Carregador de bateries solars: dispositiu i principi de funcionament de la càrrega solar

Cada cop són més els coneixedors de l'esbarjo actiu prefereixen passar les vacances i els caps de setmana més a prop de la natura verge.Però és difícil que una persona moderna negui els beneficis de la civilització: qui de nosaltres no porta un telèfon mòbil, un ordinador portàtil o una càmera de viatge?

Però si teniu un carregador d'energia solar a l'equipatge, el problema amb l'alimentació dels vostres dispositius estarà resolt. Només queda esbrinar com triar el dispositiu adequat. L'article que presentem proporcionarà una assistència eficaç per aclarir tots els problemes.

Què és la càrrega solar?

Aquests carregadors són capaços de convertir l'energia solar en corrent elèctric continu. Poden treballar amb diversos models de navegadors, reproductors, ordinadors portàtils, telèfons, càmeres i altres dispositius portàtils.

Però el temps de càrrega depèn directament de la potència del propi dispositiu i del tipus de dispositiu descarregat, per tant, per triar un dispositiu realment pràctic i universal, val la pena entendre les seves característiques.

Característiques de disseny del dispositiu

El propi dispositiu consta d'un panell cristal·lí, un controlador de nivell de càrrega/descàrrega i un convertidor d'energia solar a elèctrica.

Alguns models també estan equipats amb una bateria amortidor que consta de diverses cèl·lules de liti, que permet que el dispositiu no només es converteixi, sinó que també acumuli energia per alliberar una càrrega fins i tot a la foscor.

Fa només un parell d'anys, els carregadors solars eren dispositius força cars, però avui són un producte massiu amb un preu assequible.

Avantatges dels carregadors solars:

• Universal: adaptat per a diversos dispositius (a la caixa es proporcionen connectors USB i la majoria dels models també estan equipats amb adaptadors especials per a diversos tipus d'equips elèctrics).
• Ocupa poc espai a l'equipatge de viatge.
• Hi ha una àmplia selecció de formes, colors, mides i potència per adaptar-se a diferents necessitats i gustos estètics.

Bé, l'inconvenient més important de tots els carregadors solars és el temps que triguen a acumular "potència".A més, s'ha d'entendre que si gairebé qualsevol model pot alimentar un telèfon mòbil o una càmera, aleshores un "absorbidor" actiu d'energia, com un ordinador portàtil, ja requerirà una potència impressionant d'una bateria solar i una bateria capacitiva.

Com funciona el dispositiu

Els carregadors portàtils d'energia solar són sistemes autònoms que poden processar energia tant de raigs com de la xarxa elèctrica, làmpades fluorescents o un ordinador. A més, molts models no necessiten tenir sol intens: acumulen càrrega fins i tot en dies ennuvolats, tot i que l'eficiència, per descomptat, baixa (del 20 al 70%).

Si compres un dispositiu amb la possibilitat de connectar-se a una presa de corrent, pots estalviar molt temps en acumular càrrega en temps ennuvolat.

El dispositiu funciona així: els cristalls del panell absorbeixen l'energia solar, el convertidor la "procesa" en corrent elèctric, que es subministra a la font d'alimentació. Quan un telèfon mòbil o un altre dispositiu es connecta a aquesta font mitjançant un cable, l'energia acumulada flueix gradualment cap al dispositiu descarregat.

Tipus de carregadors solars

Pel que fa a l'aparença, els fabricants ja han intentat no només diversificar l'esquema de colors i la forma dels dispositius, sinó també fer que el dispositiu sigui el més còmode possible per utilitzar-lo en diverses situacions. Vegem les opcions més populars.

Monobloc – un dispositiu compacte format per un panell i un accionament tancat en una caixa sòlida de metall o plàstic. Aquest dispositiu "estalviarà" un telèfon descarregat a la platja o un pícnic i no ocuparà gaire espai en una bossa normal.

Els monoblocs són convenients per a la vida quotidiana: no ocupen gaire espai i es poden carregar no només des del sol, sinó també mentre es treballa en un ordinador portàtil o ordinador.

Panell flexible – un panell prim plegable o desplegable amb fotocèl·lules. Ocupa poc espai a l'equipatge i pesa molt menys que el seu competidor sòlid i tancat. Però, malgrat l'àrea de "cobertura" decent, plaques flexibles acumula la càrrega solar gairebé el doble de lentament que els monoblocs.

A més, la majoria dels panells funcionen només amb la llum solar directa, sense emmagatzemar energia per a un ús futur: no tenen bateria incorporada. Tanmateix, sempre podeu complementar la càrrega amb un dispositiu d'emmagatzematge extern de la potència necessària.

Així, els panells flexibles són una bona opció per resoldre el problema de la recàrrega de dispositius de baixa potència durant unes vacances "estacionàries": al país, pescant, amb una tenda de campanya. Però per fer senderisme, és millor mirar una altra opció.

Durant la conducció, el panell flexible es pot plegar de manera compacta i col·locar-se al maleter o subjectar-se al sostre del cotxe, i en repòs, simplement es pot estendre al sol.

Càrrega integrada – el dispositiu consta de panells solars, que s'enganxen a l'exterior de les bosses o motxilles de viatge. Us permeten recarregar dispositius mentre viatgeu o emmagatzemar la càrrega a la bateria integrada.

Aquest accessori també es pot utilitzar per al propòsit previst: per portar qualsevol objecte o aparell electrònic, la qual cosa és molt convenient per a aquells aficionats a fer senderisme o treballar a l'aire lliure.

Tot i que les "motxilles energètiques" semblen atractives i elegants, amb la mateixa facilitat podeu connectar temporalment qualsevol altre tipus de carregador a la vostra bossa (fins i tot molts models estan equipats amb mosquetons especials) i no preocupar-vos per la seguretat del dispositiu durant la pluja o la neteja.

Llits plegables – poden ser diversos panells flexibles, plegats compactament en una "pila", o una variació de dos monoblocs tancats en una caixa rígida en forma de llibre desplegable.

L'objectiu principal d'aquest dispositiu és minimitzar la "captura" d'espai útil en el volum del vostre equipatge i augmentar l'eficiència a causa d'un major nombre de fotocèl·lules. Un bon avantatge és que la majoria dels models estan equipats amb suports per a una motxilla o una finestra del cotxe.

La mida de la carcassa es pot seleccionar en funció de les vostres necessitats: per carregar un telèfon mòbil, n'hi ha prou amb un dispositiu de la mida del telèfon, però per a ordinadors portàtils i tauletes, el panell, fins i tot plegat, no serà més petit que un A5. fulla

Però independentment del disseny, tots els carregadors solars funcionen amb el mateix principi, així que mirem els matisos tècnics importants que us ajudaran a l'hora de comprar un dispositiu.

Com triar l'opció correcta?

En primer lloc, hauríeu de decidir el nombre i els tipus de dispositius que voleu carregar amb la càrrega solar. La potència del dispositiu i el tipus de port de sortida depenen d'aquests paràmetres.

Si el dispositiu té diversos ports USB, podeu connectar i carregar diversos dispositius simultàniament, el més important és que la bateria ho permet

Les característiques de diversos dispositius es poden aclarir mirant les seves instruccions de funcionament, i en alguns dispositius també s'indica la tensió de funcionament al carregador que s'inclou al kit, de manera que no serà difícil navegar. Com a últim recurs, sempre podeu comprar l'adaptador necessari.

Paràmetres bàsics i complements agradables

Les característiques del corrent de càrrega determinen el temps que triga el dispositiu a recarregar diversos dispositius. Aquest indicador es mesura en amperes i s'indica als ports del dispositiu.

Valors:

• 1 ampere: destinat a telèfons mòbils, cigarrets electrònics, rellotges, jugadors.
• 2 amperes: adequat per a tauletes, telèfons intel·ligents, càmeres digitals i càmeres de vídeo.
• 2,5-3 amperes: permetrà la càrrega de netbooks i ordinadors portàtils.

També és important conèixer la tensió de sortida, perquè els dispositius que es carreguen poden superar la potència de càrrega solar. Per tant, per a la majoria de telèfons i tauletes senzilles necessitareu una sortida de 5 volts, per a càmeres digitals i aparells de jocs - 9, i per a ordinadors portàtils i neveres de cotxe - 12-24.

Però tot i així, la característica principal del carregador és la potència del panell solar. El temps de càrrega de la bateria depèn directament d'aquest indicador. I aquí tot depèn de les característiques dels panells que recullen la llum.

Per exemple, els elements amb una potència de 5 W (opció de pressupost estàndard) tindran un corrent de 900 mA hores, i 10 W tindran un corrent de 1500 mA. És a dir, per carregar un telèfon des d'un carregador solar de 5 W, es trigarà entre 2 i 3 hores, però un panell de 10 W ho farà en hora i mitja.

Per a dispositius potents com ara tauletes i ordinadors portàtils per a jocs, és millor comprar models plegables amb diversos panells que generen una càrrega ràpidament

A més, els dispositius amb panells la potència dels quals no supera els 2 W només s'utilitzen per acumular càrrega de la bateria integrada. I per carregar els dispositius directament des de la llum solar, necessiteu panells amb una potència de 3 W o més.

Altres paràmetres importants:

1. Disponibilitat de bateria – si el dispositiu no té un dispositiu d'emmagatzematge, només pot funcionar en un lloc il·luminat. Els dispositius amb bateries poden carregar-se en qualsevol moment del dia i també es poden carregar des d'altres fonts: un port USB d'un portàtil o una presa de corrent connectada a 220 V.
2. Tipus de fotocèl·lules – es creu que els cristalls simples absorbeixen la llum solar amb més eficàcia (la seva eficiència és del 13-18%). Per als policristalls, aquesta xifra és més baixa: un 10-12%. Fins i tot podeu distingir-los a simple vista: els panells policristalins tenen un to blau fosc, mentre que els seus competidors són negres.
3. Interfície – Els carregadors solars universals estan equipats amb USB informatiu, on es pot seleccionar l'opció desitjada en funció del tipus de dispositiu descarregat. Alguns dispositius també estan equipats amb un indicador de la intensitat de la llum solar, que ajudarà a determinar la ubicació òptima per a una càrrega ràpida.
4. Protecció – a priori, tots els dispositius disposen d'un sistema de seguretat que permet utilitzar-los a l'exterior. Però per als amants de les aventures extremes, val la pena buscar un dispositiu amb una protecció millorada de la pluja, la pols, la brutícia, els cops i altres causes de força major.

Les característiques addicionals solen representar-se per la funció "llanterna" o "llampada". Això pot ser rellevant no només per als amants de l'esbarjo a l'aire lliure, sinó també per als automobilistes: quan canvieu un pneumàtic o feu reparacions a la carretera a la nit, una llum brillant es convertirà en un assistent indispensable.

Entre altres bonificacions, els fabricants poden oferir un concentrador USB o un punt Wi-Fi. Però, per descomptat, qualsevol addició augmenta significativament el cost final del producte. Si realment es necessiten, depèn de tu decidir.

Els nostres models líders pel que fa a la intensitat de compra són:

Recomanacions generals per utilitzar el carregador

Els dispositius amb bateria incorporada s'han de carregar completament abans del primer ús, no sota el sol, sinó des de la xarxa elèctrica. A continuació, connecteu qualsevol dispositiu al carregador perquè rebi energia i descarregui la unitat.

Després d'això, el panell es pot exposar als raigs i compensar la càrrega perduda. Per als models que operen directament des del sol, aquesta regla no funciona: es poden instal·lar immediatament a zones il·luminades i connectar-se als dispositius.

La majoria dels carregadors solars estan dissenyats per funcionar a temperatures que oscil·len entre -20 i +45 graus, però també hi ha models especials que funcionen en climes extrems, només que es fabriquen per encàrrec.

Per maximitzar l'eficiència de la càrrega solar, recomanem el següent:

1. Col·loqueu el dispositiu de manera que els raigs caiguin sobre el panell en angle recte. Encara que el sol no estigui al seu zenit, podeu donar al carregador la posició correcta aixecant-lo en un angle de 40 graus amb l'ajuda d'algun tipus de suport. D'aquesta manera podeu recollir un 20-30% més de càrrega que si col·loqueu el panell horitzontalment en un lloc il·luminat.
2. Utilitzeu el dispositiu juntament amb un dispositiu d'emmagatzematge, no només a les parades de descans, sinó també mentre viatgeu amb cotxe o en una excursió.Aquest tàndem serà capaç de recollir energia per a 2-3 càrregues de telèfon fins i tot en temps ennuvolat sense llum solar directa.
3. Tingueu en compte que en la majoria de dispositius plegables els panells estan connectats en sèrie, per la qual cosa és important que tots els elements estiguin il·luminats de manera uniforme. Per exemple, fins i tot si l'ombra només cobreix la meitat del primer dels quatre panells, la bateria es reduirà a la meitat.
4. Per tal que les bateries d'alta capacitat assoleixin els paràmetres indicats, es recomana "overclockejar"-les: descarregar-les completament i després carregar-les al 100%. I així 3-4 vegades.
5. Durant una llarga pausa en funcionament (un mes o més), emmagatzemeu el carregador a temperatura ambient. Si es tracta d'un dispositiu amb bateria incorporada, primer s'ha de carregar al 50-70%.

I l'últim consell: fins i tot si la càrrega ha empitjorat o s'ha trencat completament, no la desmunteu vosaltres mateixos, per no danyar els elements del sistema i la carcassa. Un dispositiu desmuntat anul·larà automàticament la garantia, per la qual cosa és millor contactar amb un centre de servei o proveïdor autoritzat.

Com fer un carregador amb les vostres pròpies mans?

Tot i que els carregadors moderns han deixat de ser dispositius premium i són bastant assequibles per al consumidor mitjà, si voleu estalviar diners, sempre hi ha l'oportunitat de fer-ho vosaltres mateixos.

Un exemple d'un dispositiu casolà en un estoig dur fet d'una llauna metàl·lica, equipat amb un connector USB i un convertidor d'energia per carregar dispositius de baix consum

 Per fer un carregador solar senzill, cal comprar diversos elements bàsics:

• panell poli o monocristal·lí;
• suport de la bateria;
• Díode de bloqueig Schottky;
• presa de connexió;
• controlador de càrrega (no obstant això, si la càrrega produeix 0,5-5 V, podeu utilitzar un convertidor d'augment de 5 V més barat en lloc del controlador).

Pel que fa al panell en si, aquí heu de fer un petit càlcul del nombre d'elements, en funció de la potència del dispositiu que voleu carregar.

Per exemple, si el corrent de càrrega de la bateria és al voltant del 10% de la seva capacitat, la càrrega a 20.000 mA requereix un corrent de 2 A i es trigarà unes 14 hores a alimentar el dispositiu. Si duplica el corrent a 4A, el temps de càrrega es reduirà a 7 hores.

La substitució del controlador per un convertidor us permetrà muntar un carregador fins i tot amb una bateria de baixa potència d'una làmpada de gespa solar; encara obtindreu la sortida necessària de 5 V (tot i que trigarà molt de temps a carregar-se)

En funció dels paràmetres actuals per a la càrrega futura (2 o 4A), també es seleccionen elements cristal·lins. Normalment, 1 part produeix uns 0,5 V, és a dir, per obtenir almenys 5 V necessitareu 10-12 elements.

Aleshores s'han de soldar en sèrie. Si utilitzeu un panell de llanterna, fins i tot un estàndard de 70 * 70 cm pot sortir de 2,5 a 4,5 V, així que és millor comprovar amb un voltímetre.

L'etapa final és tancar el carregador casolà en qualsevol marc adequat (fins i tot un pot de caramels servirà) i equipar-lo amb un connector USB. A continuació, heu de soldar un díode de bloqueig al connector, així com els cables del panell solar al convertidor i el suport segons el diagrama següent.

És necessari un díode Schottky perquè quan el dispositiu estigui encès, les bateries no es descarreguin a través del panell solar. Podeu comprar-lo, com altres components, als mercats de ràdio o a Internet

Només queda comprovar el funcionament de l'aparell al sol amb qualsevol dispositiu descarregat.Si tot està en ordre, podeu utilitzar els adaptadors adequats i carregar diversos dispositius.

Instruccions fotogràfiques per a persones que fan el bricolatge

Podeu muntar fàcilment un carregador compacte amb un port USB per alimentar el vostre telèfon amb les vostres pròpies mans. Tots els components estan disponibles per a la venda gratuïta; en casos extrems, es poden demanar. Un producte casolà costarà desenes de vegades menys que un producte de fàbrica, sobretot si té una gran publicitat.

Quan compreu components per muntar el dispositiu, heu de tenir en compte que la bateria solar s'ha de comprar amb una tensió de 5V o més. Ja hem parlat de la tensió de la bateria, és de 3,7 V. No obstant això, no hem esmentat cap subtilesa important: la "protecció de PCB" s'ha d'indicar a l'etiquetatge de la bateria o als documents tècnics. Això vol dir que està protegit de les descàrregues profundes i la sobrecàrrega.

També necessitareu dos connectors de 2,5 mm: un amb un pestell al panell, el segon amb un cable. També necessitareu un circuit de reforç USB per subministrar corrent CC.

T'has proveït de tot el que necessites? Comencem a muntar:

A més, cal soldar el díode. Està connectat per un costat per un cable a la bateria, per l'altre - al pin central del connector. S'aconsella fer connexions soldades el més a prop possible del díode; tots els nodes s'han de protegir amb tubs termocontraíbles o almenys gotes de cola.

Us familiaritzarà amb les regles per seleccionar panells solars per moblar una casa o casa privada. següent articlededicat a aquest interessant tema.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Per fer-vos una idea visual dels carregadors solars i els principis del seu funcionament, us suggerim veure la nostra selecció de vídeos:

Consells pràctics i consells sobre com triar un carregador per a diversos dispositius. Podeu mirar dins i estudiar el diagrama de la barra de caramels juntament amb l'autor d'aquest vídeo:

Com muntar un carregador alimentat per raigs solars amb les vostres pròpies mans:

Gràcies al progrés tecnològic i a les ments brillants dels inventors que van fer que l'energia solar fos accessible als usuaris corrents. Gràcies a aquests carregadors, no us haureu de preocupar de quedar-vos sense comunicació amb la civilització en el moment adequat durant les vacances.

Bé, si teniu dificultats per seleccionar un dispositiu, sempre podeu demanar consell a professionals que tinguin coneixements en enginyeria elèctrica.

Expliqueu-nos com heu utilitzat la càrrega solar durant l'acampada, en un pícnic o a la carretera. Escriu comentaris al bloc següent. Feu preguntes, compartiu les vostres impressions i informació útil sobre el tema, publiqueu fotografies.