Carregador solar: dispositivo e princípio de funcionamento do carregamento solar

Mais e mais amantes de atividades ao ar livre preferem passar suas férias e fins de semana mais perto da natureza intocada. Mas é difícil para uma pessoa moderna recusar os benefícios da civilização - qual de nós não leva um telefone celular, laptop ou câmera em uma viagem?

Mas se houver um carregador solar na sua bagagem, o problema com a energia dos dispositivos será resolvido. Resta apenas descobrir como escolher o dispositivo certo. O artigo que apresentamos será de grande ajuda para esclarecer todas as questões.

O que é carregamento solar?

Esses carregadores são capazes de converter energia solar em corrente contínua. Eles podem trabalhar com vários modelos de navegadores, players, laptops, telefones, câmeras e outros dispositivos portáteis.

Mas o tempo de carregamento depende diretamente da potência do próprio dispositivo e do tipo de dispositivo descarregado; portanto, para escolher um dispositivo verdadeiramente prático e versátil, vale a pena entender suas características.

Recursos de design do instrumento

O dispositivo em si consiste em um painel de cristal, um controlador de nível de carga / descarga e um conversor de energia solar em energia elétrica.

Alguns modelos também são equipados com uma bateria tampão de várias células de lítio, o que permite que o dispositivo não apenas se converta, mas também acumule energia para carregar uma carga, mesmo no escuro.

Há alguns anos, os carregadores solares eram dispositivos bastante caros e hoje é um produto de massa com um preço acessível.

Benefícios das taxas solares:

• Universal - adaptado para vários dispositivos (os conectores USB são fornecidos no gabinete e a maioria dos modelos também é equipada com adaptadores especiais para vários tipos de equipamentos elétricos).
• Eles ocupam pouco espaço na bagagem de viagem.
• Existe uma grande variedade de formas, cores, tamanhos e potência para diversas necessidades e gostos estéticos.

Bem, a desvantagem mais significativa para todos os exercícios solares é o longo tempo que eles precisam para acumular "energia". Além disso, deve-se entender que, se quase qualquer modelo puder lidar com a energia de um telefone celular ou câmera, um "absorvedor" ativo de energia, como um laptop, já precisará de uma energia impressionante de uma bateria solar e uma bateria capacitiva.

O princípio de operação do dispositivo

Os carregadores portáteis movidos a energia solar são sistemas autônomos que podem processar energia dos raios e da rede elétrica, lâmpadas fluorescentes ou um computador. Além disso, muitos modelos não precisam da presença de sol intenso - eles acumulam uma carga mesmo em dias nublados, embora a eficiência, é claro, diminua (de 20 para 70%).

Se você comprar um dispositivo com a capacidade de se conectar à rede elétrica, poderá economizar significativamente o tempo acumulado de carga em tempo nublado.

O dispositivo funciona assim: os cristais no painel absorvem a energia solar, seu conversor "processa" em corrente elétrica, que entra na fonte de energia. Quando um telefone celular ou outro dispositivo é conectado a essa fonte usando um cabo, a energia acumulada flui gradualmente para o dispositivo descarregado.

Tipos de cargas solares

Quanto à aparência - aqui os fabricantes tentaram não apenas diversificar a gama de cores e a forma dos dispositivos, mas também tornar o dispositivo o mais conveniente possível para uso em várias situações. Considere as opções mais populares.

Monobloco - um dispositivo compacto feito de um painel e um acionamento fechado em uma caixa sólida de metal ou plástico. Esse dispositivo "salvará" um telefone descarregado na praia ou em um piquenique e não ocupará muito espaço em uma bolsa comum.

Os monoblocos são convenientes para a vida cotidiana - eles não ocupam muito espaço e podem ser carregados não apenas do sol, mas também durante o trabalho em um laptop ou computador

Painel flexível - Painel dobrável fino ou expansível com fotocélulas. Ela ocupa pouco espaço na bagagem e pesa muito menos que seu sólido concorrente, fechado em um estojo. Mas, apesar da área decente de "cobertura", placas flexíveis eles acumulam carga solar quase duas vezes mais lenta que os monoblocos.

Além disso, a maioria dos painéis funciona apenas com luz solar direta, sem armazenar energia para uso futuro - eles não têm uma bateria embutida. No entanto, você sempre pode sobrecarregar seu carregamento com uma unidade externa da energia necessária.

Portanto, os painéis flexíveis são uma boa opção para solucionar o problema de recarregar dispositivos de baixa potência com descanso "estacionário" - no país, pescando, com uma barraca. Mas para uma caminhada, é melhor procurar outra opção.

Durante o movimento, o painel flexível pode ser dobrado de forma compacta e colocado no porta-malas ou preso ao teto do carro, e parado - apenas espalhado ao sol

Encargo incorporado - o dispositivo consiste em painéis solaresanexados à parte externa das bolsas ou mochilas.Eles permitem recarregar dispositivos diretamente durante a viagem ou acumular uma carga na bateria embutida.

E esse acessório pode ser usado para a finalidade a que se destina - transportar qualquer item ou a mesma eletrônica, o que é muito conveniente para quem está interessado em fazer caminhadas ou trabalhar ao ar livre.

Embora as “mochilas energéticas” pareçam atraentes e elegantes, com o mesmo sucesso, você pode anexar temporariamente qualquer outro tipo de carga à sua bolsa (muitos modelos estão equipados com mosquetões especiais) e não se preocupar com a segurança do dispositivo durante chuva ou limpeza

Berços - podem ser vários painéis flexíveis dobrados compactamente em uma “pilha” ou uma variação de dois monoblocos fechados em um estojo rígido na forma de um livro suspenso.

O principal objetivo desse dispositivo é minimizar a "captura" de espaço útil no volume de sua bagagem e aumentar a eficiência devido a um número maior de fotocélulas. Um bom bônus - a maioria dos modelos é equipada com suportes em uma mochila ou vidro de carro.

O tamanho da “concha” pode ser selecionado com base nas suas necessidades: para carregar um dispositivo móvel, o tamanho do telefone é suficiente, mas para laptops e tablets, o painel, mesmo dobrado, não será menor que a folha A5

Porém, independentemente do design, todas as cargas solares funcionam com o mesmo princípio; portanto, considere as importantes nuances técnicas que ajudarão na compra de um dispositivo.

Como escolher uma opção adequada?

Para começar, vale a pena decidir o número e os tipos de dispositivos que você planeja cobrar com o carregamento solar. A potência do dispositivo e o tipo de porta de saída dependem desses parâmetros.

Se o seu dispositivo tiver várias portas USB, você poderá conectar e carregar vários dispositivos ao mesmo tempo, o mais importante, para permitir a energia da bateria

As características de vários dispositivos podem ser esclarecidas observando as instruções de uso e, em alguns dispositivos, a tensão de operação é indicada no carregador, incluído no kit, para facilitar a navegação. Em casos extremos, o adaptador desejado sempre pode ser adquirido.

Opções principais e boas adições

As características da corrente de carregamento dependem do tempo que o dispositivo precisará para ligar vários dispositivos. Este indicador é medido em ampères e é indicado nas portas do dispositivo.

Valores:

• 1 ampère - projetado para telefones celulares, cigarros eletrônicos, relógios, tocadores.
• 2 ampères - adequado para tablets, smartphones, câmeras digitais e câmeras de vídeo.
• 2,5-3 amperes - suportará carregar netbooks e laptops.

Também é importante conhecer a tensão de saída, porque os dispositivos recarregáveis ​​podem exceder a capacidade de carga solar em energia. Portanto, para a maioria dos telefones e tablets simples, será necessária uma saída de 5 volts, para câmeras digitais e aparelhos de jogos - 9, e para laptops e geladeiras - 12-24.

Mas, ainda assim, a principal característica do carregador é a energia do painel solar. O tempo de carregamento da bateria depende diretamente desse indicador. E aqui tudo se resume às características dos painéis de absorção de luz.

Por exemplo, elementos com uma potência de 5 W (opção de orçamento padrão) terão uma corrente de 900 ma horas e 10 W - 1500 ma. Ou seja, para carregar o telefone com carregamento solar de 5 W, levará de 2 a 3 horas, mas um painel com uma potência de 10 W fará apenas uma hora e meia.

Para dispositivos poderosos, como tablets e laptops, é melhor comprar modelos dobráveis ​​em vários painéis que geram uma carga rapidamente

Além disso, dispositivos com painéis cuja potência não exceda 2 W são usados ​​apenas para acumular a carga da bateria embutida. E para carregar diretamente os dispositivos da luz solar, você precisa de painéis com uma potência de 3 W ou mais.

Outros parâmetros importantes:

1. Disponibilidade da bateria - se o dispositivo não tiver uma unidade, ele só poderá funcionar enquanto estiver em um local iluminado.Os dispositivos com baterias são capazes de fornecer uma carga a qualquer hora do dia e de outras fontes - a porta USB de um laptop ou uma tomada com uma conexão de 220V.
2. Tipo de fotocélulas - acredita-se que os cristais únicos (sua eficiência no nível de 13 a 18%) absorvam a luz do sol com mais eficiência. Nos policristais, esse número é menor - cerca de 10 a 12%. Você pode distingui-los mesmo a olho nu - os painéis policristalinos têm um tom azul escuro e seus concorrentes têm preto.
3. Interface - O carregamento solar universal é equipado com USB informativo, onde você pode escolher a opção que precisa, dependendo do tipo de dispositivo descarregado. Alguns dispositivos também estão equipados com um indicador da intensidade da luz solar, o que ajudará a determinar a localização ideal para uma carga rápida.
4. Protecção - a priori, todos os dispositivos possuem um sistema de segurança que permite sua operação na natureza. Mas para os fãs de aventuras extremas, vale a pena procurar um dispositivo com proteção aprimorada contra chuva, poeira, sujeira, choque e outras forças maiores.

Recursos adicionais são frequentemente representados pela função "lanterna" ou "lâmpada". Isso pode ser relevante não apenas para os entusiastas do ar livre, mas também para os motoristas - ao substituir uma roda ou reparar em uma estrada noturna, uma luz brilhante se tornará um assistente indispensável.

Dos outros bônus, os fabricantes podem oferecer um hub USB ou ponto de acesso Wi-Fi. Mas, é claro, quaisquer adições aumentam significativamente o custo final do produto. E se você precisar deles depende de você.

Em termos de intensidade de compras, os seguintes modelos nos levam:

Recomendações gerais para operar a memória

Os dispositivos com uma bateria embutida devem estar totalmente carregados antes da primeira operação, e não do sol, mas da rede elétrica. Em seguida, conecte qualquer dispositivo ao carregador para que ele receba energia e descarregue a unidade.

Depois disso, o painel pode ser substituído sob os raios e compensar a carga perdida. Para modelos que trabalham diretamente do sol, essa regra não funciona - eles podem ser instalados imediatamente em áreas iluminadas e em dispositivos conectados.

A maioria dos carregadores solares é projetada para operar em temperaturas que variam de -20 a + 45 graus, mas também existem modelos especiais que funcionam em climas extremos, mas eles são feitos sob encomenda.

Para maximizar a eficiência do carregamento solar, recomendamos o seguinte:

1. Posicione o dispositivo para que os raios caiam no painel em ângulo reto. Mesmo que o sol não esteja no auge, você pode colocar a carga na posição correta, elevando-a em um ângulo de 40 graus usando algum tipo de apoio. Assim, você pode cobrar uma taxa de 20 a 30% a mais do que colocar o painel horizontalmente em um local claro.
2. Use o dispositivo com o drive, e não apenas em paradas, mas também quando estiver viajando de carro ou em um acampamento. Esse conjunto poderá coletar energia para 2-3 cobranças telefônicas, mesmo em tempo nublado, sem luz solar direta.
3. Lembre-se de que, na maioria dos dispositivos dobráveis, os painéis são conectados em série; portanto, é importante que todos os elementos estejam uniformemente iluminados.Por exemplo, mesmo que a sombra cubra apenas metade do primeiro dos quatro painéis, a energia da bateria diminuirá pela metade.
4. Para que as baterias de alta capacidade atinjam os parâmetros declarados, recomenda-se que elas sejam “dispersas” - completamente descarregadas e depois carregadas a 100%. E assim 3-4 vezes.
5. Para uma longa pausa (um mês ou mais), armazene a memória em temperatura ambiente. Se este é um dispositivo com uma bateria embutida, ele deve primeiro ser carregado de 50 a 70%.

E o último conselho - mesmo que o carregamento tenha piorado ou esteja completamente inoperante, não o desmonte sozinho, para não danificar os elementos do sistema e o próprio gabinete. O dispositivo desmontado é automaticamente retirado da garantia, portanto é melhor entrar em contato com um centro de serviço autorizado ou com o fornecedor.

Como fazer você mesmo um carregador?

Embora os carregadores modernos já tenham deixado de ser dispositivos de classe premium e sejam bastante acessíveis para o consumidor médio, se você quiser economizar dinheiro, sempre há a oportunidade de fazer você mesmo esse dispositivo.

Um exemplo de dispositivo caseiro em um estojo rígido de metal pode equipado com um conector USB e um conversor de energia para carregar dispositivos de baixa potência

 Para fazer um carregador solar simples, você precisa adquirir vários elementos básicos:

• painel de cristal poli ou simples;
• suporte para baterias;
• Diodo de bloqueio de Schottky;
• tomada para conector;
• controlador de carregamento (no entanto, se o carregamento produzir 0,5-5V, você poderá usar um conversor de 5V mais barato em vez do controlador).

Quanto ao painel em si, aqui você precisa fazer um pequeno cálculo do número de elementos, com base na potência do dispositivo que planeja carregar.

Por exemplo, se a corrente de carga de uma bateria tiver cerca de 10% de sua capacidade, será necessária uma corrente de 2A para carregar 20.000 mA e levará cerca de 14 horas para alimentar o dispositivo. Se você dobrar a corrente para 4A, o tempo para recarregar será reduzido para 7 horas.

A substituição do controlador por um conversor permitirá que você colete a memória mesmo com uma bateria de baixa potência de uma lâmpada solar - de qualquer maneira, obtemos os 5V necessários na saída (embora demore muito para carregar)

Dependendo dos parâmetros atuais para carregamento futuro (2 ou 4A), elementos cristalinos também são selecionados. Normalmente, uma parte produz cerca de 0,5V, ou seja, para obter pelo menos 5V, você precisará de 10 a 12 elementos.

Então eles precisam ser soldados sequencialmente juntos. Se o painel da lanterna for usado, mesmo os 70 * 70 cm padrão podem produzir de 2,5 a 4,5V, portanto, é melhor verificar com um voltímetro.

A etapa final é incluir uma carga caseira em qualquer quadro adequado (até uma lata de doces é adequada) e equipar com um conector USB. Em seguida, é necessário soldar o diodo de bloqueio no conector, bem como os fios do painel solar no conversor e suporte, conforme o diagrama abaixo.

O diodo Schottky é necessário para que, quando o dispositivo for ligado, as baterias não sejam descarregadas através da bateria solar. Você pode comprá-lo, como outros componentes, nos mercados de rádio ou na Internet

Resta verificar a operação do dispositivo ao sol com qualquer dispositivo baixo. Se tudo estiver em ordem, você poderá usar os adaptadores apropriados e carregar vários dispositivos.

Instruções fotográficas para mestres independentes

Você pode montar facilmente um carregador compacto com uma porta USB para alimentar seu telefone com suas próprias mãos. Todos os componentes estão disponíveis para venda; em casos extremos, eles podem ser gravados. O caseiro custará dezenas de vezes mais barato que um produto fabricado em fábrica, especialmente se for amplamente divulgado.

Ao adquirir acessórios para a montagem do dispositivo, é necessário considerar que você precisa comprar uma bateria solar com tensão de 5V ou mais. Já falamos sobre a tensão da bateria, é de 3,7 V. No entanto, não mencionamos uma sutileza importante - a “proteção da placa de circuito impresso” deve ser indicada na etiqueta ou nos documentos técnicos da bateria. Isso significa que ele está protegido contra descargas e sobrecargas profundas.

São necessários mais dois conectores de 2,5 mm: um com um grampo no painel e o segundo com um fio. Você também precisará de um circuito de reforço no USB para fornecer energia DC.

Estocados com tudo o que você precisa? Vamos prosseguir para a montagem:

Além disso, você precisa soldar o diodo.Ele é conectado de um lado por um fio à bateria, por outro - com a perna do meio do conector. É desejável fazer juntas soldadas o mais próximo possível do diodo, todos os nós devem ser protegidos por tubos termo-retráteis ou pelo menos gotas de cola.

Com as regras para a seleção de painéis solares para organizar uma casa ou chalé particular próximo artigodedicado a esta questão interessante.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Para ter uma idéia visual dos carregadores solares e dos princípios de seu trabalho, oferecemos uma seleção de vídeos:

Dicas e truques práticos para escolher o carregamento para diferentes dispositivos. Você pode olhar para dentro e estudar o esquema de monobloco com o autor deste vídeo:

Como montar um carregador de bateria do tipo faça você mesmo:

Graças ao progresso tecnológico e à mente brilhante dos inventores que disponibilizaram a energia do sol para usuários comuns. Graças a esses carregadores, você não pode se preocupar com o fato de que, de férias no momento certo, ficará sem comunicação com a civilização.

Bem, se houver dificuldades com a seleção do dispositivo, você sempre pode procurar o aconselhamento de profissionais versados ​​em elétrica.

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