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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Формат HD-DVD одобрен 16.03.2004 Сторонники внедрения нового формата оптических носителей HD-DVD (High Definition and High Density- DVD) могут праздновать промежуточную победу. Хотя до полного и всеобщего перехода на диски этого стандарта еще очень далеко, однако серьезный шаг в этом направлении сделан. На прошедшем в Токио очередном заседании участников организации DVD Forum стандарт HD-DVD (емкость такого диска составляет 20 Гб) получил официальное одобрение. Напомним, что у истоков создания этого формата стоят компании Toshiba и NEC, которые находятся в явном меньшинстве, по сравнению с другим альянсом, занимающимся продвижением оптических носителей Blu-ray. Этот формат позволяет записывать на диск 25 Гбайт данных, но требует серьезного переоснащения производства. Кстати, этими двумя стандартами дело не ограничивается. Компания Sony, несмотря на участие в альянсе Blu-ray, занимается разработкой собственного стандарта профессиональных оптических дисков, которые пока так и называются - Professional Disc. Их предполагается использовать на телевидении. Кроме того, движения в похожем направлении предпринимает и английская компания Plasmon PLC. Ее инженеры заняты созданием оптического диска UDO (Ultra Density Optical), задачей которого станет хранение данных в разного рода библиотечных архивах (как альтернатива магнитооптике). Все четыре перечисленных формата друг с другом никак не совместимы, так что пусть побеждает сильнейший.

Другие интересные новости:

▪ Горючее из спитого чая

▪ Сверхбыстрый источник света из искусственного атома

▪ Надеваемая электроника вместо ПК

▪ Зеленый компакт-диск

▪ Samsung активизирует работу на рынке цифровых фотокамер

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Томас Бабингтон Маколей. Знаменитые афоризмы

▪ статья Откуда появились собаки? Подробный ответ

▪ статья Обслуживание сосудов, работающих под давлением. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Индикатор уровня сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Синтезаторы частоты TSA6060. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026