Ładowarka baterii słonecznych: urządzenie i zasada działania ładowania słonecznego

Coraz więcej koneserów aktywnego wypoczynku woli spędzać wakacje i weekendy bliżej dziewiczej przyrody.Jednak współczesnemu człowiekowi trudno odmówić dobrodziejstw cywilizacji – kto z nas nie zabiera w podróż telefonu komórkowego, laptopa czy aparatu fotograficznego?

Jeśli jednak masz w bagażu ładowarkę zasilaną energią słoneczną, problem z zasilaniem Twoich urządzeń zostanie rozwiązany. Pozostaje tylko dowiedzieć się, jak wybrać odpowiednie urządzenie. Prezentowany przez nas artykuł będzie skuteczną pomocą w wyjaśnieniu wszelkich kwestii.

Co to jest ładowanie energią słoneczną?

Ładowarki te są w stanie przekształcić energię słoneczną w stały prąd elektryczny. Mogą współpracować z różnymi modelami nawigatorów, odtwarzaczy, laptopów, telefonów, aparatów fotograficznych i innych urządzeń przenośnych.

Ale czas ładowania zależy bezpośrednio od mocy samego urządzenia i rodzaju rozładowanego urządzenia, dlatego aby wybrać naprawdę praktyczne i uniwersalne urządzenie, warto poznać jego cechy.

Cechy konstrukcyjne urządzenia

Samo urządzenie składa się z panelu krystalicznego, regulatora poziomu ładowania/rozładowania oraz konwertera energii słonecznej na elektryczną.

Niektóre modele wyposażone są także w akumulator buforowy składający się z kilku ogniw litowych, który umożliwia urządzeniu nie tylko konwersję, ale także akumulację energii w celu uwolnienia ładunku nawet w ciemności.

Jeszcze kilka lat temu ładowarki solarne były urządzeniami dość drogimi, dziś jednak są produktem masowym w przystępnej cenie

Zalety ładowarek słonecznych:

• Uniwersalny - przystosowany do różnych urządzeń (złącza USB znajdują się na obudowie, a większość modeli wyposażona jest dodatkowo w specjalne adaptery do różnego rodzaju sprzętu elektrycznego).
• Zajmuje mało miejsca w bagażu podróżnym.
• Dostępny jest szeroki wybór kształtów, kolorów, rozmiarów i mocy, aby dopasować się do różnych potrzeb i gustów estetycznych.

Cóż, najbardziej znaczącą wadą wszystkich ładowarek słonecznych jest długi czas potrzebny na akumulację „mocy”.Poza tym należy rozumieć, że jeśli niemal każdy model poradzi sobie z zasileniem telefonu komórkowego czy aparatu, to aktywny „pochłaniacz” energii, jakim jest laptop, będzie już wymagał imponującego zasilania z baterii słonecznej i baterii pojemnościowej.

Jak działa urządzenie

Przenośne ładowarki zasilane energią słoneczną to autonomiczne systemy, które mogą przetwarzać energię zarówno z promieni, jak i z sieci, świetlówek czy komputera. Co więcej, wiele modeli nie potrzebuje intensywnego słońca - gromadzą ładunek nawet w pochmurne dni, chociaż wydajność oczywiście spada (z 20 do 70%).

Kupując urządzenie z możliwością podłączenia do gniazdka elektrycznego, możesz znacznie zaoszczędzić czas na gromadzeniu ładunku w pochmurną pogodę

Urządzenie działa w ten sposób: kryształy na panelu pochłaniają energię słoneczną, konwerter „przetwarza” ją na prąd elektryczny, który dostarczany jest do źródła prądu. Po podłączeniu do tego źródła telefonu komórkowego lub innego urządzenia za pomocą przewodu, zgromadzona energia stopniowo przepływa do rozładowanego urządzenia.

Rodzaje ładowarek słonecznych

Jeśli chodzi o wygląd, producenci starali się już nie tylko urozmaicić kolorystykę i kształt urządzeń, ale także sprawić, aby urządzenie było jak najbardziej wygodne w użyciu w różnych sytuacjach. Spójrzmy na najpopularniejsze opcje.

Monoblok – kompaktowe urządzenie składające się z panelu i napędu zamkniętego w solidnej metalowej lub plastikowej obudowie. Takie urządzenie „uratuje” rozładowany telefon na plaży czy pikniku i nie zajmie dużo miejsca w zwykłej torbie.

Monobloki są wygodne w życiu codziennym - nie zajmują dużo miejsca i można je ładować nie tylko ze słońca, ale także podczas pracy na laptopie czy komputerze

Elastyczny panel – cienki panel składany lub rozkładany z fotokomórkami. Zajmuje niewiele miejsca w bagażu i waży znacznie mniej niż solidny, zamknięty konkurent. Ale pomimo przyzwoitego obszaru „zasięgu”, elastyczne płyty akumulują ładunek słoneczny niemal dwukrotnie wolniej niż monobloki.

Ponadto większość paneli działa wyłącznie na bezpośrednim świetle słonecznym, bez magazynowania energii do przyszłego wykorzystania – nie posiadają wbudowanego akumulatora. Zawsze jednak możesz uzupełnić ładowanie o zewnętrzne urządzenie magazynujące o wymaganej mocy.

Tak elastyczne panele są dobrą opcją na rozwiązanie problemu ładowania urządzeń małej mocy podczas „stacjonarnych” wakacji – na wsi, na rybach, pod namiotem. Ale w przypadku pieszej wycieczki lepiej rozważyć inną opcję.

Podczas jazdy elastyczny panel można kompaktowo złożyć i umieścić w bagażniku lub przymocować do dachu samochodu, a w czasie odpoczynku po prostu rozłożyć go na słońcu.

Wbudowane ładowanie – urządzenie składa się z panele słoneczne, które mocuje się na zewnątrz toreb lub plecaków podróżnych. Umożliwiają ładowanie urządzeń w podróży lub gromadzenie ładunku we wbudowanym akumulatorze.

Akcesorium to można także wykorzystać zgodnie z jego przeznaczeniem – do przenoszenia dowolnych przedmiotów czy elektroniki, co jest bardzo wygodne dla osób lubiących piesze wędrówki czy pracę na świeżym powietrzu.

Choć „plecaki energetyczne” wyglądają atrakcyjnie i stylowo, równie łatwo można tymczasowo dopiąć do torby dowolną inną ładowarkę (wiele modeli wyposażono nawet w specjalne karabińczyki) i nie martwić się o bezpieczeństwo urządzenia podczas deszczu czy sprzątania

Składane łóżka – może to być albo kilka elastycznych paneli, kompaktowo złożonych w „stos”, albo odmiana dwóch monobloków zamkniętych w sztywnej obudowie w kształcie rozwijanej książki.

Głównym celem takiego urządzenia jest zminimalizowanie „zajęcia” przestrzeni użytkowej w objętości bagażu i zwiększenie wydajności dzięki większej liczbie fotokomórek. Miłym bonusem jest to, że większość modeli wyposażona jest w uchwyty na plecak lub szybę samochodu.

Rozmiar klapki można dobrać w zależności od potrzeb: do ładowania telefonu komórkowego wystarczy urządzenie wielkości samego telefonu, natomiast w przypadku laptopów i tabletów panel nawet po złożeniu będzie nie mniejszy niż A5 arkusz

Ale niezależnie od konstrukcji, wszystkie ładowarki słoneczne działają na tej samej zasadzie, dlatego przyjrzyjmy się ważnym niuansom technicznym, które pomogą przy zakupie urządzenia.

Jak wybrać odpowiednią opcję?

W pierwszej kolejności powinieneś zdecydować o liczbie i rodzaju urządzeń, które planujesz ładować za pomocą ładowania słonecznego. Od tych parametrów zależy moc urządzenia i rodzaj portu wyjściowego.

Jeśli urządzenie ma kilka portów USB, możesz jednocześnie podłączać i ładować różne urządzenia, najważniejsze jest to, że pozwala na to moc baterii

Charakterystykę różnych urządzeń można wyjaśnić, zaglądając do ich instrukcji obsługi, a w niektórych urządzeniach napięcie robocze jest również wskazane na ładowarce dołączonej do zestawu, więc nawigacja nie będzie trudna. W ostateczności zawsze możesz kupić niezbędny adapter.

Podstawowe parametry i fajne dodatki

Charakterystyka prądu ładowania określa czas potrzebny urządzeniu do naładowania różnych urządzeń. Wskaźnik ten jest mierzony w amperach i jest wskazany na portach urządzenia.

Wartości:

• 1 amper – przeznaczony do telefonów komórkowych, papierosów elektronicznych, zegarków, odtwarzaczy.
• 2 ampery – odpowiednie do tabletów, smartfonów, aparatów cyfrowych i kamer wideo.
• 2,5-3 ampery – poradzi sobie z ładowaniem netbooków i laptopów.

Ważne jest również, aby znać napięcie wyjściowe, ponieważ ładowane urządzenia mogą przekroczyć moc ładowania słonecznego. Tak więc w przypadku większości telefonów i prostych tabletów potrzebne będzie napięcie wyjściowe 5 woltów, w przypadku aparatów cyfrowych i gadżetów do gier - 9, a w przypadku laptopów i lodówek samochodowych - 12-24.

Ale nadal główną cechą ładowarki jest moc panelu słonecznego. Czas ładowania akumulatora zależy bezpośrednio od tego wskaźnika. A tutaj wszystko zależy od właściwości paneli zbierających światło.

Na przykład elementy o mocy 5 W (standardowa opcja budżetowa) będą miały prąd 900 mA godzin, a 10 W będą miały prąd 1500 mA. Oznacza to, że ładowanie telefonu z ładowarki słonecznej o mocy 5 W zajmie 2-3 godziny, ale panel o mocy 10 W zrobi to w półtorej godziny.

W przypadku wydajnych urządzeń, takich jak tablety do gier i laptopy, lepiej kupić składane modele z kilkoma panelami, które szybko generują ładunek

Ponadto urządzenia z panelami, których moc nie przekracza 2 W, służą wyłącznie do akumulowania ładunku wbudowanego akumulatora. Aby bezpośrednio ładować urządzenia ze światła słonecznego, potrzebujesz paneli o mocy 3 W lub większej.

Inne ważne parametry:

1. Dostępność baterii – jeżeli urządzenie nie posiada nośnika danych, może pracować jedynie w oświetlonym miejscu. Urządzenia z akumulatorami mogą ładować o każdej porze dnia, ale można je także ładować z innych źródeł – z portu USB laptopa lub gniazdka podłączonego do sieci 220V.
2. Rodzaj fotokomórek – uważa się, że monokryształy skuteczniej absorbują światło słoneczne (ich skuteczność wynosi 13-18%). W przypadku polikryształów liczba ta jest niższa - około 10-12%. Można je rozpoznać nawet gołym okiem – panele polikrystaliczne mają ciemnoniebieski odcień, podczas gdy ich konkurenci są czarni.
3. Interfejs – uniwersalne ładowarki solarne wyposażone są w informacyjny port USB, na którym można wybrać żądaną opcję w zależności od rodzaju rozładowanego urządzenia. Niektóre urządzenia wyposażone są także we wskaźnik natężenia światła słonecznego, który pomoże określić optymalną lokalizację do szybkiego ładowania.
4. Ochrona – a priori wszystkie urządzenia posiadają system bezpieczeństwa, który pozwala na korzystanie z nich na zewnątrz. Ale dla miłośników ekstremalnych przygód warto poszukać urządzenia o zwiększonej ochronie przed deszczem, kurzem, brudem, wstrząsami i innymi siłami wyższymi.

Dodatkowe funkcje są najczęściej reprezentowane przez funkcję „latarni” lub „lampy”. Może to być istotne nie tylko dla miłośników rekreacji na świeżym powietrzu, ale także dla kierowców - przy zmianie opony lub naprawach na drodze w nocy jasne światło stanie się nieodzownym pomocnikiem.

Wśród innych bonusów producenci mogą zaoferować koncentrator USB lub punkt Wi-Fi. Ale oczywiście wszelkie dodatki znacznie zwiększają ostateczny koszt produktu. To, czy są one naprawdę potrzebne, zależy od Ciebie.

Naszymi wiodącymi modelami pod względem intensywności zakupów są:

Ogólne zalecenia dotyczące korzystania z ładowarki

Urządzenia z wbudowanym akumulatorem należy przed pierwszym użyciem całkowicie naładować, nie na słońcu, ale z sieci. Następnie podłącz dowolne urządzenie do ładowarki, aby pobierało energię i rozładowywało dysk.

Następnie panel można wystawić na działanie promieni i zrekompensować utracony ładunek. W przypadku modeli działających bezpośrednio na słońcu ta zasada nie działa - można je od razu zainstalować w oświetlonych pomieszczeniach i podłączyć do urządzeń.

Większość ładowarek słonecznych jest przeznaczona do pracy w temperaturach od – 20 do + 45 stopni, ale zdarzają się również modele specjalne, które działają w ekstremalnych klimatach, tyle że robione są na zamówienie

Aby zmaksymalizować efektywność ładowania energią słoneczną, zalecamy:

1. Ustaw urządzenie tak, aby promienie padały na panel pod kątem prostym. Nawet jeśli słońce nie jest w zenicie, możesz ustawić ładowarkę we właściwej pozycji, podnosząc ją pod kątem 40 stopni za pomocą pewnego rodzaju podpórki. W ten sposób możesz zebrać o 20-30% więcej ładunku, niż gdybyś umieścił panel poziomo w oświetlonym miejscu.
2. Używaj urządzenia razem z nośnikiem danych nie tylko na postojach, ale także podczas podróży samochodem lub podczas pieszej wycieczki.Taki tandem będzie w stanie zebrać energię na 2-3 ładowania telefonu nawet przy pochmurnej pogodzie i bez bezpośredniego światła słonecznego.
3. Należy pamiętać, że w większości urządzeń składanych panele są łączone szeregowo, dlatego ważne jest, aby wszystkie elementy były równomiernie oświetlone. Na przykład, nawet jeśli cień zakryje tylko połowę pierwszego z czterech paneli, moc baterii spadnie o połowę.
4. Aby akumulatory o dużej pojemności osiągnęły założone parametry, zaleca się je „podkręcić” - całkowicie rozładować, a następnie naładować do 100%. I tak 3-4 razy.
5. W przypadku dłuższej przerwy w pracy (miesiąc lub dłużej) przechowuj ładowarkę w temperaturze pokojowej. Jeśli jest to urządzenie z wbudowaną baterią, należy ją najpierw naładować do poziomu 50-70%.

I ostatnia rada – nawet jeśli ładowanie uległo pogorszeniu lub całkowicie się zepsuło, nie demontuj go samodzielnie, aby nie uszkodzić elementów układu i samej obudowy. Zdemontowane urządzenie automatycznie powoduje utratę gwarancji, dlatego lepiej skontaktować się z autoryzowanym serwisem lub dostawcą.

Jak zrobić ładowarkę własnymi rękami?

Chociaż nowoczesne ładowarki przestały być urządzeniami premium i są dość przystępne dla przeciętnego konsumenta, jeśli chcesz zaoszczędzić pieniądze, zawsze istnieje możliwość samodzielnego wykonania takiego urządzenia.

Przykład domowego urządzenia w twardej obudowie wykonanej z metalowej puszki, wyposażonej w złącze USB i konwerter energii do ładowania urządzeń małej mocy

 Aby zrobić prostą ładowarkę słoneczną, musisz kupić kilka podstawowych elementów:

• panel poli- lub monokrystaliczny;
• uchwyt baterii;
• dioda blokująca Schottky'ego;
• gniazdo złącza;
• kontroler ładowania (jeśli jednak ładowanie wytwarza napięcie 0,5-5 V, zamiast kontrolera można użyć tańszego konwertera podwyższającego napięcie 5 V).

Jeśli chodzi o sam panel, tutaj musisz dokonać małego obliczenia liczby elementów na podstawie mocy urządzenia, które planujesz ładować.

Na przykład, jeśli prąd ładowania akumulatora wynosi około 10% jego pojemności, to ładowanie przy 20 000 mA wymaga prądu 2A, a zasilanie urządzenia zajmie około 14 godzin. Jeśli podwoisz prąd do 4A, czas ładowania zostanie skrócony do 7 godzin.

Wymiana sterownika na przetwornicę pozwoli na zmontowanie ładowarki nawet przy wykorzystaniu akumulatora małej mocy z solarnej lampy trawnikowej - i tak uzyskamy wymagane napięcie wyjściowe 5V (aczkolwiek ładowanie zajmie dużo czasu)

W zależności od aktualnych parametrów przyszłego ładowania (2 lub 4A) dobierane są także elementy krystaliczne. Zwykle 1 część wytwarza około 0,5 V, czyli aby uzyskać co najmniej 5 V, potrzeba 10-12 elementów.

Następnie należy je zlutować szeregowo. Jeśli używasz panelu latarki, nawet standardowy 70*70 cm może generować napięcie od 2,5 do 4,5 V, więc lepiej sprawdzić za pomocą woltomierza.

Ostatnim etapem jest zamknięcie domowej ładowarki w dowolnej odpowiedniej ramce (wystarczy nawet słoik po cukierkach) i wyposażenie jej w złącze USB. Następnie należy przylutować do złącza diodę blokującą oraz przewody od panelu fotowoltaicznego do konwertera i uchwytu według poniższego schematu.

Dioda Schottky'ego jest niezbędna, aby po włączeniu urządzenia akumulatory nie rozładowywały się przez panel słoneczny. Można go kupić, podobnie jak inne komponenty, na rynkach radiowych lub w Internecie

Pozostaje tylko sprawdzić działanie urządzenia na słońcu z każdym rozładowanym urządzeniem.Jeśli wszystko jest w porządku, możesz skorzystać z odpowiednich adapterów i naładować różne urządzenia.

Instrukcje fotograficzne dla majsterkowiczów

W łatwy sposób zmontujesz kompaktową ładowarkę z portem USB, aby własnoręcznie zasilić swój telefon. Wszystkie komponenty dostępne są w bezpłatnej sprzedaży, w skrajnych przypadkach istnieje możliwość zamówienia ich na zamówienie. Produkt domowej roboty będzie kosztował kilkadziesiąt razy mniej niż produkt wykonany fabrycznie, zwłaszcza jeśli jest szeroko reklamowany.

Kupując komponenty do montażu urządzenia, należy wziąć pod uwagę, że baterię słoneczną należy zakupić o napięciu 5 V lub większym. Mówiliśmy już o napięciu akumulatora, wynosi ono 3,7 V. Nie wspomnieliśmy jednak o ważnym subtelności - „ochrona PCB” powinna być wskazana na etykiecie akumulatora lub w dokumentach technicznych. Oznacza to, że jest chroniony przed głębokim rozładowaniem i przeładowaniem.

Będziesz także potrzebować dwóch złączy 2,5 mm: jednego z zatrzaskiem na panelu, drugiego z przewodem. Będziesz także potrzebował obwodu wzmacniającego USB do zasilania prądem stałym.

Czy zaopatrzyłeś się we wszystko, czego potrzebujesz? Zacznijmy montaż:

Dodatkowo trzeba przylutować diodę. Jest on podłączony z jednej strony przewodem do akumulatora, z drugiej - do środkowego pinu złącza. Wskazane jest wykonanie połączeń lutowanych jak najbliżej diody, wszystkie węzły należy zabezpieczyć rurką termokurczliwą lub przynajmniej kroplami kleju.

Zapozna Cię z zasadami doboru paneli fotowoltaicznych do wyposażenia prywatnego domu lub domku letniskowego. następny artykułpoświęcony temu ciekawemu zagadnieniu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Aby uzyskać wizualne wyobrażenie o ładowarkach słonecznych i zasadach ich działania, sugerujemy obejrzenie naszego wyboru filmów:

Praktyczne porady i wskazówki, jak wybrać ładowarkę do różnych urządzeń. Możesz zajrzeć do środka i przestudiować schemat batonika razem z autorem tego filmu:

Jak złożyć ładowarkę zasilaną promieniami słonecznymi własnymi rękami:

Dzięki postępowi technologicznemu i bystrym umysłom wynalazców, którzy udostępnili energię słoneczną zwykłym użytkownikom. Dzięki takim ładowarkom nie musisz się martwić, że w odpowiednim momencie na wakacjach pozostaniesz bez komunikacji z cywilizacją.

Cóż, jeśli będziesz miał trudności z wyborem urządzenia, zawsze możesz zwrócić się o poradę do fachowców znających się na elektrotechnice.

Opowiedz nam o tym, jak korzystałeś z ładowania energią słoneczną podczas biwakowania, pikniku lub w drodze. Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Zadawaj pytania, dziel się wrażeniami i przydatnymi informacjami na dany temat, publikuj zdjęcia.