DE202005013699U1 - Solar-Außenleuchte - Google Patents

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Abstract

Solar-Außenleuchte (10), umfassend wenigstens ein Fotovoltaikelement (12), einen elektrischen Energiespeicher (16), einen Helligkeitssensor (20) zur Lieferung eines Schaltsignals bei geringer Umgebungshelligkeit sowie wenigstens ein Leuchtmittel (18), gekennzeichnet durch ein Schaltmittel (22) zur Beaufschlagung des Leuchtmittels (18) mit unterschiedlichen elektrischen Spannungs- und/oder Stromwerten zur Erzeugung unterschiedlicher Abstrahlungsintensitäten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Solar-Außenleuchte, umfassend wenigstens ein Fotovoltaikelement, einen elektrischen Energiespeicher, einen Helligkeitssensor zur Lieferung eines Schaltsignals bei geringer Umgebungshelligkeit sowie wenigstens ein Leuchtmittel.
  • Stand der Technik
  • Solarleuchten als automatisch einschaltende Außenlampen bzw. als Gartenbeleuchtungen oder dergleichen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Üblicherweise weisen die Leuchten eine Fotovoltaikeinheit zur Umwandlung von solarer Strahlungsenergie in elektrische Energie relativ geringer Spannung, einen Akkumulator zur Speicherung der elektrischen Energie sowie eine Glühlampe zur Lichtabstrahlung in der Dunkelheit auf. Die Solarleuchten weisen sinnvollerweise auch ein Fotoelement auf, das für eine automatische Einschaltung der Leuchte bei einem bestimmten Helligkeitsgrad und einem Abschalten bei Überschreiten einer Umgebungshelligkeit über einen voreingestellten Helligkeitswert sorgen kann. Derartige Solarleuchten lassen sich bspw. hängend an einer Außenwand befestigen oder sie weisen einen Endnagel oder dergleichen auf, um sie in das Erdreich stecken zu können.
  • Die üblicherweise verwendeten Glühlampen weisen einen Energieverbrauch auf, der eine nur begrenzte Leuchtdauer zulässt, die üblicherweise nicht die gesamten Nachtstunden ausmacht. Zu Beginn der Akkuentladezeit ist die Helligkeit der Glühlampe normalerweise größer als bei fast vollständig entladenem Akkumulator, was in manchen Einsatzverhältnissen stört. Aus diesem Grund sind auch Solar-Außenleuchten bekannt geworden, die anstelle einer herkömmlichen Glühlampe eine LED als Leuchtmittel aufweisen. Nachteilig hierbei ist jedoch die nur begrenzte Helligkeit sowie die relativ ungünstige Lichtfarbe, da das abgestrahlte Licht bei den meisten Leuchtdioden eher gelblich als weiß ist.
  • Aufgabenstellung
  • Ein vorrangiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine Solar-Außenleuchte zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Insbesondere soll eine Solar-Außenleuchte zur Verfügung gestellt werden, die eine variable Helligkeitsanpassung ermöglicht.
  • Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Eine Solaraußenleuchte mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs umfasst ein Fotovoltaikelement zur Wandlung von solarer Strahlungsenergie in elektrische Energie, ein Akkumulatorelement zur Speicherung dieser elektrischen Energie sowie wenigstens ein Leuchtelement zur Wandlung der elektrischen Energie in sichtbare Strahlungsenergie. Ein Helligkeitssensor in Form eines Fotoelements kann vorhanden sein, das für eine automatische Einschaltung während der Dunkelheit und für eine automatische Abschaltung bei beginnender Helligkeit sorgt. Eine derartige Solar-Außenleuchte ist in erfindungsgemäßer Weise durch eine Schaltmöglichkeit ergänzt, die eine Umschaltung zwischen mindestens zwei Helligkeitsstufen des Leuchtelements bzw. Leuchtmittels bzw. das mehrere Leuchtmittel aufweist, die gestaffelt aktiviert werden können. Auf diese Weise ist eine variable Helligkeitssteuerung ermöglicht, die bspw. ein Lesen bei höchster Helligkeitsstufe erlaubt und die bei niedrigster Helligkeitsstufe lediglich ein schwächeres Leuchten erzeugt, das für eine gedämpfte Lichtabstrahlung sorgt.
  • Die variable Helligkeitsanpassung kann bspw. dergestalt erfolgen, dass zwei oder mehr Leuchtmittel, bspw. in Form von Leuchtdioden oder dergleichen vorgesehen sind, die variabel eingeschaltet werden können. Wahlweise ist auch eine Umschaltung zwischen verschiedenen Helligkeitsstufen durch variable Strombeaufschlagung des Leuchtmittels möglich. In einer einfachsten und damit kostengünstigsten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Leuchtdioden sowie ein Umschalter vorgesehen, der insgesamt drei Schaltstellungen aufweist. In einer ersten Schaltstellung sind die Leuchtdioden abgeschaltet. In einer zweiten Schaltstellung erfolgt eine automatische Einschaltung nur einer der beiden Leuchtdioden bei abnehmender Umgebungshelligkeit. In einer dritten Schaltstellung sind die beiden Leuchtdioden parallel geschaltet, so dass sie bei abnehmender Umgebungshelligkeit gleichzeitig eingeschaltet werden und mit insgesamt höherer Strahlungsintensität leuchten. Als Leuchtdioden können insbesondere sog. „superhelle" LEDs verwendet werden, die eine relativ hohe Lichtausbeute ermöglichen und die weitestgehend nur weißes Licht abstrahlen, so dass sich eine vorteilhafte optische Wirkung erzielen lässt.
  • Eine weitere Ausführungsform sieht eine kontinuierliche Steuerbarkeit der Strombeaufschlagung des einen Leuchtmittels bzw. der mehreren Leuchtmittel vor, so dass eine kontinuierliche und feinfühlige Steuerung der Strahlungsintensität des Leuchtmittels ermöglicht ist.
  • Ausführungsbeispiel
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel ist lediglich beispielhaft zu verstehen und schränkt die erfinderische Lehre in keiner Weise ein.
  • 1 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solar-Außenleuchte.
  • 2 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solar-Außenleuchte.
  • 3 zeigt eine Solar-Außenleuchte in schematischer und perspektivischer Darstellung.
  • Gleiche Teile in den 1 bis 3 sind grundsätzlich mit gleichem Bezugszeichen versehen, so dass sich teilweise eine mehrfache Erläuterung des Gezeigten erübrigt.
  • Die schematische Darstellung der 1 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer ersten Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Solar-Außenleuchte 10, die ein Fotovoltaikelement 12 zur Umwandlung von Sonnenlicht 14 in elektrische Energie, einen elektrischen Akkumulator 16 zur Speicherung dieser elektrischen Energie sowie ein Leuchtmittel 18 zur Lichtabstrahlung aufweist. Ein Helligkeitssensor 20 bzw. eine Fotozelle kann in Abhängigkeit von der eingestrahlten Lichtmenge ein Schaltelement 22 betätigen und somit zur Ein- und Ausschaltung des Leuchtmittels 18 bei wechseln der Umgebungshelligkeit dienen, so dass während der Dunkelheit das Leuchtmittel 18 selbstständig eingeschaltet wird, während es bei beginnender Helligkeit wieder abgeschaltet wird, sofern der Akkumulator 16 nicht ohnehin bereits entladen ist.
  • Ein Steuerelement 24 ermöglicht eine variable Regulierung der Abstrahlintensität des wenigstens einen Leuchtmittels 18, das bspw. durch Beaufschlagung mit unterschiedlichen Vorwiderständen oder durch eine Strombegrenzung in seiner Leistungsaufnahme variabel beaufschlagt werden kann, so dass sich unterschiedliche Abstrahlhelligkeiten des Leuchtmittels 18 ergeben. Auf diese Weise ist eine individuelle Anpassung an die Umgebungsbedingungen oder an die individuellen Wünsche des Benutzers möglich. Dieser kann bspw. zur Erzeugung einer Helligkeit, die zum Lesen ausreicht, das Leuchtmittel 18 in seine höchste Strahlungsstufe schalten, während bei einem Leuchtmodus, der lediglich ein gedämpftes Licht erzeugen soll, eine niedrigere Strahlungsintensität eingeschaltet werden kann.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 1 ist eine stufenlose Helligkeitssteuerung des Leuchtmittels 18 – dies kann bspw. eine herkömmliche Glühlampe oder eine LED o. dgl. sein – mittels eines Wählschalters am Steuerelement 24 ermöglicht.
  • Während der Tagesstunden, bei denen das Leuchtmittel 18 abgeschaltet ist, erfolgt mittels der Fotovoltaikelemente 12 eine Nachladung der Akkumulatoren 16, so dass die Beleuchtung völlig autonom und automatisch arbeiten kann. Bei ausreichender Umgebungshelligkeit wird der Akku 16 über das Fotovoltaikelement 12 mit elektrischer Energie geladen, während bei abnehmender Umgebungshelligkeit der Akku 16 von der Fotozelle 20 aktiviert und zur Versorgung der Lichtquelle 18 eingesetzt wird. Eine weitere Energiezufuhr von außen ist nicht notwendig.
  • Die schematische Darstellung der 2 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solar-Außenleuchte 10, bei der als Leuchtmittel 18 zwei Leuchtdioden 26 und 28 verwendet werden, die vorzugsweise in der Lage sind, relativ helles Licht abzustrahlen. Die Leuchtdioden 26 und 28 strahlen vorzugsweise Licht in weißer Farbe ab, so dass sich der Eindruck ähnlich einer herkömmlichen Glühlampe ergibt. Durch variable Umschaltung eines Schalters 30 im Schaltelement 22 können insgesamt drei Schaltstellungen „AUS", „eine LED EIN" und „zwei LED EIN" realisiert werden. Bei der Schaltstellung „AUS" bleiben die LED 26, 28 auch bei geringer Umgebungshelligkeit abgeschaltet. Bei der zweiten Schaltstellung „eine LED EIN" wird nur eine der beiden LED 26, 28 bei Dunkelheit automatisch eingeschaltet. Es kann bspw. nur eine der Leuchtdioden 26, 28 mit Spannung beaufschlagt werden, so dass sich eher der Eindruck einer Positionslampe ergibt. Wahlweise kann mittels der Schaltstellung „zwei LED EIN" die zweite der beiden Leuchtdioden 26, 28 hinzugeschaltet werden, so dass ein helleres Licht abgestrahlt wird, das ggf. auch eine Umgebungsbeleuchtung ermöglicht, so dass der Benutzer ggf. sogar während der Dunkelheit lesen kann. Der übrige Aufbau der Schaltung entsprechend 2 entspricht weitgehend dem der ersten Ausführungsvariante gemäß 1.
  • Die schematische Darstellung der 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Solar-Außenleuchte 10, die mittels eines Erdnagels 32 in den Boden eingeschoben werden kann und an ihrer Oberseite ein Fotovoltaikelement 12 sowie eine Fotozelle 20 aufweist. An einer Unterseite des Deckels 34 kann bspw. ein Schiebeschalter 30 oder dergleichen vorgesehen sein, der die unterschiedlichen Betriebsmodi der Lampe 10 schalten oder mit dem diese ggf. auch abgeschaltet werden kann. Hinter einem transparenten Schirm 36 aus Kunststoff- oder Mineralglas befinden sich die beiden Leuchtdioden 26 und 28, die mittels des Schiebeschalters 30 des Schaltelements 22 manuell und/oder mittels der Fotozelle 20 automatisch geschaltet werden können.
  • Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten und Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
  • 10
    Solar-Außenleuchte
    12
    Fotovoltaikelement
    14
    Sonnenlicht
    16
    Akkumulator
    18
    Leuchtmittel
    20
    Helligkeitssensor, Fotozelle
    22
    Schaltelement
    24
    Steuerelement
    26
    Leuchtdiode
    28
    Leuchtdiode
    30
    Schalter
    32
    Erdnagel
    34
    Deckel
    36
    transparenter Schirm

Claims (6)

  1. Solar-Außenleuchte (10), umfassend wenigstens ein Fotovoltaikelement (12), einen elektrischen Energiespeicher (16), einen Helligkeitssensor (20) zur Lieferung eines Schaltsignals bei geringer Umgebungshelligkeit sowie wenigstens ein Leuchtmittel (18), gekennzeichnet durch ein Schaltmittel (22) zur Beaufschlagung des Leuchtmittels (18) mit unterschiedlichen elektrischen Spannungs- und/oder Stromwerten zur Erzeugung unterschiedlicher Abstrahlungsintensitäten.
  2. Solar-Außenleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Leuchtmittel (18) mit wenigstens zwei unterschiedlichen Spannungs- und/oder Stromwerten beaufschlagbar ist.
  3. Solar-Außenleuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Leuchtmittel (18) vorgesehen sind, die variabel ein- und ausschaltbar sind.
  4. Solar-Außenleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (18) Leuchtdioden (26, 28) sind, die mittels eines Schalters (30) wahlweise ein- und ausschaltbar sind.
  5. Solar-Außenleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtdioden (26, 28) vorwiegend weißes Licht abstrahlen.
  6. Solar-Außenleuchte nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalter (30) mit mindestens drei Schaltstellungen (Aus, eine LED Ein, zwei LED Ein) vorgesehen ist.
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