Модернізація вуличного освітлення і світлодіодні вуличні ліхтарі на сонячних батареях

Тема скорочення державних витрат, пов’язаних із споживанням енергії, пошуком альтернативних джерел енергії та турботи про довкілля вже не один рік викликає неабиякий інтерес у вчених та громадськості різних країн світу. На тлі постійного зростання вартості енергоносіїв та екологічних змін на нашій планеті розпочався рух до підвищення енергоефективності, що висунув на передній план світлодіодні технології як заміну традиційних джерел світла в комерційних та муніципальних цілях.

За оцінками американських дослідників світлодіодний вуличний ліхтар, що використовує світлодіоди з вихідною потужністю 901 міліват, зазвичай може виробляти таку ж або навіть більшу яскравість світла, що й натрієві або металогалогенні ліхтарі, при цьому споживаючи лише 50% енергії у порівнянні з традиційними освітлювальними приладами. На думку вчених, встановлення енергоефективного вуличного освітлення в 10 найбільших мегаполісах США могло б скоротити щорічні викиди вуглекислого газу на 1,2 мільйона метричних тонн і заощадити щорічні витрати на електроенергію щонайменше на 90 мільйонів доларів.

Завдяки суттєво меншому енергоспоживанню, високій ефективності, кращій якості освітлення та тривалому терміну служби світлодіодні рішення почали інтенсивно замінювати різні традиційні вуличні світильники. Нині світлодіодні ліхтарі поступово витісняють натрієві, галогенні та люмінесцентні лампи і стають найпопулярнішим варіантом для зовнішнього освітлення проїжджих частин, вулиць, автостоянок, тротуарів, алей і тунелів.

Першим великим містом, яке повністю перейшло на світлодіодне освітлення став італійський Мілан. Проекти заміни застарілих систем освітлення світлодіодними вуличними ліхтарями останнього покоління, оснащених інтелектуальною системою керування реалізуються у Великобританії, Бельгії та Канаді. А однією з найрозвиненіших країн з точки зору енергозбереження вважається Норвегія. Її вулиці освітлюються світлодіодами з інтелектуальними системами керування, здатними зменшити інтенсивність світла на дорозі на 20% за відсутності автомобілів, велосипедів чи пішоходів або, навпаки, підвищити інтенсивність за наявності транспортних засобів. В більшості країн модернізації передусім зазнають головні дороги та найбільш енергоємні траси. Але сучасні тенденції до заміни та вдосконалення вуличного освітлення не обмежуються лише впровадженням світлодіодних продуктів. В останні роки все більшого поширення набувають світлодіодні світильники з фотоелектричним живленням, що поєднують технології енергоефективного світлодіодного освітлення та відновлювальної сонячної енергії і виводять екологічність такого освітлення на безпрецедентний рівень.

Сонячний світлодіодний вуличний ліхтар – це освітлювальний прилад, що використовує світлодіоди як джерело світла і комплектується фотоелектричною панеллю, яка поглинає сонячну енергію та перетворює її в електричну, що згодом доставляється до освітлювального пристрою й змушує освітлювальний блок виробляти світло. Такий ліхтар складається з світлодіодної лампи, сонячних панелей, акумулятора та контролера заряду. Сонячні панелі можуть бути або встановлені на верхній частині стовпа світильника або вбудовані у його опору. Вони заряджають акумуляторну батарею, яка зберігає електроенергію, вироблену протягом дня, і живить світлодіодну лампу вночі, дозволяючи ліхтарю випромінювати світло протягом кількох ночей, навіть якщо сонячна енергія була якийсь час недоступна через погодні умови. Життєвий цикл батареї дуже важливий для тривалості роботи світильника, а ємність батареї впливає на тривалість роботи ламп.

Сонячні ліхтарі можуть мати окремі панелі для кожного світильника або ж одну велику центральну сонячну панель і акумуляторну батарею для живлення кількох пристроїв.

Контролер заряду регулює зарядку батареї, час роботи і робочі рівні навантаження. Слугує для захисту акумулятора та гарантує, що батарея не перезарядиться і не розрядитися більше ніж це необхідно. Також сонячні світлодіодні ліхтарі можуть оснащуватися контролерами освітлення, часу, звуку, температурної компенсації, детекторами руху та іншими системами для додаткового підвищення їх ефективності.

Більшість сонячних світильників вмикаються та вимикаються автоматично, оскільки містять фотоелементи, які визначають рівень освітлення навколишнього середовища і дозволяють додатково економити електроенергію. А застосування систем інтелектуального керування освітленням, приглушення непотрібного світла та автоматичного регулювання яскравості допомагають ще більше зменшити споживання енергії.

Світлодіодне освітлення, як правило, не виходить з ладу, а поступово зменшує свою потужність і як тільки його яскравість знижується на 30% світильник підлягає заміні.

Світлодіодні вуличні ліхтарі на сонячних батареях забезпечують зручний і економічно ефективний спосіб освітлення вулиць у нічний час без електричних мереж змінного струму та потребують меншого обслуговування, ніж звичайні вуличні ліхтарі. Вони не мають зовнішніх проводів, не вимагають оплати рахунків за електроенергію, мінімізують ризик аварій, загрози безпеці людей і обслуговуючого персоналу та потребують лише регулярних перевірок, завдяки чому характеризуються низькою вартістю обслуговування.

Вуличне освітлення на сонячних батареях – це практичне, просте та економічно вигідне доповнення до існуючих освітлювальних рішень. Робота, яка не залежить від електромережі, усуває потребу в копанні траншей, підземній проводці та з’єднанні з комунальною мережею робить вуличні ліхтарі на сонячних батареях найкращим вибором для установки в суворих умовах і віддалених місцях, де інфраструктура передачі електроенергії недоступна або електропостачання занадто дороге для підключення. Ніяких викидів вуглецю, жодних рахунків за електроенергію та мінімальні поточні витрати – ці переконливі переваги сонячних вуличних ліхтарів роблять їх використання привабливим навіть у міських районах для освітлення другорядних доріг, житлових вулиць, під’їздів, доріжок, парковок і периметрів будівель.

Звісно, початкові інвестиції для реалізації таких освітлювальних рішень часто в три-чотири рази вищі порівняно зі звичайними вуличними ліхтарями. Вищий ризик крадіжки дорогого обладнання, що не живиться від мережі, а тому вимагає закопування або розміщення високо на стовпах. Необхідність періодичної заміни акумуляторних батарей протягом терміну експлуатації ліхтарів ще більше підвищить вартість встановлення такої системи освітлення. А ще необхідно долічити затрати на періодичну перевірку світильників та можливе (у разі розміщення у місцях з екстремальними погодними умовами) очищення горизонтальних фотоелектричних панелей від пилу та снігу, що накопичуючись, у поєднанні з вологою можуть зменшувати або навіть припиняти виробництво енергії. Захисники екології також можуть згадати про те що для виробництва сонячних панелей та акумуляторів використовуються свинець, сірчана кислота та деякі інші метали і пластмаси, що вимагають спеціальної утилізації. Але загалом, навіть враховуючи усе вищезазначене, переваги застосування сонячних світлодіодних вуличних світильників суттєво переважають існуючі недоліки, і ймовірно багато з них будуть поступово усунені в процесі розвитку технології.

Тож, як бачимо сонячні світлодіодні ліхтарі використовують переваги енергоефективності та довговічності технології світлодіодного освітлення та безкоштовного поновлюваного джерела сонячної енергії. Вони потребують набагато менше обслуговування порівняно зі звичайними вуличними ліхтарями, мінімізують ризик нещасних випадків та витрати на електроенергію. А очікуваний подальший стрімкий розвиток фотоелектричної промисловості, вдосконалення світлодіодів і модернізації технології вуличного освітлення ймовірно призведуть до все більш широкого застосування світлодіодних ліхтарів на сонячних батареях.