ソーラー非常灯。スキーム、説明

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ソーラー非常灯。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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記事へのコメント

停電は不便や気分の悪化を伴うだけでなく、明らかな危険の源でもあります。明るい階段、廊下、または作業場は、停電時に潜在的な危険となる可能性があります。急激に暗闇が始まると、転倒とそれに伴う事故の可能性が高まります。

事故を避けるために、停電時に潜在的な危険があるエリアに一時的な照明を提供する非常システムを設置できます。このような照明があれば、安全に家を出たり、切れたヒューズを交換するなどの必要な修理をしたりすることができます。

どのように動作します

非常用照明システムは、主電源が故障したときに照明を提供するように設計されています。システムの動作は、バッテリーに蓄えられたエネルギーの使用に基づいており、常に充電状態に維持されます。典型的な非常照明システムのブロック図を図に示します。 1.

ソーラー非常灯
Pic.1

特別なセンサーが AC ネットワークの電圧を監視します。 AC電源が停電したときに非常照明回路をオンにするリレーが含まれています。バックアップ照明回路は、XNUMX ポジションスイッチとして機能するリレー接点と直列に接続されたバッテリーとランプで構成されます。

バッテリーは主電源障害時の唯一の電力源であるため、常に充電しておく必要があります。そこで必要となるのが太陽光発電コンバータです。太陽エネルギーを電気に変換し、バッテリーを充電します。

緊急システムの設計

非常用照明システムの設計の基礎は太陽電池です。適切な太陽光発電装置を選択するには、まず動作電圧と非常灯の消費電流という XNUMX つのパラメータを決定する必要があります。

必要な照明を決定することから始めましょう。いつでも作業エリアを照らすのに十分なはずです。通常、緊急システムでは定格 12 V の密閉型ランプ (スポットライト) が使用されます。この選択には XNUMX つの理由があります。

第一に、このようなランプは照明の要件を満たし、十分な明るさと信頼性を備えています。第二に、低電圧源からの電力が必要です。

さらに、複数の電池を接続して従来の白熱灯に電力を供給するよりも、単一の 12 ボルト電池から 12 ボルトのランプに電力を供給する方が簡単です。これにより、コンパクトで信頼性の高い装置の設計が可能になります。

低電圧非常用照明システムをご自宅に設置することは、110V AC で動作する同様のシステムよりも心配が少なくなります。住宅規制に基づくと、110V システムはより高価であり、設置後は通常、適切な検査官の承認が必要です。低電圧システムの場合は全く別の問題ですが、低電圧システムは設置および動作が非常に安全であり、その動作を確認することは非常にまれです。さらに、低電圧非常用照明は、高湿度の状況（雨や嵐）でも特別な注意を必要とせず、感電の心配なく操作できます。

システムの説明

システムが消費する電力は、使用するランプの種類に完全に依存します。車のヘッドライトが選択されたのは、十分な照明が得られ、安価で容易に入手できるためです。このランプは 2 V で約 12 A を消費します。

次に、ヘッドライトがバッテリーに接続されます。必要なバッテリ容量は、停電後の時間の長さに直接比例します。通常、すべてを整えるには数分で十分です。照明が復旧するまでにかかる最長時間は 1 時間と考えられています。

上記のすべての要素を考慮して、部屋を 6 時間点灯するのに十分なエネルギーを供給できる 12Ah、2,5V 鉛蓄電池が選択されました。これらのバッテリーはオートバイの動力によく使用されます。

太陽光発電コンバーター

通常、12A を供給する 1V ソーラーパネルが必要になりますが、これらのバッテリーは非常に手頃な価格なので、必要な容量のバッテリーをすぐに入手できます。太陽電池を自作できる太陽電池キットが販売されていることもあります。

個々の素子から太陽電池を組み立てたい場合は、最も一般的な直径 7,5 cm の円形素子を使用することをお勧めします (素子数はわずか 35 個です)。

充電レギュレーターの使用

非常照明は毎日、あるいは毎週使用される可能性は低いので、何かが起こるのを待つしかありません。また、太陽光発電コンバータからの電流を調整しない場合でも、バッテリーを充電できます。充電レギュレータを使用するのに適した時期です。

ソーラーアレイ、充電レギュレーター、バッテリーパックを組み合わせるには、2 つの接続のみが必要です。図に示すように、XNUMX つの導体で太陽電池アレイの正端子を充電レギュレータの正入力に接続する必要があります。 XNUMX. ソーラーパネルのマイナス出力はレギュレータのマイナス入力に接続する必要があります。

ソーラー非常灯
Pic.2

充電レギュレータの正端子と負端子は、それぞれバッテリの正極と負極に接続されます。これらの電気接続は永続的なものであり、回路にいかなる種類のスイッチを入れても意味がありません。必要に応じて、この時点で太陽が輝いている場合、充電レギュレータはバッテリーに充電電流を供給します。

バッテリーがフル充電電流を必要としない場合 (これがほとんどの場合)、レギュレーターはバッテリーの充電を維持するために小さな電流を供給します。この供給電流の値は、レギュレータ回路内の電流制限抵抗 Rs の値によって決まります。この場合、22 オームのハーフワットカーボン抵抗器が Rs として適しています。

停電センサー

非常照明回路は停電センサーによって監視されています。図からもわかるように、センサーの動作原理は非常に単純です。 3.

ソーラー非常灯
Pic.3

交流電圧は変圧器 T1 を介して回路に印加され、主電源電圧が 6 V に下がります。その後、整流および平滑化された電圧がリレー RL1 の制御に使用されます。

ネットワークに AC 電圧がある限り、リレーはオンになります。電圧が消えるとすぐにリレーがオフになり、その電気接点がランプ供給回路を閉じ、非常照明が点灯します。主電源電圧が回復すると、デバイスは自動的に元の状態に戻り、次の停電まで準備が整います。

センサー回路には、制御要素と表示要素も含まれています。表示は、変圧器の 6 ボルト巻線に接続された長寿命の白熱電球によって提供されます。ライトはネットワーク内に電圧が存在することを示します。

ただし、バッテリーや非常照明の動作準備が整っているかどうかを示すことはできません。この目的のために、変圧器の出力端の XNUMX つのギャップに非ラッチ開放ボタンが配置されます。押すと回路が切れてリレーがオフになります。これにより、非常照明回路が作動します。ボタンを放すと回路は元の状態に戻ります。

ソーラー非常灯

停電センサーの設計

センサー回路は非常にシンプルなので、構造的にはどのような方法でも実装できます。プリント配線で作りたい方のために、原寸大の基板レイアウトを図に示します。 4. 部品の配置を図に示します。 5.

ソーラー非常灯
Pic.5

デザインに特別なことは何もありません。いつものように、極性を忘れないでください。取り付けが完了したら、ボードをプラスチックケースに入れます。

完成したデバイスをテストするには、ネットワークに接続します。リレーがトリガーされる瞬間に注目してください。その後、リレー接点を非常点灯回路に接続すれば作業は完了です。

著者：バイヤーズT。

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