Порушення у подачі електроенергії не тільки супроводжуються незручностями і погіршенням настрою, але і є явним джерелом небезпеки. Добре освітлені сходи, коридор або робоче простір при відключенні електроенергії можуть стати потенційними джерелами небезпеки. При різкому настанні темряви ймовірність падіння, а з ним і нещасного випадку, збільшується.

Щоб уникнути нещасних випадків можна встановити аварійну систему, яка забезпечить тимчасове освітлення зон, що представляють потенційну небезпеку при відключенні електроенергії. При наявності такого освітлення можна спокійно вийти з дому або здійснити необхідні ремонтні роботи, наприклад змінити перегоріли запобіжник.

Система аварійного освітлення покликана забезпечити світ при відмові основного джерела енергії. Робота системи заснована на використанні енергії, накопиченої в батареї акумуляторів, постійно підтримуваної в зарядженому стані. Блок-схема типової аварійної системи освітлення представлена ​​на рис. 1.

Рис. 1

Спеціальний датчик стежить за напругою в мережі змінного струму. Він містить реле, яке включає контур резервного освітлення при відключенні мережі змінного струму. Контур резервного освітлення складається з акумуляторної батареї та ліхтаря, з’єднаних послідовно з контактами реле, що грають роль двопозиційного вимикача.

Акумуляторна батарея є єдиним джерелом електроенергії при аварійному відключенні мережевого живлення, і, отже, вона завжди повинна знаходитися в зарядженому стані. Ось коли будуть потрібні фотоелектричні перетворювачі. Вони перетворять сонячну енергію в електрику і заряджають батарею.

Основу конструкції системи аварійного освітлення складає сонячна батарея. Для правильного вибору фотоелектричного генератора необхідно спочатку визначити два параметри: робоче напруга і струм споживання аварійного ліхтаря. Почнемо з визначення необхідної освітленості. Її повинно бути достатньо для освітлення робочої зони в будь-який момент часу. Зазвичай в аварійних системах використовується герметична лампа (прожектор), розрахована на напругу 12 В. Такий вибір обумовлений двома причинами.

По-перше, така лампа відповідає вимогам, що пред’являються до освітленості, володіючи достатньою яскравістю і надійністю. По-друге, для неї потрібне живлення від низьковольтного джерела. Більш того, простіше живити 12-вольтів лампу від однієї 12-вольтової батареї, ніж з’єднувати кілька батарей для харчування звичайної лампи розжарювання. Це дозволяє конструювати компактне і надійне пристрій.

Установка в будинку низьковольтної аварійної системи освітлення заподіє менше занепокоєння, ніж аналогічна система з живленням від мережі змінного струму напругою 110 В. Виходячи з правил експлуатації житлових приміщень, 110-вольта система обходиться ‘дорожче і після установки зазвичай вимагає прийому її відповідною інспекцією. Зовсім інша справа з низьковольтними системами, які досить безпечні при установці і експлуатації, а перевіряти їх роботу доводиться вкрай рідко. Крім того, низьковольтне аварійне освітлення не вимагає особливих заходів обережності в умовах підвищеної вологості (Дощі або бурі) і працювати з ним можна, не побоюючись поразки електрострумом.

Потужність, споживана системою, цілком залежить від типу використовуваної лампи. Була обрана автомобільна фара, так як вона створює достатню освітленість, а також дешева і завжди мається у продажу. Ця лампа споживає струм близько 2 А при напрузі 12 В.

Потім фара приєднується до батареї. Необхідна ємність батареї прямо пропорційна відрізку часу, наступаючого після відмови харчування. Зазвичай декількох хвилин більш ніж достатньо, щоб привести все в порядок. Вважають, що 1 год – найбільший час, яке коли-небудь може знадобитися для відновлення освітлення. З урахуванням всіх згаданих чинників була обрана свінцовокіслотная акумуляторна батарея ємністю 6 А-ч і напругою 12 В Вона буде давати енергію для освітлення кімнати протягом 2,5 год – більш ніж достатній час Подібні батареї зазвичай використовуються для електроживлення мотоциклів.

Зазвичай потрібно сонячна батарея напругою 12 В, що дає струм 1 А Такі батареї досить доступні, і тому можна відразу підібрати батарею необхідної потужності Іноді продаються набори з сонячних елементів, які дозволяють самостійно виготовити сонячну батарею.

Оскільки малоймовірно, щоб аварійне освітлення використовувалося щодня або навіть щотижня, то не залишається нічого іншого, як чекати, коли-небудь відбудеться. І якщо не регулювати струм, що надходить від фотоелектричних перетворювачів, можна перезарядити батарею. Ось відповідний випадок використовувати регулятор заряду, описаний в гл. 6.

Буде потрібно всього чотири з’єднання, щоб об’єднати сонячну батарею, регулятор заряду і акумуляторну батарею. Одним провідником слід з’єднати позитивний висновок сонячної батареї з позитивним входом регулятора заряду, як доведено на рис. 2. Негативний висновок сонячної батареї необхідно під’єднати до негативного входу регулятора.

Позитивний і негативний висновки регулятора заряду приєднуються до позитивного і негативного полюсів акумуляторної батареї відповідно. Ці електричні зв’язки постійні, і не має сенсу ставити в ланцюг небудь вимикач; при необхідності регулятор заряду підживлює батарею зарядним струмом за умови, що в цей час світить сонце.

Рис. 2

Коли батареї не потрібен повний зарядний струм (що буває найчастіше), регулятор видає невеликий струм, що підтримує батарею в зарядженому стані. Величина такого підживлює струму визначається величиною струмообмежувальні резистор Rs в схемі регулятора. Для даного випадку в якості Rs підійде полуваттний вуглецевий резистор величиною 22 Ом.

Контур аварійного освітлення контролюється за допомогою датчика, що реагує на відмову електроживлення. Принцип дії датчика досить простий, в чому легко переконатися з рис. 3.

Рис. 3

Змінна напруга подається на схему через трансформатор Т1, що знижує напругу мережі до 6 В. Потім випрямлена і згладжене напруга використовується для управління реле RL1.

Реле включено, поки в мережі є змінна напруга. Як тільки напруга пропадає, реле вимикається і його електричні контакти замикають контур живлення лампи, включаючи тим самим аварійне освітлення. При відновленні напруги мережі пристрій автоматично повертається в початковий стан і знаходиться в готовності до наступного відмови електроживлення.

У схему датчика включені також елементи контролю та індикації. Індикація здійснюється за допомогою лампочки розжарювання з великим терміном служби, підключеної до 6-вольтової обмотці трансформатора. Лампочка сигналізує про наявність напруги в мережі.

Але вона не може відображати готовність батареї або аварійного освітлення до роботи. З цією метою в розрив одного з вихідних кінців трансформатора поставлена ​​розмикається нефіксірующаяся кнопка. При натисканні на неї контур розривається і реле відключається. Це приводить в дію схему аварійного освітлення. При відпусканні кнопки схема повертається в початковий стан.

Схема датчика досить проста і, отже, конструктивно може бути виконана будь-яким способом. Для бажаючих виготовити її із застосуванням друкованого монтажу розведення плати в натуральну величину представлена ​​на рис. 4. Розміщення деталей представлено на рис. 5.

Рис. 4

Рис. 5

Нічого особливого в конструкції немає; як зазвичай, не слід забувати про дотримання полярності. Після закінчення монтажу необхідно помістити плату в пластмасовий корпус. Для випробування готового приладу він підключається до мережі. Відзначте момент спрацювання реле. Після цього підключіть контакти реле в контур аварійного освітлення, і робота закінчена!

   Список деталей

Ст – конденсатор 220 мкФ, 16 В

D1 – діод 1N4001

L1 – 6-вольта лампочка (Radio Shack 272-1140)

RL1 – реле (Radio Shack 275-246)

SW1-нормально замкнута, нефіксірующаяся кнопка

Т1 – трансформатор 220/6, 3 (Radio Shack 273-1384)

Акумуляторна батарея 12 В, 6 А-ч

Регулятор заряду (див. текст) Сонячна батарея – 12 В, 1 А

Герметична автомобільна фара – 12 В

Література: Байєрс Т. 20 конструкцій з сонячними елементами: Пер. з англ. – М.: Мир, 1988 рік.