Лампа аварийного освещения на солнечной батарее. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Нарушения в подаче электроэнергии не только сопровождаются неудобствами и ухудшением настроения, но и являются явным источником опасности. Хорошо освещенные лестница, коридор или рабочее пространство при отключении электроэнергии могут стать потенциальными источниками опасности. При резком наступлении темноты вероятность падения, а с ним и несчастного случая, увеличивается.

Во избежание несчастных случаев можно установить аварийную систему, которая обеспечит временное освещение зон, представляющих потенциальную опасность при отключении электроэнергии. При наличии такого освещения можно спокойно выйти из дома или произвести необходимые ремонтные работы, например сменить перегоревший сетевой предохранитель.

Принцип работы

Система аварийного освещения призвана обеспечить свет при отказе основного источника энергии. Работа системы основана на использовании энергии, накопленной в батарее аккумуляторов, постоянно поддерживаемой в заряженном состоянии. Блок-схема типичной аварийной системы освещения представлена на рис. 1.

Рис.1

Специальный датчик следит за напряжением в сети переменного тока. Он содержит реле, которое включает контур резервного освещения при отключении сети переменного тока. Контур резервного освещения состоит из аккумуляторной батареи и фонаря, соединенных последовательно с контактами реле, играющими роль двухпозиционного выключателя.

Аккумуляторная батарея является единственным источником электроэнергии при аварийном отключении сетевого питания, и, следовательно, она всегда должна находиться в заряженном состоянии. Вот когда потребуются фотоэлектрические преобразователи. Они преобразуют солнечную энергию в электричество и заряжают батарею.

Проектирование аварийной системы

Основу конструкции системы аварийного освещения составляет солнечная батарея. Для правильного выбора фотоэлектрического генератора необходимо сначала определить два параметра: рабочее напряжение и потребляемый ток аварийного фонаря.

Начнем с определения требуемой освещенности. Ее должно быть достаточно для освещения рабочей зоны в любой момент времени. Обычно в аварийных системах используется герметичная лампа (прожектор), рассчитанная на напряжение 12 В. Такой выбор обусловлен двумя причинами.

Во-первых, такая лампа отвечает требованиям, предъявляемым к освещенности, обладая достаточной яркостью и надежностью. Во-вторых, для нее требуется питание от низковольтного источника.

Более того, проще питать 12-вольтовую лампу от одной 12-вольтовой батареи, чем соединять несколько батарей для питания обычной лампы накаливания. Это позволяет конструировать компактное и надежное устройство.

Установка в доме низковольтной аварийной системы освещения причинит меньше беспокойства, чем аналогичная система с питанием от сети переменного тока напряжением 110 В. Исходя из правил эксплуатации жилых помещений, 110-вольтовая система обходится дороже и после установки обычно требует приема ее соответствующей инспекцией. Совершенно другое дело с низковольтными системами, которые достаточно безопасны при установке и эксплуатации, а проверять их работу приходится крайне редко. Кроме того, низковольтное аварийное освещение не требует особых мер предосторожности в условиях повышенной влажности (дожди или бури) и работать с ним можно, не опасаясь поражения электротоком.

Описание системы

Мощность, потребляемая системой, целиком зависит от типа используемой лампы. Была выбрана автомобильная фара, так как она создает достаточную освещенность, а также дешева и всегда имеется в продаже. Эта лампа потребляет ток около 2 А при напряжении 12 В.

Затем фара присоединяется к батарее. Требуемая емкость батареи прямо пропорциональна отрезку времени, наступающему после отказа питания. Обычно нескольких минут более чем достаточно, чтобы привести все в порядок. Полагают, что 1 ч - наибольшее время, которое когда-либо может понадобиться для восстановления освещения.

С учетом всех упомянутых факторов была выбрана свинцово- кислотная аккумуляторная батарея емкостью 6 А-ч и напряжением 12 В. Она будет давать энергию для освещения комнаты в течение 2,5 ч - более чем достаточное время. Подобные батареи обычно используются для электропитания мотоциклов.

Фотоэлектрические преобразователи

Обычно потребуется солнечная батарея напряжением 12 В, дающая ток 1 А. Такие батареи довольно доступны, и поэтому можно сразу подобрать батарею необходимой мощности. Иногда продаются наборы из солнечных элементов, которые позволяют самостоятельно изготовить солнечную батарею.

Если имеется желание самому собрать солнечную батарею из отдельных элементов, то рекомендуется использовать наиболее распространенные круглые элементы диаметром 7,5 см. Потребуется всего 35 элементов.

Использование регулятора заряда

Поскольку маловероятно, чтобы аварийное освещение использовалось ежедневно или даже еженедельно, то не остается ничего другого, как ждать, когда что-нибудь произойдет. И если не регулировать ток, поступающий от фотоэлектрических преобразователей, можно перезарядить батарею. Вот подходящий случай использовать регулятор заряда.

Потребуется всего четыре соединения, чтобы объединить солнечную батарею, регулятор заряда и аккумуляторную батарею. Одним проводником следует соединить положительный вывод солнечной батареи с положительным входом регулятора заряда, как доказано на рис. 2. Отрицательный вывод солнечной батареи необходимо подсоединить к отрицательному входу регулятора.

Рис.2

Положительный и отрицательный выводы регулятора заряда присоединяются к положительному и отрицательному полюсам аккумуляторной батареи соответственно. Эти электрические связи постоянны, и не имеет смысла ставить в цепь какой-либо выключатель; при необходимости регулятор заряда подпитывает батарею зарядным током при условии, что в это время светит солнце.

Когда батарее не требуется полный зарядный ток (что бывает чаще всего), регулятор выдает небольшой ток, поддерживающий батарею в заряженном состоянии. Величина такого подпитывающего тока определяется величиной токоограничительного резистора Rs в схеме регулятора. Для данного случая в качестве Rs подойдет полуваттный углеродистый резистор величиной 22 Ом.

Датчик отказа питания

Контур аварийного освещения контролируется с помощью датчика, реагирующего на отказ электропитания. Принцип действия датчика достаточно прост, в чем легко убедиться из рис. 3.

Рис.3

Переменное напряжение подается на схему через трансформатор Т1, понижающий напряжение сети до 6 В. Затем выпрямленное и сглаженное напряжение используется для управления реле RL1.

Реле включено, пока в сети имеется переменное напряжение. Как только напряжение пропадает, реле выключается и его электрические контакты замыкают контур питания лампы,, включая тем самым аварийное освещение. При восстановлении напряжения сети устройство автоматически возвращается в исходное состояние и находится в готовности до следующего отказа электропитания.

В схему датчика включены также элементы контроля и индикации. Индикация осуществляется с помощью лампочки накаливания с большим сроком службы, подключенной к 6-вольтовой обмотке трансформатора. Лампочка сигнализирует о наличии напряжения в сети.

Но она не может индицировать готовность батареи или аварийного освещения к работе. С этой целью в разрыв одного из выходных концов трансформатора поставлена размыкающая нефиксирующаяся кнопка. При нажатии на нее контур разрывается и реле отключается. Это приводит в действие схему аварийного освещения. При отпускании кнопки схема возвращается в исходное состояние.

Конструкция датчика отказа питания

Схема датчика достаточно проста и, следовательно, конструктивно может быть выполнена любым способом. Для желающих изготовить ее с применением печатного монтажа разводка платы в натуральную величину представлена на рис. 4. Размещение деталей представлено на рис. 5.

Рис.5

Ничего особенного в конструкции нет; как обычно, не следует забывать о соблюдении полярности. По окончании монтажа необходимо поместить плату в пластмассовый корпус.

Для испытания готового прибора он подключается в сеть. Отметьте момент срабатывания реле. После этого подключите контакты реле в контур аварийного освещения, и работа закончена!

Автор: Байерс Т.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Власть является ключевым фактором счастья в отношениях 11.03.2026

Исследования семейных и романтических отношений показывают, что длительное счастье пары зависит не только от привычных факторов, таких как доверие, уважение и преданность, но и от более тонких психологических аспектов. Современные ученые ищут закономерности, которые отличают действительно счастливые пары от остальных, чтобы понять, какие механизмы поддерживают гармонию в отношениях. Группа исследователей из Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге и Бамбергского университета провела опрос среди 181 пары, которые состояли в совместных отношениях более восьми лет и прожили вместе хотя бы месяц. Участники заполняли анкету, описывая различные аспекты своих отношений, включая распределение обязанностей, эмоциональную поддержку и степень вовлеченности в совместные решения. Анализ данных показал интересный паттерн: пары, где оба партнера ощущали высокий уровень личной власти, оказывались наиболее счастливыми и удовлетворенными. В данном контексте под властью понимается способност ...>>

Защищенная колонка-повербанк Anker Soundcore Boom Go 3i 11.03.2026

Компания Anker представила новую модель линейки Soundcore - колонку Soundcore Boom Go 3i, ориентированную на активное использование на улице. Новинка отличается высокой степенью защиты: корпус соответствует стандарту IP68, что обеспечивает водо- и пыленепроницаемость, а ударопрочный дизайн выдерживает падение с высоты до одного метра. За качество звука отвечает 15-ваттный драйвер, обеспечивающий пик громкости до 92 дБ, а технология BassUp 2.0 усиливает низкие частоты, делая звучание более насыщенным. Колонка обладает автономностью до 24 часов, а LED-индикатор позволяет контролировать уровень заряда батареи. Кроме того, Soundcore Boom Go 3i может выполнять функцию павербанка: согласно внутренним тестам, устройство способно зарядить iPhone 17 с нуля до 40% за один час, что делает его полезным аксессуаром в походах и поездках. Среди функциональных особенностей модели стоит выделить технологию Auracast, которая улучшает подключение и позволяет создавать стереопару из двух колонок ...>>

Раннее воздержание от алкоголя перестраивает мозг и иммунитет 10.03.2026

Алкогольная зависимость - хроническое расстройство с компульсивным употреблением спиртного, которое влияет не только на поведение, но и на функционирование мозга и иммунной системы. Недавние исследования показали, что даже на ранних этапах воздержания организм начинает перестраиваться, открывая новые возможности для терапии зависимости. Ученые сосредоточились на пациентах, находящихся в первые недели абстиненции, и зафиксировали значительные изменения в мозговой активности. С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии они выявили перестройку сетей нейронных связей, отвечающих за контроль импульсов и принятие решений. Эти изменения могут быть ключевыми для восстановления самоконтроля и снижения риска рецидива. Одновременно с нейронной перестройкой исследователи наблюдали колебания иммунной системы. В крови повышался уровень цитокинов - сигнальных белков, регулирующих воспалительные процессы. Эти данные свидетельствуют о существовании нейроиммунного взаимодействия, при ...>>

Случайная новость из Архива Технология NXP помогает сэкономить до 80% электроэнергии 30.11.2008 Компания NXP Semiconductors сделала следующий шаг на пути развития энергосберегающих технологий, объявив о поставке 250 миллионной микросхемы для флюоресцентных ламп. Флюоресцентные лампы представляют собой высокоэффективные энергосберегающие осветительные решения, позволяющие сэкономить до 80% электроэнергии по сравнению с обычными лампами накаливания. Разработкой таких флюоресцентных ламп NXP помогла сократить выброс углекислого газа на 500 млн. кг в год по сравнению с более традиционными осветительными решениями. NXP поддерживает тенденции энергосбережения в индустрии осветительных устройств. Например, технология максимального использования дневного света предполагает изменение уровня освещенности в зависимости от уровня естественного освещения. NXP поставляет микросхемы управления освещенностью для ряда технологий, использующихся каждый день при освещении магазинов и офисов, например, технологий HF TL (High Frequency Tube Lamp), CFL, HID (High Intensity Discharge Lighting) и Solid State Lighting (SSL) и многих других. NXP также поставляет широкий набор управляющих микросхем для новой технологии осветительных систем, получившей название Solid State Lighting, которая основана на использовании светодиодов высокой яркости. Технология Solid State Lighting имеет широкие перспективы, обеспечивая высокую степень надежности, гибкость при разработке и долгий срок службы устройств. Потенциальные области применения технологии включают, среди всего прочего, системы наружного освещения - использование в них технологии SSL позволит регулировать освещенность городских улиц и автотрасс. Помимо этого, светодиодные системы с микросхемами управления освещенностью NXP позволяют контролировать интенсивность освещения.

Другие интересные новости:

▪ Анонс PCI Express 5.0

▪ Гибрид человека и мыши

▪ Графен - сверхпроводник

▪ Ультраяркий светодиод белого цвета свечения

▪ Качество сырого мяса определит рентген

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Важнейшие научные открытия. Подборка статей

▪ статья Право интеллектуальной собственности. Шпаргалка

▪ статья В какой религии святыми считаются Ленин, Шекспир и Жанна д'Арк? Подробный ответ

▪ статья Работа на станке скрепления спиралью и вставки ригеля. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Электронная система зажигания для автомобильного отопителя. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Универсальные светодиодные индикаторы токовой перегрузки для источников питания. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026