Модернизация уличного освещения и светодиодные уличные фонари на солнечных батареях

Тема сокращения государственных расходов, связанных с потреблением энергии, поиском альтернативных источников энергии, а также заботы об окружающей среде уже не один год вызывает большой интерес у ученых и общественности разных стран мира. На фоне постоянного роста стоимости энергоносителей и экологических изменений на нашей планете довольно логично во многих странах мира началось движение к повышению энергоэффективности, выдвинувшее светодиодные технологии на передний план как замену традиционных источников света в коммерческих и муниципальных целях.

По оценкам американских исследователей светодиодный уличный фонарь, использующий светодиоды с выходной мощностью 901 милливатт, может производить такую же или даже большую яркость света, что и натриевые или металлогалогенные фонари, при этом потребляя лишь 50% энергии по сравнению с традиционными осветительными приборами. По мнению ученых, установка энергоэффективного уличного освещения в 10 крупнейших мегаполисах США могла бы сократить ежегодные выбросы углекислого газа на 1,2 миллиона метрических тонн и сэкономить ежегодные затраты на электроэнергию минимум на 90 миллионов долларов.

Благодаря меньшему энергопотреблению, рекордно высокой эффективности, лучшему качеству освещения и длительному сроку службы светодиодные решения начали интенсивно заменять различные традиционные уличные светильники. Сегодня светодиодные фонари постепенно вытесняют натриевые, галогенные и люминесцентные лампы и становятся наиболее популярным вариантом для наружного освещения проезжей части, улиц, автостоянок, тротуаров, аллей и тоннелей.

Первым крупным городом, полностью перешедшим на светодиодное освещение, стал итальянский Милан. Проект замены устаревших систем освещения светодиодными уличными фонарями последнего поколения, оснащенными интеллектуальной системой управления, реализуется в Великобритании, Бельгии и Канаде. А одной из самых развитых стран с точки зрения энергосбережения считается Норвегия. Ее улицы освещаются светодиодами с интеллектуальными системами, способными снизить интенсивность света на дороге на 20% при отсутствии автомобилей, велосипедов или пешеходов или, наоборот, повысить интенсивность при наличии транспортных средств. В большинстве стран, модернизации в первую очередь подвергаются главные дороги и наиболее энергоемкие трассы. Но современные тенденции замены и усовершенствования уличного освещения не ограничиваются лишь внедрением светодиодных продуктов. В последние годы все большее распространение получают светодиодные светильники с фотоэлектрическим питанием, объединяющие технологии энергоэффективного светодиодного освещения и возобновляемой солнечной энергии, выводящие экологичность такого освещения на беспрецедентный уровень.

Солнечный светодиодный уличный фонарь – это осветительный прибор, использующий светодиоды в качестве источника света и комплектующийся фотоэлектрической панелью, поглощающей солнечную энергию и превращающую ее в электрическую, которая впоследствии доставляется в осветительное устройство и заставляет осветительный блок производить свет. Такой фонарь состоит из светодиодной лампы, солнечных панелей, аккумулятора и контроллера заряда. Солнечные панели могут быть установлены на верхней части столба светильника либо встроены в его опору. Они заряжают аккумуляторную батарею, которая сохраняет электроэнергию, производимую в течение дня, и питает светодиодную лампу ночью, позволяя фонарю излучать свет в течение нескольких ночей, даже если солнечная энергия была некоторое время недоступна из-за погодных условий. Жизненный цикл батареи очень важен для продолжительности работы светильника, а емкость батареи влияет на продолжительность работы ламп.

Солнечные фонари могут иметь отдельные панели для каждого светильника или одну большую центральную солнечную панель и аккумуляторную батарею для питания нескольких устройств.

Контроллер заряда регулирует зарядку батареи, время работы и рабочие уровни нагрузки. Служит для защиты аккумулятора и гарантирует, что батарея не перезарядится и не разрядится больше, чем это необходимо. Также солнечные светодиодные фонари могут оснащаться контроллерами освещения, времени, звука, температурной компенсации, детекторами движения и другими системами для повышения их эффективности.

Большинство солнечных светильников включается и выключается автоматически, поскольку содержит фотоэлементы, которые определяют уровень освещения окружающей среды и позволяют дополнительно экономить электроэнергию. А применение систем интеллектуального управления освещением, приглушения ненужного света и автоматической регулировки яркости помогают еще больше снизить потребление энергии.

Светодиодное освещение, как правило, не выходит из строя, а постепенно уменьшает свою мощность и как только его яркость снижается на 30% светильник подлежит замене.

Светодиодные уличные фонари на солнечных батареях обеспечивают удобный и экономически эффективный способ освещения улиц в ночное время без электрических сетей переменного тока и требуют меньшего обслуживания, чем обычные уличные фонари. Они не имеют внешних проводов, не требуют оплаты счетов за электроэнергию, минимизируют риск аварий, угрозы безопасности людей и обслуживающего персонала и нуждаются только в регулярных проверках, благодаря чему характеризуются низкой стоимостью обслуживания.

Уличное освещение на солнечных батареях – это практичное, простое и экономически выгодное дополнение к существующим осветительным решениям. Работа, которая не зависит от электросети, устраняет потребность в копании траншей, подземной проводке и соединении с коммунальной сетью делает уличные фонари на солнечных батареях лучшим выбором для установки в сложных условиях и отдаленных местах, где инфраструктура передачи электроэнергии недоступна или электроснабжение слишком дорогое для подключения. Никаких выбросов углерода, никаких счетов за электроэнергию и минимальные текущие расходы – эти убедительные преимущества солнечных уличных фонарей делают их использование привлекательным даже в городских районах для освещения второстепенных дорог, жилых улиц, подъездов, дорожек, парковок и периметров зданий.

Конечно, первоначальные инвестиции для реализации таких осветительных решений часто в три-четыре раза выше, в сравнении с обычными уличными фонарями. Выше риск кражи дорогостоящего оборудования, которое не питается от сети, поэтому требует закапывания или размещения высоко на столбах. Необходимость периодической замены аккумуляторов в течение срока эксплуатации фонарей еще больше повысит стоимость проекта по установке такой системы освещения. А еще необходимо учесть затраты на периодическую проверку светильников и возможную (в случае размещения в местах с экстремальными погодными условиями) очистку горизонтальных фотоэлектрических панелей от накапливающейся пыли и снега, которые в сочетании с влагой могут уменьшать или даже прекращать производство энергии. Защитники экологии также могут упомянуть о том, что для производства солнечных панелей и аккумуляторов используются свинец, серная кислота и некоторые другие металлы и пластмассы, требующие специальной утилизации. Но в целом, даже учитывая все вышеперечисленное, преимущества применения солнечных светодиодных уличных светильников существенно преобладают над существующими недостатками, и вероятно многие из них будут постепенно устранены в процессе развития технологии.

Как видим солнечные светодиодные фонари используют преимущества энергоэффективности и долговечности технологии светодиодного освещения и бесплатного возобновляемого источника солнечной энергии. Они нуждаются в гораздо меньшем обслуживании по сравнению с обычными уличными фонарями, минимизируют риск несчастных случаев и затраты на электроэнергию. А ожидаемое дальнейшее стремительное развитие фотоэлектрической промышленности, усовершенствование светодиодов и модернизация технологии уличного освещения вероятно приведут ко все более широкому применению светодиодных фонарей на солнечных батареях.