества
Клиентам легче установить и обслуживать солнечные лампы, поскольку для них не требуется электрический кабель. Солнечные лампы могут принести пользу владельцам за счет снижения затрат на техническое обслуживание и расходов на счета за электроэнергию. Солнечные лампы также можно использовать в районах, где нет электросети или в удаленных районах, где отсутствует надежное электроснабжение. Есть много историй о людях с заболеваниями легких, ухудшением состояния глаз, ожогами и иногда даже смертью просто потому, что у них нет здоровой альтернативы ночному свету. Женщины чувствовали себя небезопасно ходить в туалет на улице после наступления темноты. Младенцев рожают акушерки, используя только свечу, и студенты не могут заниматься, когда садится солнце, из-за отсутствия света, ведущего к росту неграмотности и постоянной бедности. Таковы реалии более 1 миллиарда человек по всему миру. Отсутствие освещения означает продолжающуюся бедность, ощущаемую во всем мире. В солнечной энергии лампа преобразует световую энергию в электрическую, т.е. она удобна в нашей повседневной жизни.
Выработка солнечной энергии ограничена погодой и может быть менее эффективной в пасмурную, влажную или зимнюю погоду.
Домохозяйства, переходящие на солнечные лампы вместо керосиновых ламп, также выигрывают от риска для здоровья, связанного с выбросами керосина. Керосин часто оказывает негативное воздействие на легкие человека.
Использование солнечной энергии сводит к минимуму загрязнение в помещениях, где керосин был связан со случаями проблем со здоровьем. Однако фотоэлектрические панели сделаны из кремния и других токсичных металлов, в том числе свинца, который трудно утилизировать .
Использование солнечного света улучшает образование студентов, живущих в семьях без электричества. Когда некоммерческая организация Unite to Light пожертвовала солнечные лампы школам в отдаленном районе Ква-Зулу-Натал в Южной Африке, результаты тестов и показатели сдачи улучшились более чем на 30%. Свет дает студентам дополнительное время для занятий после наступления темноты.
Экспериментальное исследование, проведенное в 2017 году в неэлектрифицированных районах северной части Бангладеш, показало, что использование солнечных фонарей снизило общие расходы домохозяйств, увеличило количество часов домашних занятий детей и повысило посещаемость школы. Однако это не улучшило успеваемость детей в значительной степени.
Использует
Солнечный уличный фонарь
Эти фонари обеспечивают удобный и экономичный способ освещения улиц в ночное время без использования электрических сетей переменного тока для пешеходов и водителей. Они могут иметь отдельные панели для каждой лампы системы или могут иметь большую центральную солнечную панель и батарею для питания нескольких ламп.
Деревенский
В сельских районах Индии солнечные лампы, обычно называемые солнечными фонарями, использующие либо светодиоды, либо КЛЛ, используются для замены керосиновых ламп и других дешевых альтернатив освещения. Солнечные лампы очень полезны, особенно в районах, где доступ к электричеству затруднен, и они также улучшают качество жизни.
Источник
Светодиодная лампочка солнечного спектра — плюсы, минусы, подводные камни.
С момента изобретения светодиодов и массового внедрения светодиодных лампочек, несмотря на все их преимущества, нам не хватало от них самого главного – привычного света.
А что может быть более привычным, чем равномерный солнечный спектр?
Вместо него светодиодные лампочки у нас всегда ассоциировались с чем-то холодным. Есть, конечно, лампы и с теплыми оттенками, но даже свет от них совсем не похож на свет от солнышка.
В таких моделях всегда присутствуют какие-то пики одного оттенка и как следствие, плохая цветопередача.
Наш глаз, как и камера подстраиваются под ту или иную цветовую температуру. И если эта линия частично прерывается пиками и впадинами, то глаза напрягаются, мозг начинает путаться, появляется непонятная усталость.
Как говорится, хотели как лучше, получилось, как всегда. Сначала, якобы запретили обычные лампочки накаливания (теперь их можно купить под названием “теплоизлучатель” 😊), а потом выясняется, что всевозможные альтернативные энергосберегайки и свет дают хуже, и стоят дороже.
Человек сперва сам себя загоняет в ловушку, искусственно создавая проблему, а потом героически ее решает.
И вот наконец пришел тот день, когда на рынке в доступном сегменте появились светодиодные лампочки с солнечным спектром.
Изготавливаются они на основе светодиодов SunLike (как солнце).
Чем они отличаются от всех остальных? В обычных светодиодных лампах применяются кристаллы, излучающие синий свет.
И только за счет заливки люминофором этот свет становится белым. Каким образом?
Люминофор используется не простой, а двухкомпонентный. Проходя сквозь него, часть спектра превращается в зеленый, а другая в красный.
Синий же цвет проскакивает люминофор без каких-либо изменений.
- во-первых, используется трехкомпонентный люминофор
- во-вторых, изначальный свет излучения кристалла фиолетовый, а не синий
Вследствие этого мы на выходе получаем ровный спектр из красной, синей и зеленой составляющей.
В таких лампочках уже нет характерных пиков или провалов определенного цвета.
Лампочки с подобными светодиодами в нашей стране продвигаются под брендом Remez. Сегодня их можно приобрести за сносные 350-400 рублей.
Продаются модели как с теплым светом в 3000К, так и с холодным 5700К.
Для кого-то 3000К это конечно слишком “тепло”, а 5700К – довольно “холодно”. В этом случае можно немного схитрить.
Ставите в одной люстре рядышком одну лампочку 3000, а другую 5700. В итоге освещение получится даже более приятным, чем при 4000К.
Ну или можете дождаться от производителей выпуска других моделей. Они их уже анонсировали.
Соотношение доступных мощностей к обычным лампам накаливания, следующие:
- 5Вт SunLike – 30Вт лампочка накаливания
Лампочки абсолютно безопасны для вашего зрения и имеют низкий уровень пульсаций – менее 0,5%.
Индекс цветопередачи (Ra) – более 95.
Правда у маломощных экземпляров (5Вт) имеется широкоизвестная проблема с подключением через выключатель света со встроенной подсветкой.
Лампочка начинает еле-еле светиться в отключенном состоянии. Но все это решаемо в течение 5 минут.
У более мощных моделей подобных проблем не наблюдается.
Даже если у вас в доме низкое напряжение, яркость лампочки от этого практически не изменится. Она очень устойчива к просадкам.
Лишь при падении до уровня 120в наблюдается уменьшение яркости на ничтожные 5%.
Как известно, у светодиодных ламп световой поток с течением времени может деградировать. Так вот, независимые тесты SunLike показали результат, при котором через 1000 часов работы световой поток у данных моделей упал всего на 0,9%.
Не зря производитель дает гарантию на свою продукцию в 5 лет. Хотя о сроках службы и конструктиве поговорим чуть позже.
Помимо всех вышеперечисленных преимуществ есть у санлайках и недостатки, куда же без них.
И самый главный – это пока еще малая эффективность. Согласитесь, что 60 люмен на 1Вт это все-таки маловато.
Даже у обычных светодиодок с CRI=80 производители добились показателя более 100лм/Вт.
Поэтому подобные лампы в первую очередь следует выбирать тем, кого интересует качество света. Одной такой лампочкой по центру комнаты вы не осветите все помещение.
Даже самая мощная “груша” Sunlike выдает всего 540лм. Понадобится люстра минимум с 5-6 рожками.
Хотя, конечно, многое зависит от самой комнаты – высоты потолков, цвета стен, прозрачности плафонов и т.п.
Кстати, если вы не знали, то ощущение достаточной освещенности в конкретной комнате субъективно может зависеть даже от типа лампочек, установленных в туалете или ванной.
Каким это образом спросите вы? Все очень просто. Стоит вам в ванной поменять лампочку на более мощную, как тут же появится чувство, что в квартире стало немного темнее.
Достаточно иметь у себя дома всего одну переосвещенную комнату, которую вы посещаете достаточно часто, как у вас произойдет сдвиг адаптации глаз к ранее привычному свету.
С нормальным уровнем освещения шутки весьма плохи. Как уверяют ученые, именно этот фактор в последние годы стал одной из основных причин массового развития близорукости уже в раннем возрасте.
Вот старая статья от Nature по этому поводу — тыц.
Помимо освещения всей комнаты такие лампочки подойдут для гримерного зеркала.
Ведь именно там требуется идеальное качество света.
А если вы заботитесь о здоровье ребенка, то подобные лампы в настольном светильнике рабочего стола будут самое то. Почитайте многочисленные отзывы на WildBerries от пользователей уже попробовавших поменять привычные лампочки на Sunlike.
Очень жаль, что эти лапочки не диммируемые. Конечно, не у многих из нас по комнатам стоят диммеры, однако иметь подобную лампу в ночнике или бра, именно с возможностью работы со светорегулятором, было бы весьма полезно.
Еще один недостаток – это весьма скудный диапазон температур. Как уже говорилось выше, на сегодняшний день присутствуют модели на 3000К и 5700К.
На чистом белом листе первая температура будет давать весьма заметный розовый оттенок, а вторая – голубоватый. При этом, если лист положить на солнечный свет, то он как был идеально белым, так им и останется.
Вот один из негативных отзывов по этому поводу.
У специалистов, детально разбиравших всю конструкцию, большой вопрос вызывает вес лампы. 9-ти ватка весит всего 40 грамм.
Вы ее даже в руке не ощущаете. В то время как лампочка “здорового человека” такой же мощности будет показывать на весах больше 100гр точно.
Это заставляет задуматься о достаточности радиаторов охлаждения в корпусе устройства и реальном сроке службы.
При вскрытии внутри обнаруживается подложка в девятью светодиодами Sunlike (по 0,9Вт на каждый).
А все охлаждение по задумке производителей должно осуществляться за счет циркуляции воздуха в ограниченном пространстве корпуса с алюминиевыми стенками.
Причем снаружи они уже пластиковые!
Не удивляйтесь, если поначалу лампочка будет пахнуть пластиком. При высокой температуре работы светодиодов и новых полимерных материалах вокруг них, это обычное явление.
Со временем запах выветривается.
Ну а в целом, светодиодные лампочки Remez заслуживают внимания и уже широко продаются во многих интернет-магазинах. Покупайте, пробуйте, экспериментируйте.
Повторим основные моменты, из-за которых их стоит приобрести:
Источник