Caricabatterie solare: dispositivo e principio di funzionamento della ricarica dal sole

Sempre più amanti delle attività all'aria aperta preferiscono trascorrere le vacanze e i fine settimana più vicini alla natura incontaminata. Ma è difficile per una persona moderna rifiutare i benefici della civiltà - chi di noi non porta in viaggio un telefono cellulare, un laptop o una fotocamera?

Ma se c'è un caricatore solare nel bagaglio, il problema con la potenza dei dispositivi sarà risolto. Resta solo da capire come scegliere il dispositivo giusto. L'articolo che abbiamo presentato sarà di grande aiuto per chiarire tutte le questioni.

Che cos'è la ricarica solare?

Questi caricabatterie sono in grado di convertire l'energia solare in corrente continua. Possono funzionare con vari modelli di navigatori, lettori, laptop, telefoni, telecamere e altri dispositivi portatili.

Ma il tempo di ricarica dipende direttamente dalla potenza del dispositivo stesso e dal tipo di dispositivo scaricato, quindi, per scegliere un dispositivo veramente pratico e versatile, vale la pena comprenderne le caratteristiche.

Caratteristiche di progettazione dello strumento

Il dispositivo stesso è costituito da un pannello di cristallo, un controller di livello di carica / scarica e un convertitore di energia solare in energia elettrica.

Alcuni modelli sono inoltre dotati di una batteria tampone di più celle al litio, che consente al dispositivo non solo di convertirsi, ma anche di accumulare energia per dare una carica anche al buio.

Solo un paio d'anni fa, i caricabatterie solari erano dispositivi piuttosto costosi, e oggi è un prodotto di massa con un prezzo accessibile.

Vantaggi delle spese solari:

• Universale - adattato per vari dispositivi (i connettori USB sono forniti sulla custodia e la maggior parte dei modelli sono inoltre dotati di adattatori speciali per vari tipi di apparecchiature elettriche).
• Occupano poco spazio nel bagaglio da viaggio.
• Vi è una vasta selezione di forme, colori, dimensioni e potenza per varie esigenze e gusti estetici.

Bene, lo svantaggio più significativo per tutti gli esercizi solari è il lungo tempo necessario per accumulare "potenza". Inoltre, si dovrebbe comprendere che se quasi tutti i modelli sono in grado di far fronte alla potenza di un telefono cellulare o di una fotocamera, un "assorbitore" attivo di energia come un laptop richiederà già una potenza impressionante dalla batteria solare e dalla batteria capacitiva.

Il principio di funzionamento del dispositivo

I caricabatterie portatili a energia solare sono sistemi autonomi in grado di elaborare energia sia dai raggi che dalla rete, lampade fluorescenti o un computer. Inoltre, molti modelli non necessitano della presenza di sole intenso - accumulano una carica anche nei giorni nuvolosi, sebbene l'efficienza, ovviamente, diminuisca (dal 20 al 70%).

Se acquisti un dispositivo con la possibilità di connettersi alla rete, puoi risparmiare significativamente tempo sull'accumulo di carica in tempo nuvoloso

Il dispositivo funziona in questo modo: i cristalli sul pannello assorbono l'energia solare, il suo convertitore lo "trasforma" in corrente elettrica, che entra nella fonte di energia. Quando un telefono cellulare o un altro dispositivo è collegato a questa sorgente tramite un cavo, l'energia accumulata fluisce gradualmente nel dispositivo scaricato.

Tipi di cariche solari

Per quanto riguarda l'aspetto: qui i produttori hanno cercato non solo di diversificare la gamma di colori e la forma dei dispositivi, ma anche di rendere il dispositivo il più conveniente possibile per l'uso in varie situazioni. Considera le opzioni più popolari.

monoblocco - un dispositivo compatto costituito da un pannello e un'unità racchiusa in una solida custodia in metallo o plastica. Un dispositivo del genere "salverà" un telefono scaricato sulla spiaggia o durante un picnic e non occuperà molto spazio in una normale borsa.

I monoblocchi sono convenienti per la vita di tutti i giorni: non occupano molto spazio e possono essere caricati non solo dal sole, ma anche mentre si lavora su un laptop o un computer

Pannello flessibile - Pannello sottile pieghevole o espandibile con fotocellule. Occupa poco spazio nel bagaglio e pesa molto meno del suo solido concorrente, racchiuso in una custodia. Ma, nonostante la discreta area di "copertura", piastre flessibili accumulano carica solare quasi due volte più lentamente dei monoblocchi.

Inoltre, la maggior parte dei pannelli funziona solo dalla luce solare diretta, senza accumulare energia per usi futuri: non ha una batteria integrata. Tuttavia, puoi sempre a corto di personale con una carica esterna della potenza richiesta.

Quindi i pannelli flessibili sono una buona opzione per risolvere il problema della ricarica dei dispositivi a bassa potenza con riposo “stazionario” - nel paese, pescando, con una tenda. Ma per un'escursione è meglio cercare un'altra opzione.

Durante il movimento, il pannello flessibile può essere ripiegato in modo compatto e posizionato nel bagagliaio o attaccato al tetto dell'auto e in posizione di arresto - appena disteso al sole

Carica integrata - il dispositivo è costituito da pannelli solariche sono fissati all'esterno di borse o zaini.Consentono di ricaricare i dispositivi direttamente durante il viaggio o di accumulare una carica nella batteria integrata.

E anche un tale accessorio può essere utilizzato per lo scopo previsto: trasportare qualsiasi oggetto o la stessa elettronica, il che è molto conveniente per coloro che amano le escursioni o lavorare all'aria aperta.

Sebbene gli "zaini energetici" siano belli ed eleganti, puoi anche collegare temporaneamente qualsiasi altro tipo di carica alla tua borsa (molti modelli sono persino dotati di speciali moschettoni) e non preoccuparti della sicurezza del dispositivo durante la pioggia o la pulizia

conchiglia - può essere costituito da più pannelli flessibili ripiegati in modo compatto in una "pila" o una variazione di due monoblocchi racchiusi in una custodia rigida sotto forma di un libro a discesa.

L'obiettivo principale di tale dispositivo è ridurre al minimo la "cattura" dello spazio utilizzabile nel volume del bagaglio e aumentare l'efficienza a causa di un numero maggiore di fotocellule. Un bel vantaggio: la maggior parte dei modelli è dotata di supporti su uno zaino o un vetro per auto.

La dimensione del "clamshell" può essere selezionata in base alle tue esigenze: per caricare un dispositivo mobile, la dimensione del telefono stesso è sufficiente, ma per laptop e tablet il pannello, anche se piegato, non sarà inferiore al foglio A5

Ma indipendentemente dal design, tutte le cariche solari funzionano secondo lo stesso principio, quindi considera le importanti sfumature tecniche che aiuteranno quando acquisti un dispositivo.

Come scegliere un'opzione adatta?

Per cominciare, vale la pena decidere il numero e i tipi di dispositivi che si prevede di caricare dalla ricarica solare. La potenza del dispositivo e il tipo di porta di uscita dipendono da questi parametri.

Se il tuo dispositivo ha diverse porte USB, puoi connettere e caricare vari dispositivi contemporaneamente, soprattutto, per consentire la carica della batteria

Le caratteristiche di vari dispositivi possono essere chiarite guardando le istruzioni per il loro uso e in alcuni dispositivi la tensione di funzionamento è indicata sul caricabatterie, che è incluso nel kit, quindi sarà facile da navigare. In casi estremi, è sempre possibile acquistare l'adattatore desiderato.

Opzioni chiave e belle aggiunte

Dalle caratteristiche della corrente di carica dipende dal tempo necessario al dispositivo per accendere vari dispositivi. Questo indicatore è misurato in ampere ed è indicato sulle porte del dispositivo.

valori:

• 1 ampere - progettato per telefoni cellulari, sigarette elettroniche, orologi, giocatori.
• 2 ampere - adatto per tablet, smartphone, fotocamere digitali e videocamere.
• 2,5-3 ampere - affronterà la ricarica di netbook e laptop.

È anche importante conoscere la tensione di uscita, poiché i dispositivi ricaricabili possono superare la capacità di carica solare in potenza. Pertanto, per la maggior parte dei telefoni e dei tablet semplici, sarà necessaria un'uscita da 5 volt, per fotocamere digitali e gadget di gioco - 9, e per laptop e frigoriferi per auto - 12-24.

Tuttavia, la caratteristica principale del caricabatterie è la potenza del pannello solare. Il tempo di ricarica della batteria dipende direttamente da questo indicatore. E qui tutto dipende dalle caratteristiche dei pannelli che assorbono la luce.

Ad esempio, gli elementi con una potenza di 5 W (opzione budget standard) avranno una corrente di 900 ma ore e per 10 W - 1500 ma. Cioè, per caricare il telefono dalla ricarica solare a 5 W, ci vorranno 2-3 ore, ma un pannello con una potenza di 10 W farà solo un'ora e mezza.

Per dispositivi potenti come tablet e laptop da gioco, è meglio acquistare modelli pieghevoli da diversi pannelli che generano rapidamente una carica

Inoltre, i dispositivi con pannelli la cui potenza non supera i 2 W vengono utilizzati solo per accumulare la carica della batteria integrata. E per caricare direttamente i dispositivi dalla luce solare, sono necessari pannelli con una potenza di 3 W o più.

Altri parametri importanti:

1. Disponibilità della batteria - se il dispositivo non ha un'unità, può funzionare solo mentre è in un luogo illuminato.I dispositivi con batterie sono in grado di fornire una carica in qualsiasi momento della giornata, nonché di ricaricare da altre fonti: la porta USB di un laptop o una presa con una connessione a 220V.
2. Tipo di fotocellule - si ritiene che i singoli cristalli (la loro efficienza al livello del 13-18%) assorbano la luce solare in modo più efficiente. Nei policristalli, questa cifra è inferiore - circa il 10-12%. Puoi distinguerli anche a occhio nudo: i pannelli policristallini hanno una tonalità blu scuro e i loro concorrenti hanno il nero.
3. interfaccia - La ricarica solare universale è dotata di USB informativo, in cui è possibile scegliere l'opzione desiderata, a seconda del tipo di dispositivo scaricato. Alcuni dispositivi sono inoltre dotati di un indicatore dell'intensità della luce solare, che aiuterà a determinare la posizione ottimale per una ricarica rapida.
4. protezione - a priori, tutti i dispositivi hanno un sistema di sicurezza che consente il loro funzionamento in natura. Ma per gli appassionati di avventure estreme vale la pena cercare un dispositivo con protezione avanzata da pioggia, polvere, sporco, urti e altre cause di forza maggiore.

Le funzioni aggiuntive sono spesso rappresentate dalla funzione "torcia" o "lampada". Questo può essere rilevante non solo per gli appassionati di attività all'aperto, ma anche per gli automobilisti: quando si sostituisce una ruota o si ripara su una strada notturna, una luce intensa diventerà un assistente indispensabile.

Tra gli altri bonus, i produttori possono offrire un hub USB o un hotspot Wi-Fi. Ma, naturalmente, eventuali aggiunte aumentano significativamente il costo finale del prodotto. E se ne hai bisogno dipende da te.

In termini di intensità di acquisto, ci guidano i seguenti modelli:

Consigli generali per il funzionamento della memoria

I dispositivi con una batteria integrata devono essere completamente caricati prima della prima operazione e non dal sole, ma dalla rete elettrica. Quindi collegare qualsiasi dispositivo al caricabatterie in modo che riceva energia e scarichi l'unità.

Successivamente, il pannello può essere sostituito sotto i raggi e compensare la carica persa. Per i modelli che funzionano direttamente dal sole, questa regola non funziona: possono essere immediatamente installati su aree illuminate e dispositivi collegati.

La maggior parte dei caricabatterie solari sono progettati per funzionare a temperature comprese tra -20 e + 45 gradi, ma ci sono anche modelli speciali che funzionano in climi estremi, solo che sono realizzati su ordinazione

Per massimizzare l'efficienza della ricarica solare, si consiglia quanto segue:

1. Posizionare il dispositivo in modo che i raggi cadano sul pannello ad angolo retto. Anche se il sole non è al suo apice, puoi dare alla carica la posizione corretta sollevandola ad un angolo di 40 gradi usando una sorta di backup. In questo modo puoi riscuotere una commissione del 20-30% in più rispetto a se il pannello viene posizionato in orizzontale in un luogo luminoso.
2. Utilizzare il dispositivo con l'unità, non solo alle soste, ma anche quando si viaggia in auto o in campeggio. Un tale tandem sarà in grado di raccogliere energia per 2-3 cariche telefoniche anche con tempo nuvoloso senza luce solare diretta.
3. Tieni presente che nella maggior parte dei dispositivi pieghevoli, i pannelli sono collegati in serie, quindi è importante che tutti gli elementi siano uniformemente illuminati.Ad esempio, anche se l'ombra copre solo la metà del primo dei quattro pannelli, la carica della batteria diminuirà della metà.
4. Affinché le batterie ad alta capacità raggiungano i parametri dichiarati, si consiglia di essere "disperse" - completamente scariche, quindi caricate al 100%. E così 3-4 volte.
5. Per una lunga pausa (un mese o più), conservare la memoria a temperatura ambiente. Se si tratta di un dispositivo con una batteria integrata, deve prima essere caricato fino al 50-70%.

E l'ultimo consiglio: anche se la ricarica è peggiorata funzionando o completamente fuori servizio, non smontarla da soli, in modo da non danneggiare gli elementi del sistema e la custodia stessa. Il dispositivo smontato viene automaticamente ritirato dalla garanzia, quindi è meglio contattare un centro di assistenza autorizzato o il fornitore.

Come realizzare un caricatore da solo?

Sebbene i caricabatterie moderni abbiano già smesso di essere dispositivi di classe premium e siano abbastanza abbordabili per il consumatore medio, se si desidera risparmiare denaro, c'è sempre la possibilità di realizzare tale dispositivo da soli.

Un esempio di un dispositivo fatto in casa in una custodia rigida fatta di un contenitore metallico dotato di un connettore USB e un convertitore di energia per caricare dispositivi a bassa potenza

 Per realizzare un semplice caricabatterie solare, devi acquistare diversi elementi di base:

• pannello poli o singolo cristallo;
• supporto per batterie;
• Diodo di blocco Schottky;
• presa per connettore;
• controller di carica (tuttavia, se la ricarica produrrà 0,5-5 V, è possibile utilizzare un convertitore boost 5 V più economico invece del controller).

Per quanto riguarda il pannello stesso, qui è necessario effettuare un piccolo calcolo del numero di elementi, in base alla potenza del dispositivo che si prevede di caricare.

Ad esempio, se la corrente di carica per una batteria è circa il 10% della sua capacità, è necessaria una corrente di 2A per caricare 20.000 mA e saranno necessarie circa 14 ore per alimentare il dispositivo. Se raddoppi la corrente a 4A, il tempo di ricarica sarà ridotto a 7 ore.

La sostituzione del controller con un convertitore ti consentirà di raccogliere la memoria anche con una batteria a bassa potenza da una lampada solare da prato - comunque, otteniamo i 5 V richiesti in uscita (anche se ci vorrà molto tempo per caricarsi)

A seconda dei parametri attuali per la carica futura (2 o 4A), vengono selezionati anche elementi cristallini. Di solito, 1 parte produce circa 0,5 V, ovvero per ottenere almeno 5 V sono necessari 10-12 elementi.

Quindi devono essere saldati in sequenza insieme. Se viene utilizzato il pannello della torcia, anche lo standard 70 * 70 cm può emettere da 2,5 a 4,5 V, quindi è meglio verificare con un voltmetro.

La fase finale è quella di racchiudere una carica fatta in casa in qualsiasi cornice adatta (anche una latta per caramelle è adatta) e dotare di un connettore USB. Quindi è necessario saldare il diodo di blocco al connettore, così come i fili dal pannello solare al convertitore e al supporto secondo lo schema seguente.

Il diodo Schottky è necessario in modo che quando il dispositivo è acceso, le batterie non devono essere scaricate attraverso la batteria solare. Puoi acquistarlo, come altri componenti, sui mercati radio o su Internet

Resta da verificare il funzionamento del dispositivo al sole con qualsiasi dispositivo scaricato. Se tutto è in ordine, puoi utilizzare gli adattatori appropriati e caricare vari dispositivi.

Istruzioni fotografiche per maestri indipendenti

Puoi facilmente assemblare un caricabatterie compatto con una porta USB per alimentare il tuo telefono con le tue mani. Tutti i componenti sono disponibili per la vendita, in casi estremi possono essere scritti. La produzione casalinga costerà decine di volte in meno rispetto a un prodotto realizzato in fabbrica, soprattutto se ampiamente pubblicizzato.

Quando si acquistano accessori per il montaggio del dispositivo, è necessario considerare che è necessario acquistare una batteria solare con una tensione di 5 V o superiore. Abbiamo già parlato della tensione della batteria, è di 3,7 V. Tuttavia, non abbiamo menzionato un'importante sottigliezza: la "protezione PCB" dovrebbe essere indicata nelle etichette o nei documenti tecnici della batteria. Ciò significa che è protetto da scariche profonde e sovraccarico.

Sono necessari altri due connettori per 2,5 mm: uno con un fermo sul pannello, il secondo con un filo. Sarà inoltre necessario un circuito boost su USB per fornire corrente continua.

Rifornito con tutto il necessario? Procediamo all'assemblea:

Inoltre, è necessario saldare il diodo.È collegato da un lato da un filo alla batteria, dall'altro - con la gamba centrale del connettore. È auspicabile realizzare giunti saldati il ​​più vicino possibile al diodo, tutti i nodi devono essere protetti da tubi termorestringenti o almeno gocce di colla.

Con le regole per la selezione di pannelli solari per l'organizzazione di una casa o cottage privato prossimo articolodedicato a questa domanda interessante.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Per avere un'idea visiva dei caricabatterie solari e dei principi del loro lavoro, offriamo di vedere la nostra selezione di video:

Suggerimenti pratici per la scelta della ricarica per diversi dispositivi. Puoi guardare dentro e studiare lo schema monoblocco con l'autore di questo video:

Come assemblare un caricabatterie alimentato fai-da-te:

Grazie al progresso tecnologico e alle menti brillanti degli inventori che hanno reso disponibile l'energia del sole per gli utenti ordinari. Grazie a tali caricabatterie, non puoi preoccuparti del fatto che in vacanza al momento giusto rimarrai senza comunicazione con la civiltà.

Bene, se ci sono difficoltà con la selezione del dispositivo, puoi sempre chiedere il parere di professionisti esperti nell'elettrica.

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