Ładowarka słoneczna: urządzenie i zasada działania ładowania ze słońca

Coraz więcej miłośników zajęć na świeżym powietrzu woli spędzać wakacje i weekendy bliżej dziewiczej przyrody. Ale współczesnemu człowiekowi trudno odmówić dobrodziejstw cywilizacji - który z nas nie zabiera telefonu komórkowego, laptopa ani aparatu fotograficznego w podróż?

Ale jeśli w twoim bagażu znajduje się ładowarka słoneczna, problem z mocą urządzeń zostanie rozwiązany. Pozostaje tylko dowiedzieć się, jak wybrać odpowiednie urządzenie. Prezentowany artykuł będzie bardzo pomocny w wyjaśnieniu wszystkich problemów.

Co to jest ładowanie słoneczne?

Te ładowarki są w stanie przetwarzać energię słoneczną na prąd stały. 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 wszechstronne urządzenie, warto zrozumieć jego cechy.

Funkcje projektowania przyrządów

Samo urządzenie składa się z panelu krystalicznego, kontrolera poziomu naładowania / rozładowania i konwertera energii słonecznej na energię elektryczną.

Niektóre modele są również wyposażone w baterię buforową złożoną z kilku ogniw litowych, co pozwala nie tylko na konwersję urządzenia, ale także na gromadzenie energii w celu naładowania nawet w ciemności.

Jeszcze kilka lat temu ładowarki słoneczne były dość drogimi urządzeniami, a dziś jest to produkt masowy w przystępnej cenie.

Korzyści z opłat słonecznych:

• Uniwersalny - dostosowany do różnych urządzeń (na obudowie znajdują się złącza USB, a większość modeli jest dodatkowo wyposażona w specjalne adaptery do różnego rodzaju urządzeń elektrycznych).
• Zajmują mało miejsca w bagażu podróżnym.
• Istnieje szeroki wybór kształtów, kolorów, rozmiarów i mocy dla różnych potrzeb i estetycznego smaku.

Cóż, najważniejszą wadą wszystkich ćwiczeń słonecznych jest długi czas, jaki potrzebują na zgromadzenie „mocy”. Ponadto należy rozumieć, że jeśli prawie jakikolwiek model poradzi sobie z zasilaniem telefonu komórkowego lub aparatu, to aktywny „pochłaniacz” energii, taki jak laptop, będzie już wymagał imponującej mocy z baterii słonecznej i baterii pojemnościowej.

Zasada działania urządzenia

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

Jeśli kupisz urządzenie z możliwością podłączenia do sieci, możesz znacznie zaoszczędzić czas na akumulacji ładunku przy pochmurnej pogodzie

Urządzenie działa w ten sposób: kryształy na panelu pochłaniają energię słoneczną, a konwerter „przetwarza” ją na prąd elektryczny, który dostaje się do źródła zasilania. Kiedy telefon komórkowy lub inne urządzenie jest podłączone do tego źródła za pomocą przewodu, zgromadzona energia stopniowo wpływa do rozładowanego urządzenia.

Rodzaje ładunków słonecznych

Jeśli chodzi o wygląd - tutaj producenci starali się nie tylko urozmaicić gamę kolorów i kształt urządzeń, ale także sprawić, aby urządzenie było jak najbardziej wygodne w użyciu w różnych sytuacjach. Rozważ najpopularniejsze opcje.

Monoblok - kompaktowe urządzenie wykonane z panelu i napędu zamknięte w solidnej obudowie wykonanej z metalu lub tworzywa sztucznego. Takie urządzenie „uratuje” martwy telefon na plaży lub na pikniku i nie zajmie dużo miejsca w zwykłej torbie.

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

Elastyczny panel - Cienki składany lub rozkładany panel z fotokomórkami. Zajmuje mało miejsca w bagażu i waży znacznie mniej niż solidny konkurent, zamknięty w walizce. Ale pomimo przyzwoitego obszaru „zasięgu”, elastyczne płyty akumulują ładunek słoneczny prawie dwa razy wolniej niż monobloki.

Ponadto większość paneli działa tylko w bezpośrednim świetle słonecznym, bez magazynowania energii do wykorzystania w przyszłości - nie mają wbudowanej baterii. Jednak zawsze możesz za mało zasadzić swoje ładowanie za pomocą zewnętrznego napędu o wymaganej mocy.

Tak więc elastyczne panele są dobrą opcją do rozwiązania problemu ładowania urządzeń o małej mocy z „stacjonarnym” odpoczynkiem - na wsi, wędkowanie, z namiotem. Ale na wycieczkę pieszą lepiej spojrzeć na inną opcję.

Podczas ruchu elastyczny panel można złożyć i umieścić w bagażniku lub przymocować do dachu samochodu, a po zatrzymaniu - po prostu rozłożyć się na słońcu

Wbudowane ładowanie - urządzenie składa się z panele słonecznektóre są przymocowane na zewnątrz toreb lub plecaków.Pozwalają ładować urządzenia bezpośrednio podczas podróży lub gromadzić ładunek we wbudowanej baterii.

I takie akcesorium można wykorzystać zgodnie z jego przeznaczeniem - do przenoszenia dowolnych przedmiotów lub tej samej elektroniki, co jest bardzo wygodne dla osób zainteresowanych wędrówkami lub pracą na świeżym powietrzu.

Chociaż „plecaki energetyczne” wyglądają atrakcyjnie i stylowo, z tym samym sukcesem możesz tymczasowo przymocować dowolny inny rodzaj ładunku do swojej torby (wiele modeli jest nawet wyposażonych w specjalne karabińczyki) i nie martw się o bezpieczeństwo urządzenia podczas deszczu lub czyszczenia

Łóżeczka - może to być kilka elastycznych paneli zwiniętych kompaktowo w „stos” lub odmiana dwóch monobloków zamkniętych w sztywnej skrzynce w formie rozwijanej książki.

Głównym celem takiego urządzenia jest zminimalizowanie „przechwytywania” przestrzeni użytkowej w objętości bagażu i zwiększenie wydajności dzięki większej liczbie fotokomórek. Niezły bonus - większość modeli jest wyposażona w uchwyty na plecak lub szybę samochodową.

Rozmiar „klapki” można wybrać w zależności od potrzeb: aby naładować urządzenie mobilne, wystarczy sam rozmiar telefonu, ale w przypadku laptopów i tabletów panel, nawet po złożeniu, będzie nie mniejszy niż arkusz A5

Ale niezależnie od projektu wszystkie ładunki słoneczne działają na tej samej zasadzie, więc weź pod uwagę ważne niuanse techniczne, które pomogą przy zakupie urządzenia.

Jak wybrać odpowiednią opcję?

Na początek warto zdecydować o liczbie i typach urządzeń, które planujesz ładować z ładowania słonecznego. Moc urządzenia i rodzaj portu wyjściowego zależą od tych parametrów.

Jeśli Twoje urządzenie ma kilka portów USB, możesz podłączyć i ładować różne urządzenia jednocześnie, co najważniejsze, aby umożliwić zasilanie z baterii

Charakterystykę różnych urządzeń można wyjaśnić, zapoznając się z instrukcją ich użycia, aw niektórych urządzeniach napięcie robocze jest wskazane na ładowarce, która jest zawarta w zestawie, dzięki czemu nawigacja będzie łatwa. W skrajnych przypadkach można zawsze kupić żądany adapter.

Kluczowe opcje i ładne dodatki

Charakterystyka prądu ładowania zależy od czasu, jaki urządzenie będzie potrzebowało do zasilania różnych urządzeń. Ten wskaźnik jest mierzony w amperach i jest wskazywany na portach urządzenia.

Wartości:

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

Ważne jest również poznanie napięcia wyjściowego, ponieważ urządzenia wielokrotnego ładowania mogą przekraczać moc ładowania słonecznego w mocy. Tak więc w przypadku większości telefonów i prostych tabletów wymagana będzie moc wyjściowa 5 woltów, w przypadku aparatów cyfrowych i gadżetów do gier - 9, a także laptopów i lodówek samochodowych - 12-24.

Ale nadal główną cechą ładowarki jest moc panelu słonecznego. Czas ładowania baterii zależy bezpośrednio od tego wskaźnika. I tutaj wszystko sprowadza się do właściwości paneli pochłaniających światło.

Na przykład elementy o mocy 5 W (opcja standardowego budżetu) będą miały prąd 900 ma godzin, a dla 10 W - 1500 ma. Oznacza to, że ładowanie telefonu z ładowania słonecznego przy 5 W zajmie 2-3 godziny, ale panel o mocy 10 W zrobi tylko półtora.

W przypadku wydajnych urządzeń, takich jak tablety i laptopy do gier, lepiej kupić składane modele z kilku paneli, które szybko generują opłatę

Ponadto urządzenia z panelami, których moc nie przekracza 2 W, służą wyłącznie do akumulacji ładunku wbudowanej baterii. Aby bezpośrednio ładować urządzenia od światła słonecznego, potrzebujesz paneli o mocy 3 W lub większej.

Inne ważne parametry:

1. Dostępność baterii - jeśli urządzenie nie ma napędu, może działać tylko wtedy, gdy znajduje się w oświetlonym miejscu.Urządzenia z bateriami mogą ładować o każdej porze dnia, a także ładować z innych źródeł - portu USB laptopa lub gniazdka z podłączeniem 220 V.
2. Rodzaj fotokomórek - uważa się, że pojedyncze kryształy (ich wydajność na poziomie 13–18%) bardziej skutecznie absorbują światło słoneczne. W polikryształach liczba ta jest niższa - około 10-12%. Można je odróżnić nawet gołym okiem - panele polikrystaliczne mają ciemnoniebieski odcień, a ich konkurenci mają czerń.
3. Interfejs - Uniwersalne ładowanie słoneczne jest wyposażone w pouczające złącze USB, w którym możesz wybrać potrzebną opcję, w zależności od rodzaju rozładowanego urządzenia. Niektóre urządzenia są również wyposażone we wskaźnik natężenia światła słonecznego, który pomoże określić optymalną lokalizację do szybkiego ładowania.
4. Ochrona - a priori, wszystkie urządzenia mają system bezpieczeństwa, który umożliwia ich działanie w naturze. Ale dla fanów ekstremalnych przygód warto poszukać urządzenia o zwiększonej ochronie przed deszczem, kurzem, brudem, wstrząsami i innymi siłami wyższymi.

Dodatkowe funkcje są najczęściej reprezentowane przez funkcję „latarki” lub „lampy”. Może to mieć znaczenie nie tylko dla entuzjastów outdooru, ale także dla kierowców - podczas wymiany koła lub naprawy na nocnej drodze jasne światło stanie się niezbędnym asystentem.

Z pozostałych bonusów producenci mogą zaoferować koncentrator USB lub hotspot Wi-Fi. Ale oczywiście wszelkie dodatki znacznie zwiększają końcowy koszt produktu. To, czy ich potrzebujesz, zależy od ciebie.

Pod względem intensywności zakupów prowadzą nas następujące modele:

Ogólne zalecenia dotyczące obsługi pamięci

Urządzenia z wbudowaną baterią muszą być w pełni naładowane przed pierwszą operacją, nie ze słońca, ale z sieci. Następnie podłącz dowolne urządzenie do ładowarki, aby odbierało energię i rozładowywało napęd.

Następnie panel można zastąpić promieniami i skompensować utracony ładunek. W przypadku modeli pracujących bezpośrednio od słońca zasada ta nie działa - można je natychmiast zainstalować na oświetlonych obszarach i podłączonych urządzeniach.

Większość ładowarek słonecznych jest zaprojektowana do pracy w temperaturach od -20 do + 45 stopni, ale istnieją specjalne modele, które działają w ekstremalnych warunkach klimatycznych, tylko na zamówienie

Aby zmaksymalizować wydajność ładowania słonecznego, zalecamy:

1. Ustaw urządzenie tak, aby promienie padały na panel pod kątem prostym. Nawet jeśli słońce nie znajduje się w zenicie, możesz ustawić ładowanie we właściwej pozycji, podnosząc go pod kątem 40 stopni za pomocą pewnego rodzaju kopii zapasowej. Dzięki temu możesz zebrać ładunek o 20-30% większy niż w przypadku ustawienia panelu poziomo w jasnym miejscu.
2. Używaj urządzenia z napędem, i to nie tylko na postoju, ale także podczas podróży samochodem lub na kempingu. Taki tandem będzie w stanie zebrać energię na 2-3 ładunki telefoniczne nawet przy pochmurnej pogodzie bez bezpośredniego światła słonecznego.
3. Należy pamiętać, że w większości urządzeń składanych panele są połączone szeregowo, dlatego ważne jest, aby wszystkie elementy były równomiernie oświetlone.Na przykład, nawet jeśli cień pokrywa tylko połowę pierwszego z czterech paneli, moc baterii spadnie o połowę.
4. Aby akumulatory o dużej pojemności osiągnęły zadeklarowane parametry, zaleca się ich „rozproszenie” - całkowite rozładowanie, a następnie naładowanie do 100%. I tak 3-4 razy.
5. Na długą przerwę (miesiąc lub dłużej) przechowuj pamięć w temperaturze pokojowej. Jeśli jest to urządzenie z wbudowaną baterią, należy je najpierw naładować do 50-70%.

I ostatnia rada - nawet jeśli ładowanie stało się gorsze lub całkowicie nieczynne, nie demontuj go samodzielnie, aby nie uszkodzić elementów systemu i samej obudowy. Zdemontowane urządzenie jest automatycznie wycofywane z gwarancji, dlatego lepiej skontaktować się z autoryzowanym centrum serwisowym lub dostawcą.

Jak samemu zrobić ładowarkę?

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

Przykład domowego urządzenia w sztywnej 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 na baterie;
• Dioda blokująca Schottky'ego;
• gniazdo do złącza;
• kontroler ładowania (jednak jeśli ładowanie wytworzy 0,5-5 V, zamiast kontrolera można zastosować tańszy przetwornik podwyższający napięcie 5 V).

Jeśli chodzi o sam panel, tutaj musisz wykonać małe obliczenie liczby elementów, w oparciu o moc urządzenia, które planujesz naładować.

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

Zastąpienie kontrolera konwerterem pozwoli Ci na zebranie pamięci nawet przy niskim zużyciu energii z lampy na trawnik słoneczny - w każdym razie uzyskujemy wymagane 5 V na wyjściu (choć ładowanie zajmie dużo czasu)

W zależności od aktualnych parametrów przyszłego ładowania (2 lub 4A) wybiera się również pierwiastki krystaliczne. Zwykle 1 część wytwarza około 0,5 V, to znaczy, aby uzyskać co najmniej 5 V, potrzebujesz 10-12 elementów.

Następnie muszą być kolejno lutowane. Jeśli używany jest panel z latarki, nawet standardowe 70 * 70 cm może emitować napięcie od 2,5 do 4,5 V, więc lepiej jest sprawdzić za pomocą woltomierza.

Ostatnim etapem jest umieszczenie domowego ładunku w dowolnej odpowiedniej ramce (nawet puszka z cukierkami jest odpowiednia) i wyposażenie w złącze USB. Następnie należy przylutować diodę blokującą do złącza, a także przewody od panelu słonecznego do konwertera i uchwytu zgodnie z poniższym schematem.

Dioda Schottky'ego jest niezbędna, aby po włączeniu urządzenia baterie nie były rozładowywane przez baterię słoneczną. Możesz go kupić, podobnie jak inne komponenty, na rynkach radiowych lub w Internecie

Pozostaje zweryfikować działanie urządzenia na słońcu z dowolnym niskim urządzeniem. Jeśli wszystko jest w porządku, możesz użyć odpowiednich adapterów i ładować różne urządzenia.

Instrukcja fotograficzna dla niezależnych mistrzów

Możesz łatwo złożyć kompaktową ładowarkę z portem USB, aby zasilać telefon własnymi rękami. Wszystkie komponenty są dostępne w sprzedaży, w skrajnych przypadkach można je spisać. Domowe będzie kosztować dziesiątki razy taniej niż produkt wytwarzany fabrycznie, zwłaszcza jeśli jest szeroko reklamowany.

Kupując akcesoria do montażu urządzenia, musisz wziąć pod uwagę, że musisz kupić baterię słoneczną o napięciu 5 V lub większym. Mówiliśmy już o napięciu akumulatora, który wynosi 3,7 V. Jednak nie wspomnieliśmy o ważnej subtelności - „ochrona PCB” powinna być wskazana na etykiecie lub w dokumentacji technicznej akumulatora. Oznacza to, że jest chroniony przed głębokim rozładowaniem i przeładowaniem.

Wymagane są dwa dodatkowe złącza dla 2,5 mm: jeden z zatrzaskiem na panelu, drugi z drutem. Będziesz także potrzebował obwodu doładowania na USB, aby dostarczyć prąd stały.

Masz wszystko, czego potrzebujesz? Przejdźmy do montażu:

Ponadto musisz przylutować diodę.Jest on podłączony z jednej strony przewodem do akumulatora, z drugiej - środkową odnogą złącza. Pożądane jest, aby połączenia lutowane były jak najbliżej diody, wszystkie węzły muszą być chronione rurkami termokurczliwymi lub przynajmniej kroplami kleju.

Z zasadami wyboru paneli słonecznych do aranżacji prywatnego domu lub domku następny artykułpoświęcony temu interesującemu pytaniu.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Aby uzyskać wizualne wyobrażenie o ładowarkach słonecznych i zasadach ich działania, proponujemy zobaczyć naszą ofertę filmów:

Praktyczne wskazówki i porady dotyczące wyboru ładowania różnych urządzeń. Możesz zajrzeć do środka i przestudiować schemat monobloku z autorem tego filmu:

Jak zmontować ładowarkę zasilaną zrób to sam:

Dzięki postępowi technologicznemu i jasnym umysłom wynalazców, którzy udostępnili energię słoneczną zwykłym użytkownikom. Dzięki takim ładowarkom nie możesz się martwić faktem, że na wakacjach we właściwym czasie pozostaniesz bez komunikacji z cywilizacją.

Cóż, jeśli występują trudności z wyborem urządzenia, zawsze możesz zasięgnąć porady profesjonalistów, którzy są zaznajomieni z elektryką.

Opowiedz nam o tym, jak wykorzystałeś ładowanie słoneczne w warunkach kempingowych, na pikniku lub w drodze. Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Zadawaj pytania, dziel się wrażeniami i przydatnymi informacjami na ten temat, publikuj zdjęcia.