Как работают зарядки на солнечных батареях?

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.

Зарядка для телефона на солнечных батареях: критерии выбора, обзор моделей, мастер-класс по изготовлению

В настоящее время зарядное устройство для телефона на солнечных батареях не пользуется большим спросом. Но вполне возможно, что уже в ближайшем будущем метод преобразования солнечной энергии в электрический ток и его дальнейшее использование для подзарядки электронных устройств, станет неотъемлемой частью быта.

Из чего состоит

Зарядное устройство от солнечной батареи для мобильного состоит из нескольких небольших фотоэлементов, отвечающих за непосредственное преобразование получаемой солнечной энергии в электрический ток. Развитие прогресса и солнечных батарей дошло до той стадии, в которой существует возможность зарядки не только телефона, планшета или нетбука, но и ноутбука или аккумуляторного устройства с напряжением в 12 В.

Существует два типа солнечных зарядных устройств – с аккумулятором и без него. Конструкция зарядки с аккумулятором включает в себя такие элементы: солнечную панель, вмонтированный аккумулятор, устройство контроля за зарядом и разрядом, преобразователи, обладающие резиновым или металлическим корпусом.

Конструкция без аккумулятора включает в себя те же самые компоненты за исключением вмонтированного аккумулятора, а корпус преобразователя покрыт водонепроницаемым материалом.

Принцип действия солнечной батареи

Как работает солнечная батарея для телефона? Это простейший источник питания. Принцип работы заключается в следующем: у зарядного устройства имеется лицевая панель, на которую крепится непосредственно фотоэлемент, отвечающий за сбор солнечной энергии. Этот же фотоэлемент и преобразовывает получаемую энергию солнца в электрический ток.

При наличии вмонтированного аккумулятора у зарядного устройства заряжаться будет и он. Такие аккумуляторы хороши тем, что их можно использовать в качестве зарядного устройства в ночное время.

Технические характеристики

Список параметров, которыми обладает солнечное зарядное устройство:

• Литиевый аккумулятор, емкость которого равна 2600 mA.
• Напряжение на входе равно 5 V, а ток равен 1000 mA.
• Напряжение на выходе равно 5,5 V.
• Мощность зарядки равна 0,4 W.
• Физический вес зарядки около 200 г.
• Цвет зарядного устройства всегда черный, чтобы лучше притягивать солнечную энергию.
• К комплекту зарядки обычно прилагается USB кабель и большое количество переходников, для зарядки разных моделей телефонов.

Положительные и отрицательные стороны зарядки

Наиболее выделяющимся преимуществом солнечного зарядного устройства, является отсутствие зависимости пользователя гаджета от розетки с электричеством. Эта положительная сторона перекрывает те несколько отрицательных моментов, которые имеются у этого устройства.

Недостатков у такового зарядного устройства два:

• Первый минус – это довольно большие размеры зарядного устройства. Минимальные объемы зарядки – 13х8х1 см. Эти параметры превышают размер практически любого смартфона. Однако объясняется это тем, что таковы минимальные размеры фотоэлемента.
• Второй минус – это пасмурная и дождливая погода, а также ночное время суток, когда зарядить гаджет от солнца не получится. Поэтому приходится иметь встроенный аккумулятор в любом случае.

Рекомендации по выбору

Первое, на что необходимо обращать внимание при покупке зарядного устройства – это его выходные характеристики. Они должны соответствовать характеристикам, заряжаемых гаджетов. В противном случае устройство будет бесполезно.

Второй очень важный момент – это наличие вмонтированного аккумулятора. Он будет являться дополнительным источником питания, а также будет поддерживать работу устройства в пасмурные дни, темное время суток вместо солнечной зарядки.

Дополнительными критериями по выбору будут индивидуальные особенности использования гаджета в будущем. Если планируется брать устройство в поход, то необходимо приобретать мощное зарядное, которое способно накапливать большое количество энергии. При таких условиях эксплуатации встроенный аккумулятор обязателен.

Обзор популярных моделей

Таковых солнечных зарядок существует достаточно много, но лишь несколько из них заслуживают внимания и пользуются спросом.

Solar-Charger P1100F-2600

Характеристики этого зарядного устройства позволяют ему заряжать не только телефоны, но и цифровые камеры и еще несколько видов приборов. В комплектации данной модели состоит литий-ионный аккумулятор с емкостью в 2600 mA. А также обладает устройством контроля за зарядом. Вся зарядка обладает сравнительно малыми габаритами и малым весом. Очень удобен для прогулок загородом.

PETC S09

Зарядное устройство, которое относится к более простым и дешевым маркам и выпускается китайским производителем. Максимальное напряжение на выходе 5,5 V, а емкость аккумулятора до 600 mA. Рассчитан на работу только с телефонными устройствами.

PETC S08-2,6

Не имеет никаких принципиальных различий с другими моделями своей марки за исключением того, что эта модель выпускается без аккумулятора. Следовательно, использоваться может только в светлое время суток, а также в температурных условиях не выше, чем +60 °C.

Делаем своими руками

Ниже мы рассмотрим, как сделать солнечную батарею для зарядки телефона.

Что будем собирать

Технические параметры и конструкционные составляющие для зарядного устройства следующие:

• Выходная мощность – 20 Ватт.
• Конструкционные составляющие: две панели с характеристиками 12 V-10W. Габариты 30х35 см, а в разложенном виде 35х60 см.
• Стабильное выходное напряжение 14 V – 20 W.
• Еще одним элементом зарядки будет встроенный аккумулятор с характеристиками – 14,8 V – 4,3 А-ч. Данных параметров хватит для работы ноутбука.
• Выходы USD, каждый из которых обладает параметрами 5V – 4,3 А-ч.

Необходимые материалы

Солнечную панель для зарядки телефона своими руками необходимо взять в количестве двух штук.

Если материальные возможности поджимают – это могут быть панели китайских производителей, они намного дешевле;

1. Если зарядка создается в виде книги, то нужна петля для соединения панелей.
2. Необходимы USB-гнезда.
3. Яркие диоды в количестве двух штук. Необходимы для световой индикации зарядки устройства.

Этапы сборки зарядки

Собирается устройство довольно просто:

• Необходимо соединить фотоэлементы между собой, а после закрепить их на какой-либо жесткой подставке.
• После этого необходимо припаять кабель с двумя жилами к выходу солнечных батарей, а другой конец к зарядному кабелю от устройства.
• Для того чтобы уберечь зарядку от обратного процесса припаивается диод Шоттка на плюсовую клемму солнечной панели.
• Далее идет припаивание аккумулятора. Осуществлять спайку необходимо с одноименными солнечными клеммами.

Как пользоваться

Перед первым использованием устройства необходимо зарядить встроенный аккумулятор (если он есть) от сети. После полной зарядки можно начинать эксплуатацию гаджета с его подпиткой электроэнергии от аккумулятора.

Когда заряд иссякнет, солнечная батарея помещается под солнечные лучи и накапливает весь потраченный заряд за определенный период. Время зарядки зависит от характеристик аккумулятора и площади фотоэлемента.

Видео

Подробный мастер-класс по изготовлению зарядного устройства вы найдете в нашем 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/zaryadka-dlya-telefona-na-solnechnyh-batareyah-kriterii-vybora-obzor-modelej-master-klass-po-izgotovleniyu.html

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