Свет на природе от аккумулятора. Выбираем аккумулятор для автономного освещения. Низковольтное освещение в жилой квартире
Жизнь современного человека трудно представить без электричества. В быту применяется множество различных электроприборов, электронных устройств, которые делают жизнь комфортной и позволяют решить различные проблемы.
На пикнике либо в туристическом походе стает вопрос о том, где взять электричество на природе, ведь даже вдали от цивилизации современный человек не может обойтись без ряда электроприборов и устройств.
Мы не будем приводить советы относительно того, как получить электричество с дерева, фруктов, природных материалов и т.д. - эти способы сгодятся только лишь в качестве опыта, показывающего присутствие минимального потенциала.
Нас интересуют только надежные и проверенные способы, которые обеспечат питание электроприборов на необходимый промежуток времени.
Внешние аккумуляторы, батарейки
При необходимости использования на природе различных гаджетов, фото-, видео- и аудиоаппаратуры, фонарика, радиоприемника и т.д. можно ограничиться применением внешних аккумуляторных батарей либо от гальванических элементов (батареек), если предусмотрена такая возможность. В качестве альтернативы внешним аккумуляторам можно приобрести дополнительный аккумулятор для того или иного устройства.
Автомобильный аккумулятор и инвертор
Для длительного пребывания на природе заряда внешних аккумуляторов может быть недостаточно, поэтому необходим другой источник питания. В случае выезда на природу на автомобиле, можно воспользоваться электричеством от автомобильного аккумулятора для зарядки и работы необходимых устройств.
Для такой цели необходимо иметь соответствующие устройства, позволяющие преобразовывать 12 В автомобиля в требуемое значение напряжение для работы тех или иных устройств и электроприборов.
От автомобильного аккумулятора можно также запитать и электроприборы, питающиеся от бытовой сети. Для этого необходимо приобрести инвертор - преобразователь, позволяющий из 12 В получить на выходе переменный ток напряжением 220 В.
Рассматривая возможность подключения электроприборов к автомобильному аккумулятору, следует помнить, что его емкость ограничена и не позволяет включать мощные электроприборы.
При использовании инвертора АКБ будет разряжаться очень быстро, что в конечном итоге может привести к чрезмерному разряду и невозможности запустить двигатель. Во избежание этого необходимо контролировать заряд аккумулятора и периодически запускать двигатель для восстановления заряда АКБ.
Дизельный (бензиновый) генератор
Следующий вариант - применение дизельного или бензинового генератора. Данный вариант получения электричества на природе будет актуален для тех случаев, когда необходимо запитать мощные электроприборы, для питания которых недостаточно автомобильного АКБ.
Генератор с достаточным запасом топлива решит проблему электроснабжения при необходимости длительного пребывания на природе.
Альтернативные источники электроэнергии
Рассматривая возможность эксплуатации электроприборов на природе можно упомянуть об альтернативных источниках электроэнергии - ветрогенераторе и солнечных панелях.
Применение альтернативных источников электричества актуально в случае отсутствия поблизости централизованного энергоснабжения от электросетей, на длительный период в качестве альтернативе генератору, для работы которого необходимо иметь достаточный запас топлива.
Для походов на природу можно приобрести портативные солнечные батареи в виде самостоятельных устройств либо встроенные в рюкзак, сумку и т.д. Специально для полевых лагерей и кемпинга есть складные системы автономного питания с солнечными панелями, имеющие встроенные светодиоды для освещения и выходы для зарядки различных гаджетов и других электронных устройств.
Часто бывает так, что электроэнергия, по разным причинам отсутствует, и освещения нет. Тогда в ход пускаем свечки, фонарики, ну на худой конец керосиновые лампы. Свечки коптят и пожароопасные, фонарик имеет направленный свет и не всегда большой ресурс свечения. Предлагаю изготовить альтернативу.
В данной конструкции будут использованы доступные компоненты, в основном из старых компьютерных блоков питания. Принципиальная схема устройства приведена ниже:
Источником питания схемы служит 12В аккумулятор, ёмкостью не менее полутора ампер – часов. Роль источника света будет выполнять лампочка «экономка», мощностью 8 – 15 ватт.
Компоненты, позаимствованные из компьютерного блока питания:
– импульсный трансформатор;
– ШИМ контроллер TL494;
– высоковольтные конденсаторы (С3, С4);
– высокочастотные диоды (VD1, VD2);
Остальные компоненты необходимо докупить. Все компоненты смонтированы на односторонней печатной плате, размерами 50мм. на 54мм. (минимальные размеры, без учёта места под крепёж).
Файл печатной платы выполнен в программе Sprint-Layout 6.0 (5.0) и прикреплён в конце статьи, в архиве. В файле вид платы со стороны компонентов.
Выходные транзисторы необходимо установить на теплоотвод, радиатор, к примеру, от процессора старого компьютера. Правильно собранное устройство в наладке не нуждается и заработает сразу. При включении плата потребляет кратковременно, на заряд конденсаторов, около 1,5 ампера, затем по окончании заряда 0,75 ампер в час.
Так как корпуса ещё нет, соответственно радиатор для пробы не прикручивал.
Лампочка загорается почти сразу, и светит как от обычной электросети. Лампочку можно расположить либо рядом с корпусом, либо на потолке как альтернативный светильник.
ВНИМАНИЕ: на выходе схемы у нас получится постоянное напряжение с амплитудой 220 вольт, БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!!!
Файлы:
Многие из нас придерживаются стандартного мышления, при котором светодиодная лента должна работать через адаптер от сети 220 В. Но можно поступить иначе, применив в качестве источника постоянного напряжения аккумулятор или батарейку. В результате получится светильник полностью независимый от электросети, перед которым открываются совершенно новые возможности.
Варианты сборки светильников рассмотрим на примере светодиодной ленты с питанием от 12 В.
Зачем это нужно?
На первый взгляд может показаться, что в подсветке светодиодной лентой с питанием от батареек нет необходимости. Но если задуматься, то только в квартире можно найти с десяток мест, подсветка которых повысит уровень комфорта и придаст оригинальности. Например,
- внутри шкафа-купе и навесных кухонных шкафчиков;
- по контуру полочек и этажерок;
- вокруг картин и зеркал;
- для украшения детских игрушек и велосипеда;
- в кладовой и т.п.
Кроме того, автономное освещение из светодиодной ленты пригодится в гараже, подвале, дачном домике, в общем там, где отсутствует стационарный подвод электросети 220 В. А в регионах, где нередки случаи отключения электроэнергии, использовать подсветку на светодиодах можно в качестве аварийного освещения.
Подключение к аккумулятору на 12 В
По сравнению с батарейками, данный способ автономного питания для работы светодиодной ленты является наилучшим по нескольким причинам. Аккумулятор на 12 вольт длительно поддерживает в нагрузке номинальное напряжение, позволяет получить достаточно высокий уровень освещённости и выдерживает несколько сотен циклов перезарядки. Самые распространенные аккумуляторы на 12 В – свинцово-кислотные. Чаще всего они применяются в ИБП, в охранной и пожарной сигнализации. Среди них наименьшими габаритами и массой обладают АКБ ёмкостью 4,5 А*ч (до 0,8 кг). Процесс подключения и эксплуатации выглядит так:
Ток потребления светодиодной ленты зависит от её длины.
Кроме свинцово-кислотных АКБ высокими эксплуатационными данными обладают Li-ion аккумуляторы на 12 В. При равных емкостях Li-ion аккумуляторы имеют в 4 раза меньшую массу и размер. А для их зарядки используется компактное зарядное устройство.
Важно! Аккумуляторная батарея отработает свой ресурс (до 500 циклов полной перезарядки) только в случае, если ток разряда не будет превышать 1/10 ёмкости. На практике это означает, что к АКБ 12V-7A*h можно длительно подключать нагрузку с током потребления до 0,7 А или 2 метра светодиодной ленты типа SMD 3528-60 шт./м, которая непрерывно будет светить 10 часов.
Для облегчения расчётов ниже приведен ток потребления 1 метра светодиодной ленты, который зависит от типа установленных светодиодов:
- SMD 3528-60 шт./м – 0,4 А;
- SMD 2835-60 шт./м – 1.6 А;
- SMD 5050-60 шт./м – 1,2 А;
- SMD 5730-60 шт./м – 3,0 А;
- SMD 3014-60 шт./м – 0,6 А.
Питание от батарейки
Если покупка аккумулятора – дорогое удовольствие, а заряжать его негде, то заставить светодиодную ленту светиться можно с помощью батареек. Рассмотрим 3 наиболее распространённых варианта подключения.
Вариант №1 предусматривает использование 6 пальчиковых батареек на 1,5 В, соединённых последовательно. Почему именно 6 штук? Потому что светодиодная лента даже при питании от 9В будет работать примерно в половину своей мощности. Во-первых, такого уровня света от ленты вполне хватит для подсветки чего-либо. Во-вторых, через светодиоды будет протекать вдвое меньший ток (нелинейность ВАХ), что позволит значительно продлить срок службы батареек. Но при желании можно увеличить количество элементов питания до 8. Собрать схему светодиодной подсветки на батарейках можно двумя способами:
- с помощью коротких проводков все батарейки запаивают между собой последовательно, скрепляют их изолентой и к крайнему «+» и «–» припаивают два провода для подключения светодиодной ленты;
- в кассету (контейнер) вставляют 6 батареек, соблюдая указанную полярность. Провода, выходящие из кассеты, вместе со светодиодной лентой зажимают в коннекторе.
Ёмкость батарейки типа АА примерно в 2 раза больше, чем у батарейки ААА того же производителя.
Вариант №2 предполагает использование в схеме питание от одной 9 В батарейки «Крона». Ёмкость щелочной кроны примерно равна 0,5-0,6 А*ч. Это значит, что, например, лента на SMD 3528 длиной 30 см будет непрерывно светить в течение 5 часов. Крону часто используют для светодиодного тюнинга велосипеда. 
Вариант №3 подразумевает совместное использование аккумулятора от телефона (смартфона) и повышающего преобразователя до 12 вольт. В такой комплектации светодиодная подсветка имеет несколько весомых плюсов:
- надёжность и долговечность;
- компактность (размер конвертера соизмерим с flash-накопителем);
- приемлемая стоимость (конвертер 3,7 В-12 В – 2$, батарея – 10$);
- аккумулятор легко зарядить от смартфона или зарядного устройства, а его ёмкость достигает 2000 мА*ч;
- светоизлучающие диоды светят на полную яркость.
К конвертеру можно подключать батарейки и аккумуляторы любого типа. Главное, чтобы их напряжение совпадало с входным напряжением конвертера.
Читайте так же
Автономное освещение на даче может стать альтернативой централизованному электроснабжению в случаях когда в перспективе подключение к электросети вообще невозможно или же стоимость подсоединения невероятно велика и хлопотна. Так же использовать различные варианты автономного освещения на даче подталкивают постоянно растущие тарифы на электроэнергию. Рассмотрим два наиболее популярных варианта энергообеспечения и проанализируем какое из них более выгодно – это: инверторный бензогенератор и аккумуляторный преобразователь .
Инверторный бензогенератор
В настоящее время инверторный бензогенератор пользуется большой популярностью для обеспечения автономного освещения на даче. Объясняется это тем, что агрегат вполне доступен по цене, прост в эксплуатации, не требует особой настройки и монтажа. Все действиянеобходимые для его функционирования заключаются в следующем: установил, залил топливо, завел и получил электроэнергию. Все, казалось бы просто, однако, чтобы определится в целесообразности его применения, проанализируем все аспекты этого вопроса.
Возьмем в качестве примера генератор китайского производства Werk IG-2600, который выдает мощность 2,3 кВт и стоит около 22 000 рублей. Расход топлива при номинальной мощности составляет 0,9 л/час (по паспорту). Для удобства расчета стоимость топлива приравняем к цене бензина АИ-92, которая равна 36 руб/литр. Чтобы определить стоимость одного кВт/час произведем следующие действия: 1 кВт/час = 36 руб/литр х 0,9 литр/час: 2,3 кВт = 14,0 руб.
Величина 14,0 руб. за один кВт – это в принципе неплохо, но не нужно забывать, что за инверторный бензогенератор Werk IG-2600 было уплачено 22 000 рублей. И если взять моторесурс этого прибора равным 5000 часов, то можно получить окончательную стоимость одного кВт/часа. Для этого 22 000 руб. : 5 000 час и получаем 4,4 рубля. Теперь в сумме один кВт/час будет стоить: 14,0 + 4,4 = 18,4 руб. Если брать тарифы на электроэнергию по Москве, которые равны 5,38 кВт/час, то можно увидеть, что себестоимость автономного освещения на даче будет приблизительно в 3,4 раза больше.
Выгодно это или нет, каждый решает для себя, исходя из своих денежных доходов. Сейчас многие производители генераторов снижают себестоимость одного киловатта тем, что создают приборы, работающие как на бензине, так и на сжиженном газе, который в два раза дешевое бензина.
Аккумуляторный преобразователь
Аккумуляторный инвертоный преобразователь состоит из мощных аккумуляторов с напряжением 12 – 24 Вольт и специального устройства, которое преобразует постоянное напряжение в переменное 220 Вольт. Поэтому нужно предварительно заряжать аккумуляторы от стационарной электросети, чтобы потом на даче использовать этот запас электроэнергии. Стоить сразу заметить, что обычные автомобильные аккумуляторы для этой цели непригодны, так как они выдают ток большой величины лишь в определенный промежуток времени и питать преобразователь длительное время не могут.
Поэтому аккумуляторы для инвертора раза четыре будут дороже автомобильных такой же емкости, но срок службы их составляет до десяти лет, чего не скажешь об автомобильных. Поэтому и стоимость аккумуляторного преобразователя, состоящего из двух батарей емкостью до 300 Ачас будет составлять около 150 000 рублей.
Чтобы определится с выгодностью подобной установки на даче, сначала приведем формулу потребной емкости аккумулятора в зависимости от потребляемой мощности. Формула выглядит так: Е = N t кпд / U. Где Е – потребная емкость в А/час, t – время разрядки аккумулятора, N – мощность потребления в Вт, кпд – это коэффициент запаса, величина равная 0,7 и U – напряжения аккумулятора вольтах.
Теперь рассчитаем какой должна быть емкость аккумуляторов с временем разрядки аккумулятора в 5 часов, чтобы обеспечить потребительскую мощность равную 2 000 Вт. Для этого 2 000 5 0,7: 12 = 583 Ачас. В установках обычно бывает по два аккумулятора, поэтому емкость одного должна быть 583:2 = 291 Ач ≈ 300 Ачас. Что соответствует стоимости всего агрегата 150 000 рублей.
Если мы взяли за срок службы аккумулятора время в 10 лет, то на его подзарядку за этот период потребуется 27 000 кВ/час по цене 5,38 рублей за киловатт. То есть будет растрачено 27 000 5,38 = 145 260 рублей. Двигаемся дальше: общая стоимость всех затрат теперь равняется 145 260 + 150 000 = 295 260 рублей.
Значить себестоимость одного киловатта при использовании аккумуляторного преобразователя будет равняться: 295 260: 27 000 = 10,9 рублей. То есть теперь видно, что это почти в два раза меньше себестоимости одного киловатта электроэнергии, чем при использовании инверторного бензогенератора для обеспечения автономного освещения на даче.
Понятно, что эти расчеты утомляют, однако без них сравнение этих двух установок было бы голословно. В итоге вам решать, какую установку и по какой цене приобрести, исходя из финансовых возможностей.
Обеспечить освещение комнаты в дачном доме, подключить к свету гараж или другой объект без выхода на централизованную электросеть? В принципе, это реально при наличии аккумулятора. А вот какой, где и за сколько купить источник питания, мы поговорим далее.
Задача, когда дача находится за несколько сотен километров от города, электричества на ней нет, и в ближайшем будущем не будет, а света хочется, не так уж и редка. И даже при наличии генератора она решается не так уж и просто, ведь о агрегата исходит неслабый шум, да и потребляет он топлива немало. Обычно в таких случаях покупают аккумулятор. Причем, выбирая его, нужно помнить, что источник питания должен соответствовать следующим критериям:
- Быть не очень тяжелым.
- Иметь высокую емкость.
- Быстро заряжаться.
- Работал максимально долго.
- Стоил относительно недорого.
- Не боялся глубоких разрядов.
Из возможных вариантов решения задачи на ум приходит следующее: прежде сего, это грузовые батареи. Но они слишком тяжелы. Существуют также тяговые аккумуляторы. Это вариант получше. Однако их стоимость составляет 5-6 тысяч рублей. В остальном, такие батареи соответствуют абсолютно всем критериям, указанным выше. Он легки, компактны, отлично выдерживают многократные разрядки и зарядки. Это, так называемые, аккумуляторы « полного цикла». Выпускаются они многими производителями, но сегодня мы предлагаем ознакомиться с линейкой тяговых батарей Bosch L-серии. Для их производства используется две прекрасно зарекомендовавшие себя технологии. Это, среди прочего, DEEP CYCLE и DEEP CYCLE AGM. Их преимущества очевидны:
- Высочайшая производительность. Для освещения небольшого помещения одного заряда хватит на несколько дней.
- Неприхотливость к условиям эксплуатации. Аккумуляторы этой серии могут работать при любых температурных режимах.
- Существенные емкостные характеристики. При небольшой массе батареи имеют емкость в 75, 100 и более Ампер часов.
- Длительная работа в цикличном режиме при полных разрядах. Даже многократные критические разряды не способны вывести батарею из строя, ведь она разработана с учетом таких режимов эксплуатации.
- Невысоким уровнем саморазряда. Оставив аккумулятор на несколько месяцев, его можно сразу же подключать к потребителям - лампочка будет гореть так же ярко, как и до выключения.
- Компактными размерами корпусов. Это весьма удобно, когда рассматривается дачный вариант использования батарей.
Данные свойства дают возможность говорить о том, что L типа отлично подходят для решения задачи организации освещения на тех объектах, где отсутствует централизованная система поставок электроэнергии. Кстати, о цене. Аккумулятор емкостью 100 Ампер часов стоит около 6-7 тысяч рублей, что сопоставимо со стоимостью обычного стартерного источника питания. Поэтому дороговизна тяговых батарей полного цикла - не более чем миф.
