Polnilnik sončnih baterij: naprava in princip delovanja solarnega polnjenja

Vse več poznavalcev aktivnega preživljanja prostega časa svoje počitnice in vikende raje preživlja bližje neokrnjeni naravi.Toda sodobnemu človeku je težko zavrniti prednosti civilizacije - kdo od nas ne vzame na potovanje mobilnega telefona, prenosnika ali fotoaparata?

Če pa imate v prtljagi polnilec na sončno energijo, bo problem z napajanjem vaših naprav rešen. Ostaja le ugotoviti, kako izbrati pravo napravo. Članek, ki ga predstavljamo, bo zagotovil učinkovito pomoč pri razjasnitvi vseh vprašanj.

Kaj je solarno polnjenje?

Ti polnilci so sposobni pretvarjati sončno energijo v enosmerni električni tok. Lahko delujejo z različnimi modeli navigatorjev, predvajalnikov, prenosnih računalnikov, telefonov, kamer in drugih prenosnih naprav.

Toda čas polnjenja je neposredno odvisen od moči same naprave in vrste izpraznjene naprave, zato je za izbiro resnično praktične in univerzalne naprave vredno razumeti njene značilnosti.

Oblikovne značilnosti naprave

Sama naprava je sestavljena iz kristalne plošče, krmilnika nivoja polnjenja/praznjenja in pretvornika sončne energije v električno.

Nekateri modeli so opremljeni tudi z vmesno baterijo, sestavljeno iz več litijevih celic, ki omogoča napravi ne samo pretvorbo, temveč tudi kopičenje energije, da se sprosti polnjenje tudi v temi.

Še pred nekaj leti so bile solarne polnilnice precej drage naprave, danes pa so masovni izdelek z dostopno ceno

Prednosti solarnih polnilnikov:

• Univerzalno - prilagojeno za različne naprave (priključki USB so na ohišju, večina modelov pa je dodatno opremljena s posebnimi adapterji za različne vrste električne opreme).
• Zavzame malo prostora v potovalni prtljagi.
• Na voljo je širok izbor oblik, barv, velikosti in moči, ki ustrezajo različnim potrebam in estetskim okusom.

No, najpomembnejša pomanjkljivost vseh solarnih polnilnikov je dolg čas, ki ga potrebujejo, da akumulirajo "moč".Poleg tega je treba razumeti, da če skoraj vsak model zmore napajati mobilni telefon ali kamero, potem bo aktivni "absorber" energije, kot je prenosni računalnik, že zahteval impresivno moč iz sončne baterije in kapacitivne baterije.

Kako naprava deluje

Prenosne polnilnice na sončno energijo so avtonomni sistemi, ki lahko obdelujejo energijo tako iz žarkov kot iz električnega omrežja, fluorescenčnih sijalk ali računalnika. Poleg tega mnogim modelom ni treba imeti intenzivnega sonca - kopičijo polnjenje tudi v oblačnih dneh, čeprav učinkovitost seveda pade (od 20 do 70%).

Če kupite napravo z možnostjo priključitve na električno vtičnico, lahko znatno prihranite čas pri kopičenju polnjenja v oblačnem vremenu.

Naprava deluje takole: kristali na plošči absorbirajo sončno energijo, pretvornik jo "obdela" v električni tok, ki se dovaja v vir energije. Ko mobilni telefon ali drugo napravo s kablom povežemo s tem virom, se akumulirana energija postopoma steka v izpraznjeno napravo.

Vrste solarnih polnilnikov

Kar zadeva videz, so proizvajalci že poskušali ne le diverzificirati barvno shemo in obliko naprav, temveč tudi narediti napravo čim bolj priročno za uporabo v različnih situacijah. Oglejmo si najbolj priljubljene možnosti.

Monoblok – kompaktna naprava, sestavljena iz plošče in pogona v trdnem kovinskem ali plastičnem ohišju. Takšna naprava bo "rešila" izpraznjen telefon na plaži ali pikniku in ne bo zavzela veliko prostora v običajni torbi.

Monobloki so primerni za vsakdanje življenje - ne zavzamejo veliko prostora in jih je mogoče polniti ne le na soncu, ampak tudi med delom na prenosnem računalniku ali računalniku

Fleksibilna plošča – tanka zložljiva ali raztegljiva plošča s fotocelicami. V vaši prtljagi zavzame malo prostora in tehta precej manj kot njegov trden, zaprt konkurent. Toda kljub spodobnemu območju "pokritosti", fleksibilne plošče kopičijo sončni naboj skoraj dvakrat počasneje kot monobloki.

Poleg tega večina panelov deluje samo na neposredni sončni svetlobi, brez shranjevanja energije za prihodnjo uporabo - nimajo vgrajene baterije. Vendar pa lahko svoje polnjenje vedno dopolnite z zunanjo napravo za shranjevanje zahtevane moči.

Tako so fleksibilne plošče dobra možnost za rešitev problema polnjenja naprav z nizko porabo energije med "stacionarnimi" počitnicami - na podeželju, ribolovu, s šotorom. Toda za pohodniški izlet je bolje pogledati drugo možnost.

Med vožnjo lahko fleksibilno ploščo kompaktno zložite in postavite v prtljažnik ali pritrdite na streho avtomobila, v mirovanju pa jo preprosto razprostrite na soncu.

Vgrajeno polnjenje – naprava je sestavljena iz sončni kolektorji, ki so pritrjeni na zunanjo stran torb ali potovalnih nahrbtnikov. Omogočajo vam polnjenje naprav med potovanjem ali shranjevanje napolnjenosti v vgrajeno baterijo.

Ta pripomoček se lahko uporablja tudi za predvideni namen - za prenašanje kakršnih koli predmetov ali elektronike, kar je zelo priročno za tiste, ki radi hodijo ali delajo na prostem.

Čeprav so »energijski nahrbtniki« videti privlačni in elegantni, lahko prav tako enostavno na torbo začasno pritrdite katerikoli drug tip polnilca (mnogi modeli so opremljeni celo s posebnimi karabini) in ne skrbite za varnost naprave med dežjem ali čiščenjem.

Zložljive postelje – to je lahko več prožnih plošč, kompaktno zloženih v "kup" ali različica dveh monoblokov, zaprtih v togo ohišje v obliki spustne knjige.

Glavni cilj takšne naprave je čim manjše "zajemanje" uporabnega prostora v prostornini vaše prtljage in povečanje učinkovitosti zaradi večjega števila fotocelic. Lep bonus je, da je večina modelov opremljena z nosilci za nahrbtnik ali avtomobilsko okno.

Velikost preklopne školjke lahko izberete glede na vaše potrebe: za polnjenje mobilnega telefona zadostuje naprava v velikosti samega telefona, pri prenosnikih in tablicah pa plošča, tudi ko je zložena, ne bo manjša od A5. list

Toda ne glede na zasnovo vsi solarni polnilniki delujejo po istem principu, zato si poglejmo pomembne tehnične nianse, ki bodo pomagale pri nakupu naprave.

Kako izbrati pravo možnost?

Najprej se morate odločiti za število in vrste naprav, ki jih nameravate polniti s pomočjo solarnega polnjenja. Od teh parametrov sta odvisna moč naprave in vrsta izhodnih vrat.

Če ima naprava več vrat USB, lahko hkrati povežete in polnite različne naprave, glavno je, da moč baterije to omogoča.

Značilnosti različnih naprav si lahko razjasnite, če pogledate njihova navodila za uporabo, pri nekaterih napravah pa je delovna napetost navedena tudi na polnilniku, ki je priložen kompletu, tako da se ne boste težko orientirali. V skrajnem primeru lahko vedno kupite potreben adapter.

Osnovni parametri in lepi dodatki

Karakteristike polnilnega toka določajo čas, ki ga naprava porabi za ponovno polnjenje različnih naprav. Ta indikator se meri v amperih in je označen na vratih naprave.

Vrednote:

• 1 amper – namenjen za mobilne telefone, elektronske cigarete, ure, predvajalnike.
• 2 ampera – primeren za tablice, pametne telefone, digitalne fotoaparate in video kamere.
• 2,5-3 ampera - bo kos polnjenju netbookov in prenosnikov.

Pomembno je tudi poznati izhodno napetost, saj lahko naprave, ki se polnijo, presežejo moč solarnega polnjenja. Torej, za večino telefonov in preprostih tabličnih računalnikov boste potrebovali izhod 5 voltov, za digitalne fotoaparate in igralne pripomočke - 9, za prenosnike in avtomobilske hladilnike - 12-24.

Še vedno pa je glavna značilnost polnilnika moč sončne celice. Čas polnjenja baterije je neposredno odvisen od tega indikatorja. In tukaj je vse odvisno od značilnosti plošč za zbiranje svetlobe.

Na primer, elementi z močjo 5 W (standardna proračunska možnost) bodo imeli tok 900 mA ur, 10 W pa tok 1500 mA. To pomeni, da bo polnjenje telefona iz 5 W solarnega polnilnika trajalo 2-3 ure, 10 W plošča pa bo to storila v uri in pol.

Za zmogljive naprave, kot so igralne tablice in prenosniki, je bolje kupiti zložljive modele z več ploščami, ki hitro ustvarijo polnjenje

Poleg tega se naprave s ploščami, katerih moč ne presega 2 W, uporabljajo samo za kopičenje polnjenja vgrajene baterije. Za neposredno polnjenje naprav iz sončne svetlobe potrebujete plošče z močjo 3 W ali več.

Drugi pomembni parametri:

1. Razpoložljivost baterije – če naprava nima pomnilnika, lahko deluje le na osvetljenem mestu. Naprave z baterijami se lahko polnijo kadarkoli v dnevu, lahko pa se polnijo tudi iz drugih virov – USB priključka prenosnika ali vtičnice, priključene na 220 V.
2. Vrsta fotocelic – menijo, da monokristali bolj učinkovito absorbirajo sončno svetlobo (njihov izkoristek je 13-18%). Za polikristale je ta številka nižja - približno 10-12%. Lahko jih ločite celo s prostim očesom - polikristalne plošče imajo temno moder odtenek, medtem ko so njihovi konkurenti črni.
3. Vmesnik – univerzalne solarne polnilnice so opremljene z informativnim USB, kjer lahko izberete želeno možnost glede na vrsto izpraznjene naprave. Nekatere naprave so opremljene tudi z indikatorjem intenzivnosti sončne svetlobe, ki bo pomagal določiti optimalno lokacijo za hitro polnjenje.
4. Zaščita – a priori imajo vse naprave varnostni sistem, ki omogoča njihovo uporabo na prostem. Toda za ljubitelje ekstremnih avantur je vredno poiskati napravo z izboljšano zaščito pred dežjem, prahom, umazanijo, udarci in drugo višjo silo.

Dodatne funkcije so najpogosteje predstavljene s funkcijo "luč" ali "svetilka". To je lahko pomembno ne le za ljubitelje rekreacije na prostem, ampak tudi za avtomobiliste - pri menjavi pnevmatike ali popravilu na cesti ponoči bo svetla luč postala nepogrešljiv pomočnik.

Med drugimi bonusi lahko proizvajalci ponudijo zvezdišče USB ali točko Wi-Fi. Seveda pa kakršni koli dodatki bistveno povečajo končno ceno izdelka. Ali so res potrebni, presodite sami.

Naši vodilni modeli glede intenzivnosti nakupovanja so:

Splošna priporočila za uporabo polnilnika

Naprave z vgrajeno baterijo je treba pred prvo uporabo popolnoma napolniti, ne na soncu, temveč iz električnega omrežja. Nato priključite katero koli napravo na polnilnik, tako da prejme energijo in izprazni pogon.

Po tem lahko ploščo izpostavimo žarkom in nadomestimo izgubljeni naboj. Za modele, ki delujejo neposredno od sonca, to pravilo ne deluje - jih je mogoče takoj namestiti na osvetljena območja in povezati z napravami.

Večina solarnih polnilnikov je zasnovanih za delovanje pri temperaturah od –20 do +45 stopinj, obstajajo pa tudi posebni modeli, ki delujejo v ekstremnih podnebjih, le da so izdelani po naročilu.

Za čim večjo učinkovitost solarnega polnjenja priporočamo naslednje:

1. Napravo postavite tako, da žarki padajo na ploščo pod pravim kotom. Tudi če sonce ni v zenitu, lahko polnilcu zagotovite pravilen položaj tako, da ga dvignete pod kotom 40 stopinj s pomočjo neke vrste opore. Tako lahko zberete 20-30% več naboja, kot če ploščo postavite vodoravno na osvetljeno mesto.
2. Napravo uporabljajte skupaj s shranjevalno napravo ne samo na počivališčih, ampak tudi med potovanjem z avtomobilom ali na pohodu.Takšen tandem bo lahko zbral energijo za 2-3 polnjenja telefona tudi v oblačnem vremenu brez neposredne sončne svetlobe.
3. Ne pozabite, da so v večini zložljivih naprav plošče povezane zaporedno, zato je pomembno, da so vsi elementi enakomerno osvetljeni. Na primer, tudi če senca pokriva le polovico prve od štirih plošč, bo moč baterije padla za polovico.
4. Da bi baterije z visoko zmogljivostjo dosegle navedene parametre, je priporočljivo, da jih "overclockirate" - popolnoma jih izpraznite in nato napolnite do 100%. In tako 3-4 krat.
5. Med daljšo prekinitvijo delovanja (mesec ali več) hranite polnilnik pri sobni temperaturi. Če gre za napravo z vgrajeno baterijo, jo je treba najprej napolniti na 50-70%.

In zadnji nasvet - tudi če se je polnjenje poslabšalo ali se je popolnoma pokvarilo, ga ne razstavljajte sami, da ne poškodujete elementov sistema in samega ohišja. Razstavljena naprava samodejno razveljavi garancijo, zato je bolje, da se obrnete na pooblaščeni servis ali dobavitelja.

Kako narediti polnilec z lastnimi rokami?

Čeprav sodobni polnilniki niso več vrhunske naprave in so cenovno dostopni za povprečnega potrošnika, če želite prihraniti denar, vedno obstaja možnost, da takšno napravo naredite sami.

Primer domače naprave v trdem ohišju iz kovinske pločevinke, opremljene z USB priključkom in pretvornikom energije za polnjenje naprav z nizko porabo energije

 Za izdelavo preprostega solarnega polnilnika morate kupiti več osnovnih elementov:

• poli- ali monokristalna plošča;
• nosilec baterije;
• Schottkyjeva blokirna dioda;
• priključna vtičnica;
• krmilnik polnjenja (če pa polnjenje proizvede 0,5–5 V, lahko namesto krmilnika uporabite cenejši 5 V ojačevalni pretvornik).

Kar zadeva samo ploščo, morate tukaj narediti majhen izračun števila elementov glede na moč naprave, ki jo nameravate polniti.

Na primer, če je polnilni tok za baterijo približno 10 % njene zmogljivosti, potem polnjenje pri 20.000 mA zahteva tok 2 A, za napajanje naprave pa bo potrebnih približno 14 ur. Če podvojite tok na 4A, se čas polnjenja skrajša na 7 ur.

Zamenjava krmilnika s pretvornikom vam bo omogočila, da sestavite polnilnik tudi z uporabo baterije z nizko porabo energije iz sončne svetilke za trato - še vedno boste dobili zahtevani izhod 5 V (čeprav bo polnjenje trajalo dolgo)

Glede na trenutne parametre za prihodnje polnjenje (2 ali 4A) so izbrani tudi kristalni elementi. Običajno 1 del proizvede približno 0,5 V, to pomeni, da boste dobili vsaj 5 V, boste potrebovali 10-12 elementov.

Nato jih je treba zaporedno spajati skupaj. Če uporabljate ploščo svetilke, lahko tudi standardna 70 * 70 cm oddaja napetost od 2,5 do 4,5 V, zato je bolje preveriti z voltmetrom.

Končna faza je, da domači polnilnik zaprete v kateri koli primeren okvir (tudi kozarec za sladkarije) in ga opremite s priključkom USB. Nato morate na konektor spajkati blokirno diodo, pa tudi žice od solarne plošče do pretvornika in držala v skladu s spodnjim diagramom.

Schottkyjeva dioda je potrebna, da se ob vklopu naprave baterije ne izpraznijo skozi solarno ploščo. Kupite ga lahko, tako kot druge komponente, na radijskih trgih ali na internetu

Preostane le še preveriti delovanje naprave na soncu s poljubno izpraznjeno napravo.Če je vse v redu, lahko uporabite ustrezne adapterje in polnite različne naprave.

Foto navodila za mojstre

Z lastnimi rokami lahko preprosto sestavite kompakten polnilnik z USB priključkom za napajanje telefona. Vse komponente so na voljo v prosti prodaji, v skrajnem primeru jih je mogoče naročiti. Domač izdelek bo stal več desetkrat manj kot tovarniško izdelan izdelek, še posebej, če se veliko oglašuje.

Pri nakupu komponent za sestavo naprave morate upoštevati, da je treba sončno baterijo kupiti z napetostjo 5 V ali več. O napetosti baterije smo že govorili, je 3,7 V. Vendar nismo omenili pomembne tankosti - "zaščita PCB" mora biti navedena na oznaki baterije ali tehničnih dokumentih. To pomeni, da je zaščiten pred globoko izpraznitvijo in prenapolnjenostjo.

Potrebovali boste tudi dva 2,5 mm priključka: enega z zapahom na plošči, drugega z žico. Potrebovali boste tudi ojačevalno vezje USB za napajanje enosmernega toka.

Ste naredili zalogo vsega, kar potrebujete? Začnimo s sestavljanjem:

Poleg tega morate spajkati diodo. Na eni strani je z žico povezan z baterijo, na drugi strani pa s srednjim zatičem konektorja. Priporočljivo je spajkati povezave čim bližje diodi, vsa vozlišča morajo biti zaščitena s termoskrčno cevjo ali vsaj z lepilnimi kapljicami.

Seznanil vas bo s pravili izbire sončnih kolektorjev za opremljanje zasebne hiše ali koče. naslednji članekposvečeno tej zanimivi problematiki.

Zaključki in uporaben video na to temo

Da bi dobili vizualno predstavo o solarnih polnilnikih in načelih njihovega delovanja, predlagamo ogled našega izbora videoposnetkov:

Praktični nasveti in nasveti, kako izbrati polnilec za različne naprave. Lahko pogledate v notranjost in skupaj z avtorjem tega videa preučite diagram sladkarije:

Kako z lastnimi rokami sestaviti polnilec, ki ga poganjajo sončni žarki:

Zahvaljujoč tehnološkemu napredku in bistrim umom izumiteljev, ki so sončno energijo naredili dostopno običajnim uporabnikom. Zahvaljujoč takšnim polnilnikom vam ni treba skrbeti, da boste ob pravem času na dopustu ostali brez komunikacije s civilizacijo.

No, če imate kakršne koli težave pri izbiri naprave, lahko vedno poiščete nasvet strokovnjakov, ki poznajo elektrotehniko.

Povejte nam, kako ste uporabljali solarno polnjenje med kampiranjem, na pikniku ali na poti. Napišite komentarje v spodnji blok. Postavite vprašanja, delite svoje vtise in koristne informacije o temi, objavite fotografije.