Încărcător pentru panouri solare: structura dispozitivului și principiul de funcționare a încărcării solare

Tot mai mulți iubitori ai activităților în aer liber preferă să-și petreacă concediul și weekendurile mai aproape de natură. Dar pentru omul modern este greu să renunțe la avantajele civilizației – cine dintre noi nu ia în călătorie un telefon mobil, un laptop sau o cameră foto?

Dar dacă în bagajul dumneavoastră se va afla un încărcător solar, problema alimentării dispozitivelor va fi rezolvată. Mai rămâne doar să vă dați seama cum să alegeți corect aparatul. Articolul prezentat de noi vă va oferi un ajutor eficient în clarificarea tuturor întrebărilor.

Ce este un încărcător solar?

Aceste încărcătoare pot transforma energia solară în curent electric continuu. Ele pot funcționa cu diverse modele de navigatoare, playere, laptopuri, telefoane, camere și alte dispozitive portabile.

Dar timpul de încărcare depinde direct de puterea dispozitivului și de tipul aparatului descărcat, așadar, pentru a alege un aparat cu adevărat practic și versatil, merită să înțelegeți caracteristicile acestuia.

Caracteristici constructive ale aparatului

Dispozitivul însuți constă dintr-un panou cristalin, un controler de nivel de încărcare/descărcare și un convertor de energie solară în electricitate.

Unele modele sunt echipate și cu un acumulator tampon format din mai multe elemente de litiu, care permite dispozitivului nu numai să convertească, ci și să acumuleze energie, pentru a oferi încărca chiar și pe timpul noptii.

Acum doar câțiva ani, încărcătoarele solare erau dispozitive destul de scumpe, iar astăzi sunt un produs de masă cu un preț accesibil.

Avantajele încărcătoarelor solare:

• Sunt universale – adaptate pentru diverse dispozitive (pe carcasă sunt prevăzuți conectori USB, iar majoritatea modelelor sunt suplimentar echipate cu adaptoare speciale pentru diferite tipuri de echipamente electrice).
• Ocupă puțin spațiu în bagajul de călătorie.
• Există o gamă largă de forme, culori, dimensiuni și puteri, pentru diferite nevoi și gusturi estetice.

Dar cel mai semnificativ dezavantaj pentru toate încărcătoarele solare este timpul îndelungat de care au nevoie pentru a acumula „putere”. În plus, trebuie să înțelegeți că, deși aproape orice model poate face față alimentării unui telefon mobil sau a unui aparat foto, un „consumator” activ de energie precum un laptop va necesita o putere impresionantă a panoului solar și o baterie cu capacitate mare.

Principiul de funcționare a dispozitivului

Încărcătoarele portabile cu panouri solare sunt sisteme autonome care pot procesa energia atât de la razele soarelui, cât și de la rețeaua electrică, lămpi de zi sau computer. Mai mult, multe modele nu necesită prezența unui soare intens – ele acumulează încărcare chiar și în zilele înnorate, deși randamentul, desigur, scade (de la 20% la 70%).

Dacă achiziționați un dispozitiv cu posibilitatea de conectare la rețeaua electrică, puteți economisi semnificativ timp la acumularea încărcării pe vreme înnorată.

Dispozitivul funcționează astfel: cristalele de pe panou absorb energia solară, iar convertizorul o „transformă” în curent electric, care ajunge la sursa de alimentare. Când la această sursă se conectează un telefon mobil sau un alt dispozitiv cu ajutorul unui cablu, energia acumulată se transferă treptat în dispozitivul descărcat.

Tipuri de încărcătoare solare

În ceea ce privește aspectul exterior – aici producătorii s-au străduit nu doar să diversifice gama de culori și forma dispozitivelor, ci și să facă dispozitivul cât mai convenabil pentru utilizare în diverse situații. Să analizăm cele mai populare variante.

Monobloc – un dispozitiv compact format dintr-un panou și un acumulator, închise într-o carcasă rigidă din metal sau plastic. Un astfel de dispozitiv va „salva” un telefon descărcat pe plajă sau la picnic și nu va ocupa mult spațiu într-o geantă obișnuită.

Monoblocurile sunt convenabile pentru viața de zi cu zi – nu ocupă mult spațiu și se pot încărca nu doar de la soare, ci și în timpul funcționării pe laptop sau computer.

Panoul flexibil – un panou subțire pliabil sau extensibil cu fotocelule. Ocupă puțin spațiu în bagaj și cântărește mult mai puțin decât concurentul său rigid, închis într-o carcasă. Dar, în ciuda ariei de „acoperire” considerabile, plăcile flexibile acumulează încărcarea solară de aproape două ori mai lent decât monoblocurile.

În plus, majoritatea panourilor funcționează doar de la razele directe ale soarelui, fără a acumula energie pentru mai târziu – nu au acumulator încorporat. Totuși, vă puteți completa întotdeauna încărcătorul cu un acumulator extern de puterea necesară.

Așadar, panourile flexibile sunt o opțiune bună pentru rezolvarea problemei încărcării dispozitivelor de putere mică în timpul odihnei «staționare» – la cabană, la pescuit, cu cortul. Însă pentru drumeții pedeștri, mai bine căutați o altă variantă.

În timpul deplasării, panoul flexibil poate fi pliat compact și plasat în portbagaj sau fixat pe acoperișul mașinii, iar la popas – pur și simplu întins sub razele soarelui.

Încărcare încorporată – dispozitivul constă din panouri solare, care se fixează pe partea exterioară a geantelor sau a rucsacurilor de drumeție. Acestea permit încărcarea dispozitivelor direct pe parcursul călătoriei sau acumularea încărcării în acumulatorul încorporat.

Și un astfel de accesoriu poate fi folosit în scopul său direct – pentru a transporta orice obiecte sau chiar electronice, ceea ce este foarte convenabil pentru cei care practică drumeția sau lucrează în aer liber.

Deși «rucsacele energetice» arată atractiv și stilat, la fel de bine puteți atașa temporar pe geantă orice alt tip de încărcător (multe modele sunt chiar prevăzute cu carabiniere speciale) și să nu vă faceți griji pentru integritatea dispozitivului în timpul ploii sau al curățării.

Plianți – acestea pot fi fie mai multe panouri flexibile, pliate compact «în stivă», fie o variantă din două monoblocuri, închise într-o carcasă rigidă în formă de carte deschisă.

Scopul principal al unui astfel de dispozitiv – de a minimiza «ocuparea» spațiului util în volumul bagajului dumneavoastră și de a mări randamentul datorită unui număr mai mare de fotocelule. Un bonus plăcut – majoritatea modelelor sunt echipate cu prinderi pentru rucsac sau pentru parbrizul mașinii.

Mărimea «pliantului» poate fi aleasă în funcție de nevoile dumneavoastră: pentru a încărca un telefon mobil, este suficient un dispozitiv de dimensiunea telefonului în sine, iar pentru laptopuri și tablete, panoul chiar și în stare pliată va fi nu mai mic decât o foaie A5.

Dar, indiferent de design, toate încărcătoarele solare funcționează după același principiu, așadar să analizăm nuanțele tehnice importante care vă vor ajuta la achiziționarea aparatului.

Cum să alegeți varianta potrivită?

Pentru început, trebuie să vă decideți asupra numărului și tipurilor de aparate pe care intenționați să le încărcați de la încărcătorul solar. De acești parametri depind puterea dispozitivului și tipul portului de ieșire.

Dacă dispozitivul are mai multe porturi USB, se pot conecta și încărca simultan diverse aparate, principalul fiind ca puterea bateriei să o permită.

Caracteristicile diverselor dispozitive pot fi clarificate consultând manualul de utilizare, iar la unele aparate tensiunea de lucru este indicată și pe încărcătorul din set, așa că orientarea va fi ușoară. În ultimă instanță, adaptorul necesar poate fi întotdeauna achiziționat separat.

Parametrii principali și completări plăcute

Timpul necesar dispozitivului pentru încărcarea diverselor aparate depinde de caracteristica curentului de încărcare. Acest indicator se măsoară în amperi și este indicat pe porturile dispozitivului.

Valori:

• 1 amper – destinat telefoanelor mobile, țigărilor electronice, ceasurilor, playerelor.
• 2 amperi – potrivit pentru tablete, smartphone-uri, aparate foto digitale și camere video.
• 2,5-3 amperi – se descurcă cu încărcarea netbook-urilor și laptopurilor.

De asemenea, este important să cunoașteți tensiunea de ieșire, deoarece aparatele de încărcat pot depăși ca putere capacitățile încărcării solare. Astfel, pentru majoritatea telefoanelor și tabletelor simple este necesară o ieșire de 5 volți, pentru camere digitale și gadgeturi de jocuri – 9, iar pentru laptopuri și frigidere auto – 12-24.

Totuși, principala caracteristică a încărcătorului este puterea panoului solar. De acest indicator depinde direct timpul de încărcare a bateriei. Iar aici totul se reduce la caracteristicile panourilor fotovoltaice.

De exemplu, elementele cu o putere de 5 W (variantă standard de buget) vor avea un curent de 900 mA, iar cele de 10 W – 1500 mA. Adică, pentru a încărca un telefon de la o încărcare solară de 5 W, vor fi necesare 2-3 ore, iar un panou de 10 W se va descurca în aproximativ o oră și jumătate.

Pentru dispozitive puternice, precum tablete de gaming și laptopuri, este mai bine să achiziționați modele pliabile cu mai multe panouri, care generează rapid încărcare.

În plus, dispozitivele cu panouri a căror putere nu depășește 2 W sunt utilizate doar pentru acumularea încărcării bateriei încorporate. Iar pentru a încărca direct aparatele de la razele solare, sunt necesare panouri cu o putere de 3 W sau mai mult.

Alți parametri importanți:

1. Prezența acumulatorului – dacă dispozitivul nu are un acumulator, acesta poate funcționa doar cât timp se află într-un loc luminat. Aparatele cu acumulatori sunt capabile să furnizeze încărcare în orice moment al zilei, precum și să se încarce de la alte surse – portul USB al laptopului sau o priză conectată la 220V.
2. Tipul fotoelementelor – se consideră că monocristalele absorb mai eficient razele solare (randamentul lor este de 13-18%). La policristale, acest indicator este mai mic – aproximativ 10-12%. Se pot deosebi chiar și cu ochiul liber – panourile policristaline au o nuanță albastru-închis, iar concurenții lor – negru.
3. Interfața – încărcătoarele universale de la soare sunt dotate cu USB-uri informative, unde puteți alege varianta necesară în funcție de tipul dispozitivului descărcat. Unele aparate sunt dotate și cu un indicator al intensității razelor solare, care vă vor ajuta să determinați cea mai bună locație pentru o încărcare rapidă.
4. Protecția – a priori, pe toate dispozitivele este prevăzut un sistem de siguranță care permite exploatarea acestora în natură. Dar pentru iubitorii de aventuri extreme, merită să căutați un aparat cu protecție sporită împotriva ploii, prafului, noroiului, loviturilor și altor forțe majore.

Funcționalitățile suplimentare sunt cel mai adesea reprezentate de funcția „lanternă” sau „bec”. Acest lucru poate fi relevant nu numai pentru iubitorii de recreere în natură, ci și pentru șoferi – la schimbarea roții sau la reparații pe un drum de noapte, lumina puternică va deveni un ajutor de neînlocuit.

Din alte bonusuri, producătorii pot oferi un hub USB sau un punct Wi-Fi. Dar, bineînțeles, orice adaosuri măresc considerabil costul final al produsului. Și dacă sunt cu adevărat necesare – decideți dumneavoastră.

În ceea ce privește intensitatea cumpărăturilor, următoarele modele sunt lideri la noi:

Recomandări generale de utilizare a încărcătorului

Dispozitivele cu acumulator încorporat trebuie încărcate complet înainte de prima utilizare, și anume nu la soare, ci de la rețeaua electrică. Apoi conectați un aparat la încărcător, pentru ca acesta să preia energia și să descarce acumulatorul.

După aceasta, panoul poate fi expus razelor și se poate compensa încărcarea pierdută. Pentru modelele care funcționează direct de la soare, această regulă nu se aplică – acestea pot fi instalate imediat pe zone luminate și se pot conecta aparatele.

Majoritatea încărcătoarelor solare sunt destinate exploatării în regim de temperatură de la –20 până la +45 de grade, dar există și modele speciale care funcționează în condiții de climă extremă, numai că acestea se fabrică la comandă.

Pentru a crește cât mai mult randamentul încărcării solare, vă recomandăm următoarele:

1. Așezați aparatul astfel încât razele să cadă pe panou într-un unghi drept. Chiar dacă soarele nu este la zenit, puteți da încărcării poziția corectă, ridicând-o la un unghi de 40 de grade cu ajutorul unui suport. Astfel veți putea colecta cu 20-30% mai multă energie decât dacă așezați panoul orizontal pe o suprafață iluminată.
2. Folosiți dispozitivul împreună cu un acumulator, nu doar în timpul popasurilor, ci și în timpul unei călătorii cu mașina sau a unei drumeții. Un astfel de tandem poate colecta energie pentru 2-3 încărcări ale telefonului chiar și pe vreme înnorată, fără raze solare directe.
3. Țineți cont că, la majoritatea aparatelor pliabile, panourile sunt conectate în serie, de aceea este important ca toate elementele să fie iluminate uniform. De exemplu, chiar dacă umbra acoperă doar jumătate din primul dintre cele patru panouri, puterea bateriei va scădea la jumătate.
4. Pentru ca acumulatorii de mare capacitate să atingă parametrii declarați, se recomandă să fie „pregătiți” – descărcați complet, apoi încărcați până la 100%. Și așa de 3-4 ori.
5. Pe durata unei pauze lungi de funcționare (o lună sau mai mult), păstrați încărcătorul la temperatura camerei. Dacă acesta este un aparat cu acumulator încorporat, acesta trebuie încărcat în prealabil până la 50-70%.

Și ultimul sfat – chiar dacă încărcătorul funcționează mai slab sau s-a defectat complet, nu îl dezasamblați singur, pentru a nu deteriora elementele sistemului și carcasa. Dispozitivul dezasamblat își pierde automat garanția, așadar este mai bine să apelați la un centru de service autorizat sau la furnizor.

Cum să realizați un încărcător cu propriile mâini?

Deși încărcătoarele moderne nu mai sunt dispozitive de clasă premium și sunt destul de accesibile ca preț pentru consumatorul obișnuit, dacă doriți să economisiți, există întotdeauna posibilitatea de a confecționa singur un astfel de dispozitiv.

Exemplu de dispozitiv de casă într-o carcasă rigidă dintr-o cutie metalică, echipat cu conector USB și convertor de energie pentru încărcarea aparatelor de putere mică.

 Pentru a face un simplu încărcător solar, trebuie să achiziționați câteva elemente de bază:

• panou policristalin sau monocristalin;
• suport pentru acumulatori;
• diodă Schottky de blocare;
• mufă pentru conector;
• controler de încărcare (de altfel, dacă încărcătorul va produce 0,5-5V, se poate folosi în locul controlerului un convertor step-up mai ieftin de 5V).

În ceea ce privește panoul propriu-zis, este necesar să faceți un mic calcul al numărului de elemente, în funcție de puterile aparatului pe care intenționați să îl încărcați.

De exemplu, dacă curentul de încărcare pentru acumulator este de aproximativ 10% din capacitatea sa, atunci pentru o încărcare de 20 000 mAh este necesar un curent de 2A, iar pentru alimentarea aparatului vor fi necesare aproximativ 14 ore. Dacă se dublează curentul la 4A, timpul de reîncărcare se va reduce la 7 ore.

Înlocuirea controlerului cu un convertor va permite asamblarea unui încărcător chiar și cu ajutorul unei baterii de mică putere de la un felinar solar de gazon – oricum la ieșire vom obține necesarii 5V (deși se va încărca mult timp).

În funcție de parametrii curentului pentru viitoarea încărcare (2 sau 4A), se aleg și elementele cristaline. De obicei, o piesă produce aproximativ 0,5V, adică pentru a obține cel puțin 5V vor fi necesare 10-12 elemente.

Apoi ele trebuie lipite în serie între ele. Dacă se folosește un panou de la o lanternă, atunci chiar și unul standard de 70*70 cm poate produce între 2,5 și 4,5V, deci este mai bine să verificați cu un voltmetru.

Etapa finală – este să închideți încărcătorul auto-fabricat într-un cadru potrivit (chiar și o cutie de bomboane este potrivită) și să îl echipați cu un conector USB. Apoi, la conector trebuie lipit o diodă de blocare, precum și firele de la panoul solar la convertizor și suport conform schemei de mai jos.

Dioda Schottky este necesară pentru ca, la pornirea dispozitivului, bateriile să nu se descarce prin panoul solar. O puteți achiziționa, la fel ca și celelalte componente, de pe piețele de radio sau pe internet.

Rămâne să verificați funcționarea dispozitivului la soare cu orice dispozitiv descărcat. Dacă totul este în regulă, puteți folosi adaptoarele corespunzătoare și puteți încărca diverse aparate.

Instrucțiuni foto pentru meșterii independenți

Asamblarea unui încărcător compact cu port USB pentru alimentarea telefonului se poate face cu ușurință cu propriile mâini. Toate componentele sunt disponibile în vânzare liberă, în caz extrem puteți să le comandați. Realizarea de casă va costa de zeci de ori mai puțin decât un produs fabricat în fabrică, mai ales dacă este intens reclamat.

La achiziționarea componentelor pentru asamblarea dispozitivului, trebuie avut în vedere că panoul solar trebuie cumpărat cu o tensiune de 5V sau mai mult. Despre tensiunea acumulatorului am vorbit deja, este de 3,7 V. Cu toate acestea, nu am menționat un aspect important – pe marcajul sau în documentația tehnică a acumulatorului trebuie să figureze „PCB protection”. Aceasta înseamnă că este protejat împotriva descărcării profunde și supraîncărcării.

De asemenea, vor fi necesari doi conectori de 2,5 mm: unul cu fixare pe panou, al doilea cu fir. De asemenea, va fi nevoie de un circuit de creștere a tensiunii pentru USB pentru a furniza curent continuu.

V-ați aprovizionat cu tot ce este necesar? Să începem asamblarea:

În plus, trebuie lipită dioda. Aceasta se conectează pe o parte la acumulator printr-un fir, iar pe cealaltă parte la piciorul din mijloc al conectorului. Este de dorit ca îmbinările lipite să fie făcute cât mai aproape de diodă, iar toate nodurile trebuie protejate cu tuburi termocontractabile sau măcar cu picături de adeziv.

Cu regulile de selectare a panourilor solare pentru amenajarea unei case private sau a unei dacie vă va familiariza următorul articol, dedicat acestei întrebări interesante.

Concluzii și material video util pe această temă

Pentru a obține o reprezentare vizuală a încărcătoarelor solare și a principiilor de funcționare a acestora, vă propunem să vizionați selecția noastră de materiale video:

Sfaturi practice și indicații despre cum să alegeți un încărcător pentru diverse dispozitive. Puteți privi în interior și studia schema monoblocului împreună cu autorul acestui videoclip:

Cum să asamblați un încărcător care funcționează de la razele solare, cu propriile mâini:

Mulțumim progresului tehnic și minților luminate ale inventatorilor care au făcut accesibilă energia soarelui pentru utilizatorii obișnuiți. Datorită unor astfel de încărcătoare, nu trebuie să vă faceți griji că în timpul vacanței, la momentul potrivit, veți rămâne fără legătură cu civilizația.

Ei bine, iar dacă au apărut dificultăți în selectarea dispozitivului, puteți apela întotdeauna la consultanța profesioniștilor care se pricep la electricitate.

Povestiți cum ați folosit încărcătorul solar în condiții de drumeție, la picnic sau în drum. Vă rugăm să scrieți comentarii în blocul de mai jos. Puneți întrebări, împărtășiți impresii și informații utile pe această temă, publicați fotografii.