A12 Cветильники с альтернативными источниками энергии для освещения парковых и особо охраняемых природных территорий

Елович Э.П., Рожкова Н.В., Черняк А.Ш., ООО «ВНИСИ» им. С.И. Вавилова, г. Москва

Скачать доклад в .pdf | Читать комментарии и вопросы

Во всем мире имеет место дефицит электроэнергии и избыточное загрязнение атмосферы при выработке электроэнергии (прежде всего на тепловых электростанциях), ведущее ко все возрастающему «парниковому  эффекту».   Масштабы использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), к которым, прежде всего, относится энергия Солнца, растут с каждым годом. Одним из перспективных методов преобразования солнечной энергии является фотоэлектрический метод.

Преобразование солнечной энергии, как способ производства электроэнергии, имеет большое будущее. Эксперты из Международного совета по проблеме солнечной энергетики считают, что где-то в районе 2030 г. 10% производимой на планете электроэнергии будет получено таким способом.

Использование альтернативных источников энергии актуально также и для электрического освещения.

Наиболее эффективной областью применения солнечных преобразователей являются садово-парковые зоны в городах и загородных охраняемых территориях, для освещения которых требуются  низкие уровни освещенности, обеспечиваемые источниками энергии малой мощности. Целесообразным для этой группы светильников является использование солнечного излучения в сочетании с современными перспективными источниками света - светодиодами.

Преимуществами таких установок для указанных целей  являются: экологичность (отсутствие ртути), долговечность (не менее 30 тыс. ч), пожаро- и электробезопасность, высокая устойчивость к внешним воздействиям (температуре, вибрации, ударам, влажности), возможность получения излучения различного спектрального состава, возможность создания необслуживаемых световых приборов, возможность получения существенной экономии расхода электроэнергии.

Причиной пристального интереса к подобным устройствам в настоящее время (чего нельзя было предположить несколько лет назад) является быстрое повышение световой отдачи и расширение спектральных возможностей светодиодов, а также существенное постоянное совершенствование параметров и к.п.д. солнечных модулей. Монтаж установок с автономным питанием не требует проведения земляных работ для прокладки кабеля и устройства воздушной линии электроснабжения наружного освещения. Светильники со светодиодами и солнечными  батареями предназначены для автономного освещения садово-парковых зон.

В ООО «ВНИСИ» разработаны и изготовлены экспериментальные образцы светильников со светодиодами на солнечных батареях (рис. 1, 2). По сути данные светильники являются осветительными устройствами, включающими источники света, солнечные батареи, аккумуляторы для автономного питания и дополнительные электротехнические аксессуары - стабилизаторы тока и контроллеры, обеспечивающие требуемый режим работы устройств. Устройства работают от солнечных батарей, обеспечивающих заряд аккумулятора (номинальное напряжение 12 В).


Рисунок 1. Светильник  ДТУ01-001


Рисунок 2. Светильник  ДТУ01-002

Изолюксы светильников представлены на рис. 3


Рисунок 3. Изолюксы светильников

Оборудованы две экспериментальные установки со следующими техническими параметрами, представленными в нижеприведенной табл. 1.    

Таблица  1

Типоразмер светильника

ДТУ01-002

ДТУ01-001

Мощность осветительных приборов, Вт         

18

12

Ёмкость АКБ, А.ч

18

12

Фирма-изготовитель светодиодов

Cree

«Световод»

Мощность 1 светодиода, Вт

1

1

Угол излучения светодиода, град.

90

60

Степень защиты от воздействия окружающей среды

IP54

IP54

 

Высота установки, м

4,5

3,5

В процессе эксплуатации была проведена модернизация экспериментальных образцов светильников с целью повышения эффективности приборов и совершенствования их схем управления. Были рассчитаны оптимальные для Москвы углы наклона солнечных модулей в зависимости от времени года, проведена коррекция положений солнечных батарей и даны рекомендации по необходимости изменения угла наклона плоскости солнечных батарей от вертикали в течение года: зимой - 10 0, весной и осенью - 34,3 0, летом  - 57,8 0.

Проведенные эксперименты показали работоспособность системы  автономного питания светильников со светодиодами и указывают на необходимость продолжения работ в этом направлении.

Соотношение суммарной мощности источников света и мощности установленной солнечной батареи должно определяться с учётом реально обеспеченного КПД солнечных модулей (10-12%). В настоящее время можно говорить о том, что для нормальной работы комплекта суммарная мощность источников света не должна превышать 10% от мощности солнечной батареи.

Для обеспечения возможности эксплуатации подобных установок в условиях отрицательных температур, следует либо термостатировать обычные кислотные аккумуляторы, либо использовать аккумуляторы, способные заряжаться при отрицательной температуре, например, литиево-ионные аккумуляторы фирмы Sanyo с диапазоном температур от -20 до +65 о .

Наиболее рациональной областью применения светильников со светодиодами, питаемых полностью от  солнечных батарей, для Москвы являются природоохранные зоны и зоны с затруднённым доступом для обслуживания. Целесообразность применения таких установок следует рассматривать с точки зрения экологического и социального эффекта.

Тематика:

Комментариев: 4


» Ракутько Сергей (об авторе) { Июнь 10, 2009 - 12:06:59 }

Такие светильники нужны. Два года назад копал траншею на собственном участке, что бы по человечески осветить его. А теперь появились солнечные светильники китайского производства (дело происходит в г.Благовещенске, Китай - через речку). Купил, теперь участок всю ночь освещен. Надо к каждому выключатель приделать.

» Черняк Анатолий Шахнович (об авторе) { Июнь 11, 2009 - 10:06:05 }

Разработанные экспериментальные образцы светильников с солнечными батареями включают в себя светодиодные источники света,солнечные модули, аккумуляторы и контроллеры (автоматические устройства), контролирующие процесс заряда и разряда аккумулятора и коммутацию источника света. Контроллер может быть запрограммирован как фотореле с включением светильника с наступлением темноты и выключением с рассветом, так и как реле времени с включением и выключением в заппрограммированное время. При желании, конечно, можно установить выключатель.

» Николаев Сергей (об авторе) { Июнь 11, 2009 - 10:06:55 }

Хотелось бы узнать в чем преимущества Вашей разработки по отношению к имеющимся на рынке светильниками от фирм Globo Австрия, Camelion Китай и т.п.
Поделитесь, пожалуйста, с финансовой стороной вопроса, ведь для эксперимента использовались импортные комплектующие, а это ставит в зависимое положение от иностранных поставок.
На счет дизайна первой модели: не возникает ли парусности, у нас ведь на Северо-Западе тоже сильные ветра случаются?

» Черняк Анатолий Шахнович (об авторе) { Июнь 15, 2009 - 12:06:57 }

Уважаемый Сергей Николаев. Извините за задержку с ответом. Экспериментальные образцы СП создавались с целью отработки взаимодействия составных частей СП и испытаний их в натурных условиях. Солнечный модуль, являющийся одним из самых дорогих частей системы, - отечественного производства. Парусность комплекта определяется габаритами (мощностью) и, по существу, стандартной установкой солнечного модуля. что свойственно всем СП с солнечными модулями.

Возможность добавлять комментарии отключена в связи с окончанием конференции.

 

Российская светотехническая интернет-конференция, 2009 г.
© Межрегиональное светотехническое общество
© Коллектив авторов
28 queries. 0.092 seconds.