Фотоэлемент для уличного освещения

Это устройство имеет множество названий. Самое распространенное — фотореле, но называют еще фотоэлемент, датчик света и сумерек, фотодатчик, фотосэнсор, сумеречный или светоконтролирующий выключатель, датчик освещенности или день-ночь. В общем, названий много, но суть от этого не меняется — устройство позволяет в автоматическом режиме включать свет в сумерки и выключать на рассвете.

Схема фотореле для уличного освещения на фоторезисторе

Работа устройства основана на способности некоторых элементов изменять свои параметры под воздействием солнечного света. Чаще всего используют фоторезисторы, фототранзисторы и фотодиоды. Вечером, при уменьшении освещенности, параметры светочувствительных элементов начинают меняться. Когда изменения достигнут определенной величины, контакты реле смыкаются, подавая питание на подключенную нагрузку. На рассвете изменения идут в обратном направлении, контакты размыкаются, свет гаснет.

Что такое фотореле и как оно работает

Люди с давних пор стремятся к автоматизации как на работе, так и в быту. А фотореле – это логическое усовершенствование (разновидность) обычного механического переключателя, иначе называемого сумеречный выключатель или светореле.

Оно служит для автоматического управления электрическими цепями различных источников света, в зависимости от интенсивности наружного освещения. Действующими элементами устройства являются:

• Датчик света. Его фотоэлемент реагирует на изменение уровня освещенности и передает сигнал на реле.
• Реле. Получает информацию от датчика и в соответствии с выставленными параметрами управляет (замыкает/размыкает) электроцепью светильника.

Вот и весь принцип работы фотореле. С помощью специального регулятора на корпусе можно выставлять порог срабатывания прибора. Так можно добиться более или менее раннего включения/отключения света в зависимости от ваших потребностей.

Преимущества использования фотореле для уличного освещения

Фотореле обладает рядом преимуществ. Благодаря компактным размерам может монтироваться в различных местах. Отсутствие механических контактов гарантирует длительный срок службы приборов. Достаточно быстро срабатывает при хорошей производительности.

Светильник с фотоэлементом для уличного освещения:

• позволяет снизить расходы на электроэнергию;
• тихо работает;
• удобен в управлении;
• освещает территорию в нужное время;
• создаёт иллюзию присутствия хозяев, даже если их на самом деле нет дома. В результате участок защищается от недоброжелателей.

Расходы на уличное освещение снижаются

Виды и технические характеристики фотореле

Благодаря тому, что фотореле нашли очень широкое применение, на рынке представлен богатый выбор моделей с самыми различными техническими данными и параметрами. Модели отличаются по способу подключения, установки, техническому наполнению и многим другим параметрам. Поэтому дабы не переплачивать и приобрести модель, идеально отвечающую вашим требованиям, давайте обратим на эти параметры самое пристальное внимание.

Виды фотореле

• Прежде всего, вам следует знать, что фотоэлемент для уличного освещения может быть встроен в силовой блок, а может быть выносным. Встроенные модели представляют собой единый блок, который устанавливается непосредственно на улице. Он имеет хорошую защиту от атмосферного воздействия, но зачастую способен коммутировать только небольшие токи до 16А. Конечно, есть встроенные модели, предназначенные для коммутации и больших токов, но цена таких устройств на порядок выше.
• Фотореле с выносным фотоэлементом представляет собой два отдельных элемента. Первый — это непосредственно коммутационный аппарат, который устанавливается в распределительном щитке. Второй — это сам фотоэлемент, который устанавливается на открытом пространстве и подключается к коммутационному аппарату посредством проводов. Номинальный ток таких фотореле может достигать 63А и выше.
• Еще одним важным отличием фотореле является его функциональное наполнение. Так, многие из них содержат не только фотоэлемент, но и датчик движения. Это значительно расширяет возможности управления освещением, а также позволяет сократить ваши расходы.
• Кроме того, существует фотосенсор включения освещения, который совмещен с таймером. Это позволяет включать освещение, не только когда стемнело, но и в строго определенное время. Кроме того, такое фотореле можно программировать по годовым циклам и другим временным параметрам.
• Cуществуют реле, которые совмещают в себе все эти функции. Это позволяет программировать включение и отключение освещения, совмещая различные параметры. Но скажу честно, ни разу не видел случаев, когда в таких фотореле использовался их полный функционал.

Технические характеристики фотореле

• В первую очередь, это напряжение, на которое предназначено фотореле. Оно может быть 220В или 380В. Для индивидуального использования вполне достаточно устройств на 220В. Если же вы планируете от данного фотореле запитать освещение небольшого промышленного объекта, то, безусловно, устройства на 380В будут идеальным решением. Конечно, существуют еще устройства на 12 и 42 В, но применяются они крайне редко.
• Выбирая фотореле отключения освещения, обратите самое пристальное внимание на его номинальный ток. На данный момент на рынке представлены модели с номиналом в 6, 10, 16, 32, 40 и 63А. Выбор следует осуществлять, исходя из номинальной мощности вашей сети освещения.
• Еще одним важным параметром является возможность регулировки освещенности, при которой фотоэлемент будет срабатывать. Обычно предел регулирования может варьироваться от 2 до 100Лк, но возможны и другие варианты. Поэтому, если у вас предъявлены какие-то особые требования к уровню освещенности, обратите внимание на этот параметр.
• В связи с тем, что многие фотореле предназначены для наружной установки, обратите внимание и на его степень защиты. Она обозначается цифрами после аббревиатуры IP.

Обратите внимание! Первая цифра означает защиту от пыли и может варьировать до 6, что обозначает полную пылезащищенность. Вторая цифра может варьировать до 8 и означает влагозащищенность изделия. Поэтому, если вам необходимо регулировать, например, освещение для фотосъемки в помещении, то вам будет достаточно IP40. Для наружной же установки лучше применять фотореле с IP44 и выше.

• Ну, и последнем компонентом, на который стоит обратить внимание при выборе фотореле, будет задержка на включение и отключение. Обычно она регулируется в пределах 5 – 90 сек, но возможны и другие варианты. Важность этого параметра определяется только вашим проектом.

Схемы подключения

Из корпуса устройства выходят три провода. Два из них — фазные, присоединяются к фазе питания и к светильнику. Третий — ноль, он берется с общей шины или из автомата. Подключение уличного фотореле производится с помощью монтажной коробки, никаких открытых соединений делать не следует. Надо использовать закрытую герметичную коробку. Оптимальный вариант — пластиковый корпус с уплотнением по периметру крышки и со специальными конусообразными вводами для проводов. Они надрезают ножом в нужном месте так, чтобы кабель плотно входил в коробку, не пропуская влагу или пар. Это важно, так как скопления воды или конденсата могут вызвать короткое замыкание.

Если используется мощный светильник, в схему рекомендуется добавить пускатель (или контактор). Он рассчитан на работу с частыми нагрузками от пусковых токов, позволяет стабилизировать работу схемы и смягчить резкие перепады и скачки напряжения.

Для экономии электроэнергии удобно использовать датчик движения. Он подключается после фотореле и служит для запуска освещения только на время нахождения в обслуживаемой зоне людей (уличный туалет, входная дверь или калитка, хозяйственный постройки и т.п.). Важно установить датчик именно после фотореле, чтобы он имел возможность срабатывания только в темное время, а не в любой момент.

Освещение приусадебной территории должно быть организовано таким образом, чтоб отдых на участке был комфортным, а расход электроэнергии – рациональным. Для решения данной проблемы многие домовладельцы устанавливают возле дома, у бассейна, вдоль садовых дорожек и беседок, датчики со встроенными фотоэлементами.

Фотоэлемент регулирует интенсивность света уличных фонарей и светильников, что обеспечивает удобное управление освещением и эффективное использование электроэнергии.

Содержание

1. Фотоэлемент для уличного освещения: устройство и принцип действиявидео
2. Преимущества использования фотоэлементов на приусадебном участке
3. Виды фотодатчиков и особенности их применения
4. Советы по выбору фотоэлементов для освещения участкавидео
5. Установка фотореле для уличного освещения своими руками
   • правила размещения фотореле
   • последовательность подключения фотодатчикавидео
   • варианты применения фотодатчиков

Фотоэлемент для уличного освещения: устройство и принцип действия

Фотоэлемент – это устройство, преобразующее солнечную или световую энергию в электрическую. Преобразование солнечного света происходит благодаря полупроводниковым материалам, из которых изготовлены фотоэлементы. Обычно это: аморфный кремний, теллурид/сульфид кадмия, тонкопленочный кристаллический кремний.

В первое время фотоэлемент использовался только для проведения научных опытов, сегодня же инженеры усовершенствовали фотоэлемент, и нашли ему практическое применение.

К фотоэлементу подсоединили ламповый усилитель и реле управления электрическим током. Такое устройство получило название фотодатчика, и начало активно использоваться в повсеместной жизни и на производствах.

Принцип работы фотодатчика (фотореле) уличного освещения следующий:

1. На катод фотоэлемента попадают солнечные лучи.
2. Фотоэлемент преобразует энергию солнца в электроэнергию.
3. Электроэнергия, проходя через ламповый усилитель, приводит в действие реле.
4. Реле срабатывает и реагирует включением/выключением света подключенных к нему электроприборов.

Внешне, современный фотоэлемент, напоминает обыкновенную электрическую лампочку. Корпус фотодатчика может быть прозрачным или полупрозрачным со встроенным окошком.

Датчики настраиваются на определенную волну инфракрасного или ультрафиолетового излучения. Большинство моделей оснащаются дополнительным приспособлением, которое защищает фотодатчик от ненужных реакций на помехи (свет от фар автомобиля).

Диапазон светочувствительности можно отрегулировать в зависимости от места размещения фотодатчика. То есть освещение у бассейна может автоматически включаться, едва лучи солнца скроются за горизонтом, а фонари вдоль дорожек – с наступлением сумерек.

Преимущества использования фотоэлементов на приусадебном участке

Применение фотоэлементов для уличного освещения имеет ряд существенных преимуществ:

1. Удобное управление освещением на придомовой территории.
2. Возможность контролировать интенсивность освещения разных зон участка.
3. Существенная экономия затрат на оплату электроэнергии. Особенно актуально при установке фотоэлементов с датчиками движения.
4. Длительный срок службы фотоэлементов.
5. Фотодатчики компакты и хорошо «впишутся» в экстерьер загородного дома и ландшафт сада.
6. Легкость монтажа фотодатчиков. Провести установку можно самостоятельно, четко следуя инструкции.
7. Доступная цена фотодатчика.

Виды фотодатчиков и особенности их применения

Типы фотодатчиков для освещения улицы можно разделить на несколько групп:

1. Фотодатчики с фотоэлементом внутри корпуса. Работают в автоматическом режиме: с наступлением сумерек свет включается, а при восходе солнца – выключается. Защитный корпус фотодатчика – прозрачный.
2. Фотодатчики с фотоэлементом и таймером. Есть возможность регулировать интенсивность освещения в зависимости от времени суток. Работу устройства можно запрограммировать на определенный период: неделю, месяц, год. На даче удобно использовать датчики, программируемые на отдельные дни недели, например, отменить освещение в будни, а на выходные – активировать работу фонарей и светильников.
3. Фотодатчик с регулируемым порогом срабатывания. Датчик оснащен ручкой, с помощью которой можно регулировать допустимый порог срабатывания механизма. Работа такого фотоэлемента не будет зависеть от климатических и погодных условий региона, а также от времени года.
4. Фотореле с выносным фотоэлементом. Устанавливать фотоэлемент можно на расстоянии не более 150 метров от корпуса датчика. Блок устройства находится в безопасном месте (монтируется в электрический щиток).
5. Фотоэлементы со встроенным датчиком движения. Освещение включается при фиксации датчиком каких-либо перемещений на участке.

Фотоэлементы для освещения со встроенным таймером – наиболее дорогие, но их режим работы позволяет добиться существенной экономии на оплате счетов за свет

Советы по выбору фотоэлементов для освещения участка

Рынок предлагает широкий ассортимент фотоэлементов с разными техническими характеристиками, разными возможностями и от разных производителей. При выборе фотодатчика необходимо руководствоваться основными критериями качества:

1. Высокие требования предъявляются к корпусу фотодатчика. Он должен быть герметичным и крепким.
2. Период срабатывания. Многие модели реагируют на изменение освещенности в течение 5-30 секунд.
3. Диапазон рабочих температур. Выбор зависит от климатических условий региона, большинство датчиков имеют диапазон от – 25°С до + 50°С.
4. Фотодатчик обязательно должен иметь защиту от ложных срабатываний и потенциометр.
5. Фотоэлемент надо выбирать с учетом мощности, потребляемой электролампой. В продаже есть готовые комплекты, в которых фотоэлемент уже подобран к подходящей по мощности электролампе.
6. Устройство с выносным фотоэлементом более сложно при монтаже – это необходимо учитывать, планируя самостоятельно установить фотодатчик.
7. Необходимо учесть среднегодовую влажность воздуха в регионе размещения фотоэлемента. При необходимости – купить фотодатчик с повышенной защитой от неблагоприятных погодных условий.

Установка фотореле для уличного освещения своими руками

правила размещения фотореле

При установке фотоэлемента обязательно надо учитывать следующие:

1. Фотореле запрещено устанавливать вблизи горючих и легковоспламеняющихся материалов, около химически активной среды.
2. Устройство устанавливается основанием вниз.
3. Напряжение питающей сети должно быть 220 В, допустимое отклонение ± 10%.
4. На фотоэлемент не должен падать свет от включенного фонаря или светильника.

последовательность подключения фотодатчика

Перед установкой, необходимо проконтролировать, чтоб мощность осветительных приборов не превышала мощность фотореле. Лучше покупать фотодатчик с 20%-ным запасом мощности

Порядок установки и подключения следующий:

1. На стену дома монтировать кронштейн для размещения фотоэлемента.
2. К фотореле прикрепить навес и установить его на кронштейн.
3. Из фотореле выходит три провода:
   • коричневый – фазовый кабель;
   • синий – нулевой;
   • красный – выносной провод, подводящий к лампе.
4. Провода соединить в распределительной коробке. Как подключить фотоэлемент указано на схеме. Для соединения можно использовать тройные клемники.

варианты применения фотодатчиков

При обустройстве уличного освещения, фотодатчик можно применять двумя способами:

1. Устанавливать фотоэлемент для каждого фонаря. Этот вариант необходимо применять, если для каждого светильника предусмотрено личное питание, например, солнечная батарея. В этом случае сложнее будет добиться синхронного включения/выключения фонарей. Одни могут находиться в тени деревьев, другие – на ярком свету. Постоянно надо контролировать чистоту оптика каждого датчика – при запылении, фотореле не будет срабатывать.
2. Установка одного датчика фотоэлемента для всех фонарей – более удобный вариант уличного освещения. Применяется, когда все фонари, расположенные вдоль дорожки и на участке подсоединены к единой электрической цепи с отдельным рубильником. Датчик устанавливается на первом фонаре. Цепь постоянно замыкается за счет рубильника, но из-за высокого сопротивления в фототранзисторе, ток не идет по ней. При наступлении темноты, сопротивление падает, и цепь полностью замыкается – все фонари одновременно загораются.

Использование фотоэлементов на приусадебном участке – удобный и экономный способ организации уличного освещения. При выборе фотодатчика необходимо учитывать ряд факторов: расположение и мощность фонарей, время пребывания на участке (постоянное или сезонное), наличие дополнительных функций (таймер, датчик движения). Правильно подобранный фотоэлемент и грамотная его установка – залог длительной и бесперебойной работы всей системы освещения придомовой территории.

Астротаймер

Астрономический таймер (астротаймер) — это другой способ автоматизировать уличное освещение. Принцип его работы отличается от фотореле, но он тоже включает свет вечером и выключает его утром. Управление светом на улице происходит по времени. В данном устройстве заложены данные про то, в какое время темнеет/светает в каждом регионе в каждый сезон/день. При настройке астротаймера вводятся GPS координаты его установки, выставляется дата и текущее время. Согласно заложенной программе устройство и работает.

Астротаймер — второй способ автоматизировать свет на участке

Чем оно удобнее?

• Оно не зависит от погоды. В случае с установкой фотореле велика вероятность ложного срабатывания — в пасмурную погоду свет может включаться ранним вечером. При попадании на фотореле света он может гасить свет посреди ночи.
• Устанавливать астротаймер можно в доме, в щитке, в любом месте. Ему не нужен свет.
• Есть возможность сдвигать время включения/выключения на 120-240 минут (зависит от модели) относительно заданного времени. То есть, вы сами сможете выставить время так, как вам удобно.

Недостаток — высокая цена. Во всяком случае, модели, которые есть в торговой сети, стоят довольно солидных денег. Но можно купить в Китае намного дешевле, правда, как он будет работать — вопрос.

Анатолий Рыцев / Мастер — универсал, автор сайта

Мастер — универсал. Занимается внутренними и фасадными отделочными работами всех видов: малярка, штукатурка, оклейка обоев, все виды плиточных работ, а также строительством загородных домов и растениеводством.

Плюсы и минусы фотореле

Применение фотореле для уличного освещения имеет ряд неоспоримых преимуществ:

• Автоматически включаемое с наступлением темноты уличное освещение повышает уровень безопасности.
• Правильно настроенное фотореле позволяет существенно экономить электроэнергию.
• Отсутствует необходимость самостоятельного включения, о котором можно попросту забыть.
• Уличное освещение создает эффект присутствия человека, что отпугивает от несанкционированного проникновения воров на территорию.

Единственным минусом фотореле является то, что это устройство требует дополнительных расходов. Но, учитывая невысокую цену на эти устройства, этим недостатком можно пренебречь.