Фотоелемент, що це таке, застосування фотоелементів в заміському будинку
Активне використання в побуті всіляких сучасних електроприладів, в тому числі призначених для освітлення приватного будинку і території навколо нього, призводить з до істотного збільшення витрат електроенергії, а отже і зростанню витрат на оплату рахунків за використану електрику. Цілком закономірно виникає питання про необхідність економії цього ресурсу. На думку фахівців, найкращий помічник у вирішенні цього питання - фотоелемент для вуличного освітлення.
зміст
- Чи потрібно включати в систему освітлення ділянки фотоелемент
- Принцип роботи фотоелементів
- Як правильно вибрати фотоелементи
- Як працює вакуумний фотоелемент
- Фотоелемент для воріт
- Фотоелемент для шлагбаума відео
- Фотоелементи Nice для зовнішньої установки відео
- Фотоелемент-вимикач відео
- підключення фотоелемента
- Що являють собою сонячні елементи
Чи потрібно включати в систему освітлення ділянки фотоелемент
Відповідь однозначна - його установка необхідна в тому випадку, якщо ви віддаєте перевагу користуватися всіма благами сучасної цивілізації і при цьому економно витрачати власні гроші. Установка фотоелемента для вуличного освітлення дозволить автоматизувати процес включення і виключення системи, в залежності від часу доби, автоматично буде проводитися регулювання інтенсивності освітлення. Установка фотоелемента дозволить підвищити ефективність енергозберігаючих заходів.
Принцип роботи фотоелементів
Найважливішою складовою фотоелемента для вуличного освітлення є фотореле: в потрібний момент воно спрацьовує і приводить в дію потрібний механізм. Найбільший ефект економії можна отримати в тому випадку, якщо фотореле контролюватиме роботу енергозберігаючого освітлювального приладу. У продажу є різні види фотоелементів, що відрізняються по потужності і призначенню. Монтаж фотоелементів можна виконувати на стінах споруд або ліхтарних стовпах, для їх розміщення не буде потрібно багато місця.
Як правильно вибрати фотоелементи
Щоб отримати економію на придбанні самого фотоелемента слід купувати модель, розраховану на потужність, споживану встановленої лампою. Часто фотоелементи продаються в комплекті з лампами, але їх можна придбай і як окремий продукт.
Перед придбанням фотоелемента слід прорахувати передбачувану навантаження і режим експлуатації, погодні умови і вологість повітря. Ці параметри будуть визначальними факторами тривалості роботи пристрою і якості регульованого ним освітлення.
Як працює вакуумний фотоелемент
Вакуумний фотоелемент - це колба, внутрішня її поверхня покрита металевим шаром, дуже тонким і мають малу роботу виходу (анод). У колбі є невелике віконце, крізь нього світло проникає всередину. По центру колби знаходиться диск або петля, службовці для прийому фотоелектронів. Анод приєднується до позитивного полюса батарейки. Такий фотоелемент здатний реагувати на видиме і інфрачервоне випромінювання.
Попадання світла на катод призводить до виникнення електричного струму, що в свою чергу викликає включення або відключення реле. На базі вакуумних фотоелементів створені багато бачать автомати, їх успішно експлуатують в метрополітені, на автоматизованих ділянках промислових підприємств, для відтворення звуку з кіноплівки.
Фотоелемент для воріт
Головне призначення цього роду пристроїв - забезпечення безпеки, вони призначені для уникнення закривання стулок автоматичних воріт в той момент, коли в отворі ще знаходиться машина або людина. Вважати, що це безпосередньо пов'язано з попередженням травматизму навряд-чи можна - цього служить скоріше фотоелемент для шлагбаума - саме його стріла, що опускається по інерції може викликати серйозну травму. Оскільки швидкість з якою рухаються стулки не перевищує 20 см в секунду, то особливо турбуватися про можливість травм не доводиться. Крім того, зусилля двигуна, як правило, обмежена платою управління, більшість моделей оснащено функцією виявлення перешкод. Автоматична система може цілком нормально функціонувати як з фотоелементом, так і без нього.
Проте, з огляду на цілком доступну вартість фотоелементів, всього 20-30 доларів, фахівці рекомендують не відмовлятися від їх установки. Наявність пристрою стане гарантією того, що при включенні функції автоматичного закривання, або випадкового натискання на кнопку цієї функції на пульті, закриваються ворота на помнуть або не подряпати ваш автомобіль, адже пошкодження бампера або крила може зажадати ремонту та фарбування вартість яких обійдеться в сотню доларів.
Фотоелемент для шлагбаума
Як ми вже згадували, установка фотоелемента для шлагбаума - питання важливе, його наявність може попередити травматизм або пошкодження автомобіля. Наприклад, фотоелемент Doorhan для шлагбаума складається з інфрачервоного передавача і приймача, головне його призначення - попередити виникнення аварійної ситуації при попаданні на контрольовану ними територію сторонніх об'єктів. Дальність його дії - 25 м, кут прийому сигналу - 7 градусів. Принцип його роботи полягає в зупинці або реверсі стріли шлагбаума, або полотна воріт, в разі потрапляння будь-якого об'єкта в зону дії інфрачервоного променя.
Фотоелементи Nice для зовнішньої установки
Аналогічний принцип дії і область застосування мають датчики присутності NICE F210, вони представляють собою синхронізовані фотоелементи, що повертаються на 210 по горизонталі і 30 по вертикалі, деякі моделі пристрою вимагають підключення звичайним способом, також є бездротові моделі. Використовуються вони в автоматичних системах дверей і воріт, спрацьовують при появі перешкод в зоні між приймачем і передавачем сигналу. Оснащення системою BlueBUS дозволяє підключення всіх пристроїв до блоку за допомогою всього двох проводів. Підключення виконується паралельно, містки адресування при цьому вибираються відповідно до вимагається функцією автоматики.
Фотоелемент-вимикач
Потреба в установці фотореле такого роду зумовлена \u200b\u200bпотребою включення і виключення ліхтарів в залежності від освітленості території ділянки або ганку будинку, оскільки робота реле пов'язана з настанням темряви, то його часто називають сутінковим вимикачем.
Схем, що дозволяють автоматизацію процесу освітлення прибудинкової території існує чимало, як промислових, так і аматорських. Головним недоліком більшості з них є потреба в додатковому джерелі постійної напруги 12 В або складності самих схем.
Часто проблеми виникають при покупці найбільш дешевих фотоелементів - їх контакти обгорають дуже швидко.
Схема функціонування фотоелементів-вимикачів дуже проста, складається вона з трьох компонентів: фотоелемента (фотодіода, фоторезистора або фототранзистор), вихідний пристрій (реле), порогового пристрою, званого компаратором. Денне світло не викликає підвищення опору фотоелемента, напруга на ньому недостатнє для перевищення порога спрацьовування компаратора. Зате при зниженні рівня освітленості опір різко зростає, напруга збільшується. При досягненні критичного рівня показника напруги компаратор спрацьовує і вмикає освітлення за допомогою реле.
На перший погляд така проста, схема фотоелемента-вимикача може містити більше десятка різних деталей, значно спростити її можна використанням мікросхеми. Простіші і функціональні схеми фотоелементів створюються шляхом інтегрування одних її складових в інші. Наприклад, цілком сучасне вимикає пристрій Quadrac є Тріак з інтегрованим симетричним діністоров, що виступає в якості порогового компонента.
підключення фотоелемента
Монтаж фотоелемента - завдання не з складних, схема підключення додається до приобретаемому пристрою. Фотоелемент складається з двох компонентів, один з яких - випромінювач, або по-іншому - інфрачервоний ліхтар, інший - приймач сигналу. Для підключення передавача до керуючої платі використовується двожильний провід. Для того, щоб підключити приймальний пристрій буде потрібно забезпечити йому харчування (буде задіяно два контакти) і передачу сигналу від плати, для чого будуть потрібні ще два контакти. Поява перешкод в робочій зоні пристрою призведе до розриву інфрачервоного променя і подачі на плату мінусового сигналу.
Підключення фотоелементів для воріт проводиться за допомогою багатожильного дроти, перетином 0, 75 або 0,5 мм, жилки його повинні бути різнокольоровими, це допоможе відстежити правильність підключення: для передавача - двожильний провід, для приймача - чотирьохжильний. Слід пам'ятати, що неправильно підключені дроти можуть викликати поломку фотоелементів або навіть плати. Використовувати товстий багатожильний провід не раціонально - працювати з ним не зручно, в стандартні роз'єми він не входить, ризик виникнення замикання на контактній колодці збільшується.
Монтаж датчиків можна виконати з боку двору чи вулиці, можна встановити кілька пар, висота установки - близько півметра від рівня грунту. Для установки також можна використовувати несучі металеві стовпи або окремі стійки з профільних труб. Не можна встановлювати зупинку одного з елементів всередині, а іншого зовні - при русі воріт інфрачервоний промінь буде перериватися і зупиняти процес відкриття або закриття воріт.
Що являють собою сонячні елементи
Призначені ці пристрої для перетворення сонячного світла в електричний струм. Якщо з'єднати кілька сонячних елементів можна отримати сонячну батарею. Її можна використовувати в якості джерела електричного струму в тому випадку, якщо інші джерела в даний момент відсутні, наприклад на риболовлі чи в поході, вона може виявитися дуже корисною в умовах проживання в заміському будинку.
Використання навіть невеликої батареї дозволить заряджати ліхтарик, ноутбук або мобільний телефон.
Матеріалом для виготовлення сонячних фотоелементів служать тонкі кремнієві пластинки з додаванням домішок. В одній з пластин спостерігається недолік валентних електронів, в іншій - їх надлишок. Пластинки розділені захисним шаром. Під впливом харчування, підключеного до такого фотоелементу, електрони починають долати шар ізоляції, з напівпровідників почне проходити струм.
Аналогічні процеси викликають і сонячні промені - проникнення світлових фотонів приводить до того, що протони й електрони спрямовуються до пластин з різними зарядами, долаючи при цьому шар ізоляції. При цьому в напівпровідниках різниця потенціалів буде наближатися до 0,5 В.
Силу струму буде визначати кількість отриманих фотонів, тобто вона буде пропорційна інтенсивності випромінювання, площі напівпровідника і часу впливу на нього сонячних променів.
Дуже важливе значення має якість покриття антивідблиску і токопроводімость матеріалу пластин. Саме за цими показниками відрізняються один від одного сонячні фотоелементи, пластини яких виготовлені з різних матеріалів. На сучасному ринку представлені пристрої монокристалічного типу (ККД - 15-22%), полікристалічного (ККД - 12-17%) і аморфного, показники ККД якого нижчі -від 6 до 10%. Найбільш поширені кремнієві батареї, але можна зустріти також тонкоплівкові елементи (ККД 8-12%), матеріалом виготовлення для яких послужили мідь, індій, діселеніда.
Виробничі лінії, що випускають сонячні фотоелементи постійно вдосконалюються, при цьому підвищується якість самих елементів, вартість їх знижується. Сонячні батареї набувають популярності у власників дачних ділянок і заміських будинків, область їх застосування постійно розширюється.
