Cargador solar: dispositivo y principio de funcionamiento de la carga solar.

Cada vez más amantes de las actividades al aire libre prefieren pasar sus vacaciones y fines de semana más cerca de la naturaleza virgen. Pero es difícil para una persona moderna rechazar los beneficios de la civilización: ¿cuál de nosotros no lleva un teléfono móvil, una computadora portátil o una cámara en un viaje?

Pero si hay un cargador solar en su equipaje, el problema con la potencia de los dispositivos se resolverá. Solo queda descubrir cómo elegir el dispositivo correcto. El artículo que hemos presentado será de gran ayuda para aclarar todos los problemas.

¿Qué es la carga solar?

Estos cargadores son capaces de convertir la energía solar en corriente continua. Pueden trabajar con varios modelos de navegadores, reproductores, computadoras portátiles, teléfonos, cámaras y otros dispositivos portátiles.

Pero el tiempo de carga depende directamente de la potencia del dispositivo en sí y del tipo de dispositivo descargado, por lo tanto, para elegir un dispositivo verdaderamente práctico y versátil, vale la pena entender sus características.

Características de diseño del instrumento

El dispositivo en sí consiste en un panel de cristal, un controlador de nivel de carga / descarga y un convertidor de energía solar en energía eléctrica.

Algunos modelos también están equipados con una batería de búfer de varias celdas de litio, lo que permite que el dispositivo no solo se convierta, sino que también acumule energía para cargar incluso en la oscuridad.

Hace solo un par de años, los cargadores solares eran dispositivos bastante caros, y hoy es un producto masivo con un precio asequible.

Beneficios de las cargas solares:

• Universal: adaptado para varios dispositivos (se proporcionan conectores USB en la carcasa, y la mayoría de los modelos están equipados adicionalmente con adaptadores especiales para varios tipos de equipos eléctricos).
• Ocupan poco espacio en el equipaje de viaje.
• Hay una amplia selección de formas, colores, tamaños y potencia para diversas necesidades y gustos estéticos.

Bueno, el inconveniente más significativo para todos los ejercicios solares es el largo tiempo que necesitan para acumular "energía". Además, debe entenderse que si casi cualquier modelo puede hacer frente a la fuente de alimentación de un teléfono móvil o una cámara, entonces un "absorbedor" activo de energía, como una computadora portátil, ya requerirá una potencia impresionante de una batería solar y una batería capacitiva.

El principio de funcionamiento del dispositivo.

Los cargadores portátiles alimentados con energía solar son sistemas independientes que pueden procesar energía de los rayos y de la red eléctrica, lámparas fluorescentes o una computadora. Además, muchos modelos no necesitan la presencia de un sol intenso: acumulan una carga incluso en días nublados, aunque la eficiencia, por supuesto, disminuye (del 20 al 70%).

Si compra un dispositivo con la capacidad de conectarse a la red eléctrica, puede ahorrar significativamente tiempo en la acumulación de carga en tiempo nublado

El dispositivo funciona así: los cristales en el panel absorben la energía solar, su convertidor la "procesa" en corriente eléctrica, que ingresa a la fuente de energía. Cuando se conecta un teléfono móvil u otro dispositivo a esta fuente mediante un cable, la energía acumulada fluye gradualmente hacia el dispositivo descargado.

Tipos de cargas solares

En cuanto a la apariencia, aquí los fabricantes han intentado no solo diversificar la gama de colores y la forma de los dispositivos, sino también hacer que el dispositivo sea lo más conveniente posible para su uso en diversas situaciones. Considere las opciones más populares.

Monobloque - un dispositivo compacto hecho de un panel y una unidad de disco encerrada en una caja sólida de metal o plástico. Tal dispositivo "guardará" un teléfono descargado en la playa o en un picnic y no ocupará mucho espacio en una bolsa ordinaria.

Los monobloques son convenientes para la vida cotidiana: no ocupan mucho espacio y pueden cargarse no solo del sol, sino también mientras se trabaja en una computadora portátil o computadora

Panel flexible - Panel delgado plegable o expandible con fotocélulas. Ocupa poco espacio en el equipaje y pesa mucho menos que su sólido competidor, encerrado en un estuche. Pero, a pesar del área decente de "cobertura", placas flexibles acumulan carga solar casi dos veces más lento que los monobloques.

Además, la mayoría de los paneles funcionan solo a partir de la luz solar directa, sin almacenar energía para uso futuro; no tienen una batería incorporada. Sin embargo, siempre puede reducir su carga con una unidad externa de la potencia requerida.

Por lo tanto, los paneles flexibles son una buena opción para resolver el problema de recargar dispositivos de baja potencia con reposo "estacionario", en el país, pescando, con una tienda de campaña. Pero para un viaje de senderismo es mejor buscar otra opción.

Durante el movimiento, el panel flexible puede plegarse de manera compacta y colocarse en el maletero o fijarse al techo del automóvil, y en un alto, simplemente extenderse al sol

Carga incorporada - el dispositivo consta de paneles solaresque se adjuntan al exterior de bolsas o mochilas.Le permiten recargar dispositivos directamente durante el viaje o acumular una carga en la batería incorporada.

Y también un accesorio de este tipo puede usarse para el propósito para el que está destinado: llevar cualquier artículo o la misma electrónica, lo cual es muy conveniente para aquellos que gustan de caminar o trabajar al aire libre.

Aunque las "mochilas de energía" se ven atractivas y elegantes, también puede colocar temporalmente cualquier otro tipo de carga en su bolso (muchos modelos incluso están equipados con mosquetones especiales) y no preocuparse por la seguridad del dispositivo durante la lluvia o la limpieza

Cunas - pueden ser varios paneles flexibles plegados de forma compacta en una "pila" o una variación de dos monobloques encerrados en una caja rígida en forma de libro desplegable.

El objetivo principal de dicho dispositivo es minimizar la "captura" de espacio utilizable en el volumen de su equipaje y aumentar la eficiencia debido a una mayor cantidad de fotocélulas. Una buena ventaja: la mayoría de los modelos están equipados con soportes en una mochila o en el cristal del automóvil.

El tamaño de la "cubierta" se puede seleccionar según sus necesidades: para cargar un dispositivo móvil, el tamaño del teléfono en sí es suficiente, pero para computadoras portátiles y tabletas, el panel, incluso cuando está plegado, no será inferior a la hoja A5

Pero independientemente del diseño, todas las cargas solares funcionan según el mismo principio, así que tenga en cuenta los importantes matices técnicos que ayudarán al comprar un dispositivo.

¿Cómo elegir una opción adecuada?

Para empezar, vale la pena decidir la cantidad y los tipos de dispositivos que planea cargar con la carga solar. La potencia del dispositivo y el tipo de puerto de salida dependen de estos parámetros.

Si su dispositivo tiene varios puertos USB, puede conectar y cargar varios dispositivos al mismo tiempo, lo más importante, para permitir la carga de la batería.

Las características de varios dispositivos se pueden aclarar mirando las instrucciones para su uso, y en algunos dispositivos el voltaje de funcionamiento se indica en el cargador, que se incluye en el kit, por lo que será fácil de navegar. En casos extremos, siempre se puede comprar el adaptador deseado.

Opciones clave y buenas adiciones

De las características de la corriente de carga depende del tiempo que el dispositivo necesitará para encender varios dispositivos. Este indicador se mide en amperios y se indica en los puertos del dispositivo.

Valores:

• 1 amperio: diseñado para teléfonos móviles, cigarrillos electrónicos, relojes y reproductores.
• 2 amperios: adecuado para tabletas, teléfonos inteligentes, cámaras digitales y videocámaras.
• 2.5-3 amperios: se encargará de cargar netbooks y laptops.

También es importante conocer el voltaje de salida, porque los dispositivos recargables pueden exceder la capacidad de carga solar en energía. Por lo tanto, para la mayoría de los teléfonos y tabletas simples, se requerirá una salida de 5 voltios, para cámaras digitales y dispositivos de juegos - 9, y para computadoras portátiles y refrigeradores de automóviles - 12-24.

Pero aún así, la característica principal del cargador es la potencia del panel solar. El tiempo de carga de la batería depende directamente de este indicador. Y aquí todo se reduce a las características de los paneles absorbentes de luz.

Por ejemplo, los elementos con una potencia de 5 W (opción de presupuesto estándar) tendrán una corriente de 900 ma horas y de 10 W a 1500 ma. Es decir, para cargar el teléfono con carga solar a 5 W, tomará 2-3 horas, pero un panel con una potencia de 10 W hará solo una hora y media.

Para dispositivos potentes como tabletas y computadoras portátiles para juegos, es mejor comprar modelos plegables de varios paneles que generan una carga rápidamente

Además, los dispositivos con paneles cuya potencia no excede los 2 W se usan solo para acumular la carga de la batería incorporada. Y para cargar directamente los dispositivos de la luz solar, necesita paneles con una potencia de 3 W o más.

Otros parámetros importantes:

1. Disponibilidad de la batería - si el dispositivo no tiene una unidad, solo puede funcionar mientras está en un lugar iluminado.Los dispositivos con baterías pueden cargarse en cualquier momento del día, así como cargarse desde otras fuentes: el puerto USB de una computadora portátil o una toma de corriente con una conexión de 220V.
2. Tipo de fotocélulas - se cree que los cristales individuales (su eficiencia al nivel del 13-18%) absorben la luz solar de manera más eficiente. En policristales, esta cifra es más baja: aproximadamente 10-12%. Puede distinguirlos incluso a simple vista: los paneles policristalinos tienen un tono azul oscuro y sus competidores tienen negro.
3. Interfaz - La carga solar universal está equipada con USB informativo, donde puede elegir la opción que necesita, según el tipo de dispositivo descargado. Algunos dispositivos también están equipados con un indicador de la intensidad de la luz solar, lo que ayudará a determinar la ubicación óptima para una carga rápida.
4. Protección - a priori, todos los dispositivos tienen un sistema de seguridad que permite su funcionamiento en la naturaleza. Pero para los fanáticos de las aventuras extremas, vale la pena buscar un dispositivo con protección mejorada contra la lluvia, el polvo, la suciedad, los golpes y otras causas de fuerza mayor.

Las características adicionales se representan con mayor frecuencia mediante la función "linterna" o "lámpara". Esto puede ser relevante no solo para los entusiastas del aire libre, sino también para los automovilistas: al reemplazar una rueda o reparar en una carretera nocturna, una luz brillante se convertirá en un asistente indispensable.

De los otros bonos, los fabricantes pueden ofrecer un concentrador USB o un punto de acceso Wi-Fi. Pero, por supuesto, cualquier adición aumenta significativamente el costo final del producto. Y si los necesita depende de usted.

En términos de intensidad de compra, los siguientes modelos nos llevan:

Recomendaciones generales para operar la memoria

Los dispositivos con una batería incorporada deben cargarse completamente antes de la primera operación, y no del sol, sino de la red eléctrica. Luego, conecte cualquier dispositivo al cargador para que reciba energía y descargue la unidad.

Después de eso, el panel puede sustituirse bajo los rayos y compensar la carga perdida. Para los modelos que trabajan directamente desde el sol, esta regla no funciona: se pueden instalar inmediatamente en áreas iluminadas y dispositivos conectados.

La mayoría de los cargadores solares están diseñados para funcionar a temperaturas que oscilan entre -20 y + 45 grados, pero también hay modelos especiales que funcionan en climas extremos, solo que se fabrican bajo pedido.

Para maximizar la eficiencia de la carga solar, recomendamos lo siguiente:

1. Coloque el dispositivo de manera que los rayos caigan sobre el panel en ángulo recto. Incluso si el sol no está en su cenit, puede colocar la carga en la posición correcta levantándola en un ángulo de 40 grados utilizando algún tipo de respaldo. Por lo tanto, puede cobrar una carga de 20-30% más que si coloca el panel horizontalmente en un lugar brillante.
2. Use el dispositivo con la unidad, y no solo en paradas, sino también cuando viaje en automóvil o en un viaje de campamento. Tal tándem podrá recolectar energía para 2-3 cargas telefónicas incluso en tiempo nublado sin luz solar directa.
3. Tenga en cuenta que en la mayoría de los dispositivos plegables, los paneles están conectados en serie, por lo que es importante que todos los elementos estén iluminados de manera uniforme.Por ejemplo, incluso si la sombra cubre solo la mitad del primero de los cuatro paneles, la energía de la batería se reducirá a la mitad.
4. Para que las baterías de alta capacidad alcancen los parámetros declarados, se recomienda que estén "dispersas", completamente descargadas y luego cargadas al 100%. Y así 3-4 veces.
5. Para un largo descanso (un mes o más), almacene la memoria a temperatura ambiente. Si se trata de un dispositivo con una batería incorporada, primero debe cargarse hasta un 50-70%.

Y el último consejo: incluso si la carga ha empeorado al funcionar o está completamente fuera de servicio, no la desmonte usted mismo, para no dañar los elementos del sistema y la carcasa en sí. El dispositivo desmontado se retira automáticamente de la garantía, por lo que es mejor ponerse en contacto con un centro de servicio autorizado o el proveedor.

¿Cómo hacer un cargador usted mismo?

Aunque los cargadores modernos ya han dejado de ser dispositivos de clase premium y bastante asequibles para el consumidor promedio, si desea ahorrar dinero, siempre existe la oportunidad de hacer ese dispositivo usted mismo.

Un ejemplo de un dispositivo casero en una carcasa rígida hecha de una lata de metal equipada con un conector USB y un convertidor de energía para cargar dispositivos de baja potencia

 Para hacer un cargador solar simple, debe comprar varios elementos básicos:

• panel de poli o cristal simple;
• soporte para baterías;
• Diodo de bloqueo Schottky;
• zócalo para conector;
• controlador de carga (sin embargo, si la carga producirá 0.5-5V, puede usar un convertidor de refuerzo de 5V más barato en lugar del controlador).

En cuanto al panel en sí, aquí debe hacer un pequeño cálculo del número de elementos, en función de la potencia del dispositivo que planea cargar.

Por ejemplo, si la corriente de carga de una batería es aproximadamente el 10% de su capacidad, entonces se necesita una corriente de 2A para cargar 20,000 mA, y tomará aproximadamente 14 horas para alimentar el dispositivo. Si duplica la corriente a 4A, el tiempo de recarga se reducirá a 7 horas.

Reemplazar el controlador con un convertidor le permitirá recopilar la memoria incluso con una batería de baja potencia de una lámpara solar de césped; de todos modos, obtenemos los 5 V requeridos en la salida (aunque tomará mucho tiempo cargar)

Dependiendo de los parámetros actuales para la carga futura (2 o 4A), también se seleccionan elementos cristalinos. Por lo general, 1 parte produce aproximadamente 0.5V, es decir, para obtener al menos 5V necesitará 10-12 elementos.

Entonces necesitan ser soldadas secuencialmente juntas. Si se utiliza el panel de la linterna, incluso el estándar 70 * 70 cm puede emitir de 2.5 a 4.5V, por lo que es mejor verificar con un voltímetro.

La etapa final es incluir una carga casera en cualquier marco adecuado (incluso una lata de caramelo es adecuada) y equiparlo con un conector USB. Luego debe soldar el diodo de bloqueo al conector, así como los cables desde el panel solar al convertidor y el soporte de acuerdo con el siguiente diagrama.

El diodo Schottky es necesario para que cuando se enciende el dispositivo, las baterías no se descargan a través de la batería solar. Puede comprarlo, como otros componentes, en los mercados de radio o en Internet.

Queda por verificar el funcionamiento del dispositivo en el sol con cualquier dispositivo bajo. Si todo está en orden, puede usar los adaptadores adecuados y cargar varios dispositivos.

Instrucción fotográfica para maestros independientes

Puede ensamblar fácilmente un cargador compacto con un puerto USB para alimentar su teléfono con sus propias manos. Todos los componentes están disponibles para la venta, en casos extremos se pueden escribir. El hecho en casa costará decenas de veces más barato que un producto hecho en fábrica, especialmente si se publicita ampliamente.

Al comprar accesorios para ensamblar el dispositivo, debe tener en cuenta que necesita comprar una batería solar con un voltaje de 5V o más. Ya hablamos sobre el voltaje de la batería, es de 3,7 V. Sin embargo, no mencionamos una sutileza importante: la "protección de PCB" debe indicarse en el etiquetado o en los documentos técnicos de la batería. Esto significa que está protegido contra descargas profundas y sobrecargas.

Se requieren dos conectores más para 2.5 mm: uno con un pestillo en el panel, el segundo con un cable. También necesitará un circuito de refuerzo en USB para suministrar energía de CC.

Abastecido con todo lo que necesitas? Pasemos a la asamblea:

Además, necesita soldar el diodo.Está conectado por un lado por un cable a la batería, por el otro, con la pata central del conector. Es deseable hacer las uniones soldadas lo más cerca posible del diodo, todos los nodos deben estar protegidos por tubos termocontraíbles o al menos gotas de pegamento.

Con las reglas para la selección de paneles solares para organizar una casa privada o cabaña siguiente articulodedicado a esta interesante pregunta.

Conclusiones y video útil sobre el tema.

Para tener una idea visual de los cargadores solares y los principios de su trabajo, ofrecemos ver nuestra selección de videos:

Consejos y trucos prácticos para elegir la carga de diferentes dispositivos. Puedes mirar dentro y estudiar el esquema de monobloque con el autor de este video:

Cómo armar un cargador de batería de bricolaje:

Gracias al progreso tecnológico y las mentes brillantes de los inventores que pusieron a disposición de los usuarios comunes la energía del sol. Gracias a estos cargadores, no puede preocuparse por el hecho de que en vacaciones en el momento adecuado se quedará sin comunicación con la civilización.

Bueno, si hay dificultades con la selección del dispositivo, siempre puede buscar el consejo de profesionales con experiencia en electricidad.

Cuéntenos cómo utilizó la carga solar en condiciones de campamento, en un picnic o en la carretera. Por favor escriba comentarios en el bloque de abajo. Haga preguntas, comparta impresiones e información útil sobre el tema, publique fotos.