Солнечные батареи: все про альтернативный источник энергии —. Зарядное устройство на солнечных батареях: как сделать своими руками

 

Как работают зарядки на солнечных батареях?

Сейчас многие производители аксессуаров для смартфонов перешли на новую стезю — создание портативных зарядных устройств на солнечных батареях. Возникает логичный вопрос — действительно ли портативного устройства с небольшой солнечной панелью достаточно для зарядки смартфона в дороге? Если портативное зарядное устройство на солнечной энергии действительно работает должным образом, то такое изделие будет полезно многим.

Принцип работы

Солнечное зарядное устройство полностью автономно и не требует подключения к розетке. Это означает, что данный прибор можно использовать вдали от городов, где нет электросети. Для зарядки мобильного устройства необходимо подключить его к зарядке с помощью кабеля с подходящим адаптером. Затем выйдите на открытое место и позвольте солнечным лучам падать на панель. Когда солнечный свет достигает панели, из-за фотоэлектрического эффекта генерируется электрический ток. Заряжается аккумулятор прибора, затем сам гаджет.

Помимо панели с фотоэлементом, в состав зарядки входят:

• набор интерфейсов;
• аккумулятор;
• панель управления.

В большинстве случаев эти зарядные устройства имеют несколько литиевых аккумуляторных батарей 18650 с номинальным напряжением 3,7 вольт. При использовании их по отдельности этого недостаточно даже для зарядки телефона. Поэтому компоненты подключаются последовательно и параллельно для достижения необходимого напряжения и выходной мощности.

В случае с портами очень важно знать зарядный ток в них при выборе устройств. Возможные значения:

• Для зарядки ноутбука используются 2,5-3 ампера.
• Для планшетов используется 2 ампера.
• 1 ампер необходим для зарядки мобильных телефонов, плееров и часов.

Обычно производители дополняют солнечные зарядные устройства разного рода переходниками для зарядки различных гаджетов.

Разновидности

Существует несколько типов сотовых солнечных элементов, которые производятся в том или ином варианте реализации, конструкции или дизайне. Они подразделяются на три категории:

• Маломощные. Есть возможность передавать небольшую порцию ватт. Они используются для зарядки смартфонов, КПК или других гаджетов, которые не потребляют много энергии. Их основная отличительная черта — небольшая площадь фотоэлементов.
• Солнечные панели фотоэлементов. Предоставляет компоненты для сборки более совершенных типов комплектов — подключения одного устройства к другому, прямой зарядки и т. д.
• Универсальные. Используются для зарядки различных устройств. Самый популярный выбор среди туристов, любителей пеших прогулок или людей, которые по работе часто находятся вдали от источников питания.

Независимо от внешних отличий, общие принципы работы всех данных портативных устройств одинаковы. Единственная разница заключается в силе и количестве оптоэлектронных компонентов и связанных узлов.

Правила выбора

Выбор типа и мощности портативной заряжающей системы на солнечных батареях зависит от решаемых задач. Для зарядки ноутбука, планшета, эхолота и других средних устройств вам понадобится следующий набор параметров:

• Выходной ток не менее 2,5 ампер.
• Возможность панелей складываться, и вес не более 2 кг.

Для зарядки телефона в устройстве должны быть следующие параметры:

• Выходной ток составляет 0,5–1,0 ампер, ёмкость — 2000–3000 мА. Мобильный телефон в этом случае полностью заряжается за 1–1,5 часа.
• Небольшой размер и небольшой вес (около 0,3 кг). Необходимо, чтобы аккумулятор можно было положить даже в карман.

Аккумулятор для бытовой техники должен обеспечивать полноценное электроснабжение дачного дома напряжением 220 В и действовать как источник бесперебойного питания.

Портативная зарядка на солнечных батареях — то, что должно находиться в кармане/сумке у любителя долгих прогулок, походов и т. д. Для зарядки солнечных батарей можно использовать любой источник света. Другой момент — достаточно ли будет блока питания для удовлетворения ваших потребностей. Поэтому перед покупкой настоятельно рекомендуется проконсультироваться со специалистом.

Зарядное устройство на солнечных батареях: принципы работы + мастер-класс по изготовлению

Использование солнечного света для зарядки аккумуляторов давно перестало быть сюжетом для фантастических книг и эффективно используется в современном мире. При помощи зарядного устройства на базе солнечных батарей можно легко зарядить MP3-плееры, ноутбуки, сотовые телефоны и смартфоны, что может быть очень кстати в ситуациях внезапного отключения электричества или нахождения вдали от источников электрического питания.

Зарядное устройство на солнечных батареях очень легко в использовании: достаточно расположить его под прямым солнечным светом и подсоединить гаджет и портативное устройство произведёт зарядку.

Принцип работы

Принцип работы его достаточно прост: солнечный свет попадает на специальную панель, которая поглощает его, после чего энергия перерабатывается устройством в электрический ток и подаётся на встроенный источник питания.

Подобные устройства отличаются рядом преимуществ: они бесшумны, безопасны для окружающей среды, долговечны, не требуют топлива и вырабатывают электроэнергию бесплатно.

Разновидности

Если вы решили купить внешнее зарядное устройство на солнечных батареях, для начала стоит определиться, где вы планируете его применять.

1. Зарядка мобильных телефонов, смартфонов и других карманных устройств. Для подзарядки телефона в случае форс-мажора вам будет достаточно самого миниатюрного зарядного устройства, однако если вы желаете использовать вдали от цивилизации все возможности своих мобильных устройств, тогда следует выбрать зарядку с более высокой ёмкостью аккумулятора.
2. Зарядка ноутбуков или планшетов. Для планшетов с исходящим напряжением 5 В также подойдёт практически любое устройство, а вот с прожорливыми ноутбуками сложнее – покупая зарядку, нужно убедиться, что выходное напряжение не ниже напряжения вашего ноутбука. Вместе с этим зарядка будет способна восстановить энергию смартфона, камеры и пр.
3. Зарядные устройства для дачных участков и кемпингов. Наиболее мощные из зарядных устройств со встроенными розетками переменного тока, в которые можно включать бытовую или медицинскую технику.

Также зарядки бывают с аккумулятором и без него. При наличии аккумулятора преобразуемая солнечная энергия заряжает его, после чего он заряжает ваши гаджеты. При его отсутствии солнечные лучи, преобразуясь, напрямую заряжают технику.

Критерии выбора

Итак, вам необходимо зарядное устройство на солнечных батареях – как выбрать оптимальный в соотношении цены и качества вариант?

Для этого необходимо следовать простой инструкции:

1. Изучите технические характеристики зарядного устройства и сравните их с параметрами гаджетов, которые вы собираетесь заряжать.
2. Проверьте совместимость разъёмов зарядного устройства и подсоединяемых приборов, а также наличие дополнительных штекеров и переходников.
3. Изучите дополнительные функции и выберите подходящие. Многие модели оборудованы встроенным фонариком, выпускаются устройства с функцией Bluetooth и даже с радиоприёмником.
4. Оцените компактность конструкции, вес и удобство в использовании и переноске.
5. Определитесь с выбором внешнего вида и дизайна устройства. Также существуют разнообразные варианты исполнения основанных на работе солнечных батарей зарядок: в жёстком корпусе, гибкие, антиударные, влагонепроницаемые, а также устройства с буферным аккумулятором.
6. Выберите подходящее по цене. Стоит учитывать, что главным ценообразующим фактором является мощность устройства.

Важные моменты использования

При использовании зарядного устройства на солнечных батареях следует знать несколько моментов, которые помогут максимально использовать возможности вашего устройства и продлят срок эксплуатации.

На производительность солнечной батареи могут повлиять такие факторы как:

1. Площадь панели. При большей площади энергии вырабатывается, соответственно, больше.
2. Тип ячеек. Наиболее высокой производительностью отличаются полисиликоновые и монокристаллические элементы.
3. Облачность увеличивает время накопления энергии в аккумуляторе.
4. Если панель неправильно расположить по отношению к солнцу, это тоже может существенно понизить скорость. Выбрать наиболее удачное место для расположения панели можно с помощью миниатюрного индикатора интенсивности света, при его отсутствии действует общее правило: вертикальное расположение панели удачнее, чем горизонтальное.
5. Для постоянной подзарядки нужного устройства вы можете закрепить зарядник на рюкзак. Но не стоит забывать, что работать он будет только под прямым солнцем на открытых площадках – в лесной чаще толку от него не будет.
6. Время зарядки подключенного гаджета определяется выходной мощностью аккумулятора.
7. Время заряда с помощью фотоэлемента меньше, чем при использовании обычной зарядки от электрической сети.
8. При использовании зарядного устройства на базе солнечных батарей следует контролировать температуру: его нежелательно перегревать — в слишком жаркий день зарядник желательно периодически убирать в тень. Также слишком высокий (или низкий) уровень температуры способен значительно уменьшить ёмкость аккумулятора.
9. При хранении желательно время от времени подзаряжать аккумулятор во избежание увеличения коэффициента статического разряжения.
10. Перед тем, как начинать использовать зарядник, рекомендуется 2-3 раза провести тренировочный цикл (полностью зарядить — полностью разрядить).

Как сделать своими руками

Некоторые предпочитают альтернативный вариант, такой как сделать зарядку из солнечной батареи самостоятельно, тем более что это не так сложно, не затратно и интересно.

Инструменты

Чтобы сделать зарядное устройство на солнечных батареях своими руками, понадобятся инструменты:

• пинцет;
• плоскогубцы;
• клеевой пистолет;
• паяльная лампа;
• нож.

Материалы

А также приготовьте следующие материалы:

• панель солнечной батареи на 5 В или больше;
• литий-ионный аккумулятор на 3,7 В;
• схема контроля заряда аккумулятора;
• повышающая схема постоянного тока (USB);
• два разъёма 2,5 мм – один с креплением к панели, второй с проводом;
• диод 1N4001;
• провод.

И вспомогательные материалы для конструкции: изоляционная лента, термоусадочные трубки (желательно), двухсторонняя пенолента, припой, коробка (жестяная или любая подходящая).

Этапы работы

Приготовив всё необходимое, можно начинать изготавливать зарядное устройство на солнечной батарее своими руками.

Этапы изготовления следующие:

1. Присоединение провода.
2. Подготовка отверстий для разъёмов в корпусе.
3. Подключение контроллера заряда.
4. Подключение аккумулятора и USB схемы.
5. Тщательная изоляция проводов.
6. Размещение электронных компонентов в корпусе.

Если вы сделали зарядное от солнечной батареи своими руками, вы знаете, что заряжается оно также от солнечного света или через мини порт USB. В процессе зарядки светодиод должен гореть красным цветом, по окончании – синим.

Теперь вы можете не только выбрать оптимальный вариант зарядки, но и знаете, как из солнечной батареи сделать зарядное устройство, которое поможет вам сэкономить электричество и не остаться без связи и прочих удобства современной техники в экстремальных ситуациях, да и просто на отдыхе.

Видео

Подробнее изучить этапы изготовления зарядки аккумулятора от солнечной батареи своими руками вы можете, ознакомившись с нашим видео.

Зарядка телефона в походных условиях с помощью солнца

Смартфоны в наше время объединяют в себе не только телефон и центр отправки сообщений, но и компас, фото- и видеокамеру, развлекательный комплекс, социальную сеть и… фонарик. Человек привык этим пользоваться каждый день (ну, кроме, возможно, фонарика и компаса) и не хочет лишаться функций смартфона даже в походе. Однако как быть с тем фактом, что этот девайс нужно заряжать каждый день? Где взять электричество? В лесу или поле ведь нет розетки. На помощь приходит альтернативная энергетика. И самое простое и элегантное решение – солнечное зарядное устройство. Однако, как правильно выбрать «зарядку», чтоб и полученной за день энергии хватило для электронного друга, и не тащить с собой лишние килограммы? Попробуем разобраться в этом, ответит для себя на несколько вопросов.

1. Сколько энергии нужно?

Для этого обратимся к производителю смартфона (читай «сходим в Интернет») за характеристиками аккумулятора. Допустим, у нас iPhone 4S. Зная ёмкость аккумулятора (1420мАч) и его напряжение (3,7В) легко узнаем необходимое для работы количество энергии: 5,25Вт-часа. При этом при заряде используется «вхолостую» порядка 20% от передаваемой энергии. Значит, для полной зарядки гаджета нам необходимо 6,3 ватта чистыми.

2. Как заряжать смартфон – напрямую или через powerbank?

Заряжая напрямую от солнечной батареи можно, однако не всегда удобно. Нужно, чтобы телефон был постоянно подключён к панели, а это вызывает определённый дискомфорт в виде проводов (за которыми тоже нужно следить). Более простой способ – это зарядка внешнего аккумулятора, лежащего в удобном месте в рюкзаке (как вариант – чехла-аккумулятора) с последующей передачей энергии смартфону. Возможно, на привале. Возможно, ночью.

Однако пауэрбанк также имеет свой КПД и для полноценной зарядки аккумулятора смартфона через него нужно будет добавить порядка 50% от первоначальной требуемой мощности. Итого, получаем необходимые нам 7,8Вт.

И всё-таки наш выбор – зарядка пауэрбанка, как наиболее удобная, не сковывающая движений туриста.

3. Какая солнечная панель необходима?

Найти солнечную панель с выходным напряжением 5В для зарядки смартфона или внешнего аккумулятора сейчас не проблема. Для полноценной и правильной зарядки необходимо правильно выбрать (рассчитать) мощность.

Пример. Солнечная панель с выходным напряжением 5В и током 360мА (мощность 1,8Вт) имеет размеры 20х20см (площадь солнечных ячеек – 0,036 квадратных метра). В средней полосе России за сутки летом на 1 квадратный метр приходит примерно 3,78кВт солнечного излучения (при условии, что панель будет находиться под углом 70-80 градусов относительно перпендикуляра к земле, имитирующем ношение на рюкзаке или в установленном положении на привале). При КПД ячейки в среднем в 12%, наша панель сможет за сутки выработать около… 16 ватт-часов электроэнергии. ЗА СУТКИ. Для того, чтобы зарядить наш аккумулятор за три-четыре часа нахождения солнечной панели на солнце, нам понадобилось бы как минимум две подобные панели.

Вывод

Лучше не поскупиться и купить солнечную зарядку (солнечная панель и внешний аккумулятор) мощностью 10-20Вт. Аккумулятор лучше иметь «отстёгиваемый», не прикреплённый к солнечной панели физически. Это нужно для того, чтобы можно было хранить его отдельно, так как при нагревании пауэрбанка его характеристики ухудшаются, а от чрезмерного перегрева он может взорваться.

Приятных походов и хороших фотографий!

УПД: Коллеги, благодарю Вас за комментарии, делающие публикацию более стройной, чёткой и полезной. Буду стараться оперативно отвечать или поправлять информацию, в которой найдены неточности.

УПД2: а вот и выпуск подкаста Солар-Ньюс про iPhone Х с солнечной батареей:

Источник https://astera.ru/articles/kak-rabotayut-zaryadki-na-solnechnyh-batareyah/

Источник https://solar-energ.ru/zaryadnoe-ustrojstvo-na-solnechnyh-batareyah-printsipy-raboty-master-klass-po-izgotovleniyu.html

Источник https://habr.com/ru/post/374937/