Едем на солнечной энергии. Солнечное зарядное устройство для электровелосипеда. Часть 1

Содержание

Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей

Сколько времени надо на зарядку автомобильного аккумулятора 70 амч от солнечной батареи?

Сколько времени надо на зарядку автомобильного аккумулятора 70 амч от солнечной батареи?

• Энергетические показатели
Номинальное напряжение: 12В
Номинальная мощность : 40Ватт
Напряжение под нагрузкой: 17.5В
Ток под нагрузкой: 2.29А
Напряжение холостого хода: 22В
Ток холостого хода: 2.53А

Как пример ссылка:
[ссылка заблокирована по решению администрации проекта]
http:// invertory. ru/product/solnechnaja-batareja-exmork-40-vatt-12v-kitaj/

70 А-ч, напряжение 12 вольт — так что энергия этай батарей — это 70*3600*12 = 3 Мдж (примерно) .
Солнечная постоянная в открытом космосе — примерно 1370 ватт/кв. метр. На уровне земли она меньше, из-за поглощения атмосферой, так что можно принять для простоты за 1000 Вт/кв. метр. Кпд современных батарей не превышает 20%, так что с 1 кв. метра за 1 секунду можно слупить 200 джоулей.
А нам надо 3 миллиона джоулей. Ну вот разделите 3000000 на 200 и на 3600 — как раз часы и получатся. Примерно 4 с чем-то.
Если площадь солнечной батареи отличается от 1 кв. метра, то время соответственно изменится, обратно пропорц ионально площади.

Ток холостого хода: 2.53А ——Это что то новое в физике электричества. А вообще для аккумулятора желательно напругу выше 14 вольт не поднимать. И при этом вы будете заряжать такой аккумулятор порядка 35 часов.

Номинальное напряжение: 12В
Напряжение под нагрузкой: 17.5В
Напряжения не перепутали ?

Около 30 часов . ИМХО.

Там неправильный перевод. Написано «ток холостого хода», а надо «ток короткого замыкания».

Номинальное напряжение 12в проставлено правильно, поскольку 17.5в едва-едва хватает чтобы зарядить 12-вольтовый аккумулятор, да ещё через контроллер.

Чтобы узнать время заряда, надо 70 ампер-часов разделить на 2.29 ампер и ещё умножить на 1.2 для учёта мелких пакостей аккумулятора, контроллера и панели. Итого 37 часов, при условии что погода ясная и солнце зависло в зените.

Если небо ясное и с утра до вечера поворачиваем панель вслед за солнцем, получаем увеличение ещё в 1.2 раза (45 часов) за счёт потерь в атмосфере.

Если лень вертеть панель, а просто направить ее на юг, время зарядки увеличится ещё в полтора раза (ночь не считается) , то есть достигнет 70 часов (1 неделя)

Если солнце будет полдня прятаться за облаками или вообще будет пасмурно, аккумулятрор будет заряжаться полмесяца или месяц))

Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей

Для обеспечения работы из радио экспедиций часто применяют никель- кадмиевые аккумуляторы (НКА). Но, с течением времени работы в эфире НКА необходимо подзаряжать. В условиях экспедиционной работы одним из наилучших вариантов подзарядки аккумуляторов является использование солнечных батарей. Энергия Солнца вполне сможет обеспечить работу по зарядке аккумуляторов. Разберем принципы использования солнечных батарей для зарядки аккумуляторов.

Тип солнечной батареи

Наиболее распространённые в странах СНГ являются солнечные батареи типа БСК-1, БСК-2, Электроника МЧ/1. Эти батареи выпускают или ранее выпускали многие радиоэлектронные заводы. Иногда встречаются в продаже также импортные, в основном китайские и корейские, солнечные батареи, с параметрами сравнимыми с батареями типов БСК-1, БСК-2, Электроника МЧ/1.

Эти солнечные батареи могут обеспечить зарядный ток аккумулятора в пределах 35-50 миллиампер, не более того. Причем это будет при хорошем солнечном освещении. Следовательно, с помощью широко распространённых солнечных батарей можно обеспечить заряд маломощных аккумуляторов имеющих емкость не более 0,45 А/ч. Замечу, что широко распространенные аккумуляторы типа ЦНК-0,45 как раз имеют такую емкость.

Необходимо также учитывать, что в середине лета, в июле, световой период, в который батарея эффективно отдаёт энергию, обычно длится не более 7-9 часов. Наиболее эффективное время для работы солнечной батареи с 10 до 17 часов. После этого времени ток солнечных батарей падает. Падает ток, генерируемый солнечной батареей в облачную погоду. Некоторая ориентировка солнечных батарей относительно положения Солнца, помогает увеличить генерируемый ими ток, но… Попробуйте сами покрутить батареи в поисках их лучшего освещения, и убедитесь, что это нелегкое дело.

Что же можно предпринять для увеличения тока, генерируемого солнечной батареей? Наиболее просто ток солнечных батарей можно увеличить при помощи их параллельного включения. Конечно, необходимо включать солнечные батареи, имеющие одинаковое количество элементов и, следовательно, обеспечивающих одинаковое напряжение фото ЭДС. Но все же параллельное включение солнечных батарей, как это показано на рис. 1, нежелательно. Лучшие результаты будут получены при параллельном включении элементов солнечных батарей, как это показано на рис. 2.

Рисунок 1 Нежелательное включение солнечных батарей
Рисунок 2 Параллельное включение элементов солнечных батарей

Давайте разберем, почему нежелательно параллельное включение солнечных батарей, показанное на рис. 1.

Вследствие разной освещенности солнечных батарей генерируемые ими напряжения будут немного отличаться друг от друга. Вследствие этого, эффективно будет работать только одна солнечная батарея. При включении солнечных элементов по схеме, показанной на рис. 2, напряжения, генерируемые ими, более равномерно распределяются по солнечной батарее. Вследствие этого, частичное затенение части элементов не принесет большого вреда для работы солнечной батареи. Однако параллельное включение потребует распайки готовых батарей, а затем новое включение их элементов между собой. Работа достаточно нудная, коса проводов между батареями… Но если необходим большой ток, то эту работу все же придется выполнить.

Для увеличения напряжения солнечной батареи, можно включать последовательно, сколько угодное большое количество солнечных элементов. Напряжение такой солнечной батареи будет равно сумме напряжений на всех составляющих ее солнечных элементах. Ток, отдаваемый этой батареей, будет ограничен током худшего элемента.

Самый главный недостаток солнечных элементов, на мой взгляд, это только их относительная дороговизна. Но этот недостаток окупает эффективная работа заряжаемых с помощью солнца аккумуляторов.

Зарядка/подзарядка аккумуляторов

Итак, при достаточном количестве солнечных элементов можно создать солнечную батарею с практически любыми напряжением и током, и способную обеспечить зарядку любого типа аккумуляторов. Все дело только в стоимости такой солнечной батареи. Конечно, не следует забывать, что мощная солнечная батарея будет занимать большую площадь для своей установки. Следует также заметить, если полноценное солнечное освещение батареи бывает ограниченное время суток, то желательно использовать солнечную батарею, обеспечивающую ускоренный зарядный ток, величина которого находится в пределах 0,15-0,3 от емкости аккумуляторов.

Обычно в радио экспедициях эффективная работа возможна в вечернее и ночное время. В это время прохождение на многих диапазонах улучшается, появляется много местных станций. Использование солнечной батареи позволяет вечером и ночью разрядить аккумуляторы во время работы в эфире, а днем произвести их подзарядку.

Если же солнечная батарея обеспечивает ток, меньший чем номинальный зарядный ток, менее 0,08 от емкости аккумуляторов, то в данном случае речь может идти не о зарядке, а только о подзарядке аккумуляторов. Это означает, что в светлый период времени солнечная батарея должна быть постоянно подключена к аккумулятору, все это время постоянно подзаряжая его. При этом необходимо контролировать, что бы во время работы аккумуляторной батареи напряжение на одном элементе аккумулятора было бы не ниже 1,2-1,15 вольт. При напряжении ниже 1,15 вольт аккумулятор необходимо снять с работы и поставить на зарядку. В противном случае за короткое время напряжение на элементах аккумулятора упадет до 1,1 вольта, и такую разряженную аккумуляторную батарею уже невозможно будет использовать в экспедиции без серьезной зарядки. Это указывает на то, что в экспедиции, обязательно необходимо контролировать напряжение на аккумуляторной батарее под нагрузкой. Разрядная и зарядная характеристика одиночного аккумулятора показана на рис. 3.

Рисунок 3 Разрядная и зарядная характеристика никель/кадмиевого аккумулятора

Для дальнейшего понимания процесса зарядки солнечной батареей аккумулятора рассмотрим характеристики элемента солнечной батареи. Зависимость тока одного элемента солнечной батареи типа БСК-2 от напряжения на нем показана на рис. 4. Этот график снят при оптимальном освещении солнечного элемента. Этот график типичен и для других солнечных элементов. Конечно, значение максимального тока будет зависеть от мощности солнечного элемента. Для снятия этого графика к освещенному солнечному элементу подключают переменный резистор. Изменяют сопротивление переменного резистора, и измеряют ток, поступающий в резистор и напряжение на солнечном элементе. Схема для снятия вольт/амперной характеристики солнечного элемента показана на рис. 5.

Рисунок 4 Вольт/амперная характеристика солнечного элемента
Рисунок 5 Схема для снятия вольт/амперная характеристики солнечного элемента

При работе солнечного элемента без нагрузки напряжение фото ЭДС на нем составит около 0,6 В. При подключении нагрузки, а затем при уменьшении ее сопротивления, ток в нагрузке начнет увеличиваться. Напряжение на нагрузке при этом начнет снижаться. Напряжение примерно 0,45 вольт на нагрузке является оптимальным режимом работы солнечного элемента. При попытках увеличить отбор тока, напряжение на солнечном элементе падает, а ток, который он генерирует, продолжает оставаться практически неизменным. Это говорит о том, что солнечная батарея является почти идеальным источником тока, то, что как раз и надо для зарядки аккумуляторов!

Читайте также Как выбрать power bank на солнечных батареях?

Для схемы измерения тока солнечного элемента (см. рис. 5) был построен график зависимости рассеиваемой мощности в сопротивлении нагрузки солнечного элемента. График показан на рис. 6. Этот график снят при оптимальном освещении солнечного элемента. Для постройки графика измерялось нагрузочное сопротивление солнечного элемента при различных напряжениях на нем. Затем, исходя из значения сопротивления нагрузки, и тока, протекающего через нагрузку, был построен график мощности, рассеиваемой в нагрузке. Из этого графика видно, что максимальная мощность отдаваемая в нагрузку солнечным элементом будет при напряжении на нагрузке 0,45 вольт. Оптимальное напряжение на нагрузке (0,45 вольт) отличается от напряжения фото ЭДС (о,6 вольт) в 0,75 раз.

Рисунок 6 График зависимости рассеиваемой мощности в сопротивлении нагрузки от напряжения на ней

Следовательно, для зарядки аккумуляторов можно применить солнечную батарею, которая имеет максимальный генерируемый ток примерно равный току зарядки аккумуляторов. В этом случае солнечная батарея автоматически будет производить зарядку аккумуляторов необходимым зарядным током при своем освещении. Батарею необходимо подключать к аккумуляторам через диод, как это показано на рис. 7. Это необходимо потому, что при неблагоприятном солнечном освещении напряжение на солнечной батарее может упасть ниже, чем напряжение на заряжаемых аккумуляторах. В этом случае аккумуляторы вместо своего заряда, разрядятся через внутреннее сопротивление солнечной батареи. Буферный конденсатор C1 необходим, если, аккумуляторы будут использоваться для работы во время своей зарядки/подзарядки.

Рисунок 7 Подключение солнечной батареи к аккумуляторам

Последовательно с солнечной батареей включен миллиамперметр. Включение миллиамперметра весьма и весьма желательно. Он показывает, какой величины ток потребляет аккумулятор от солнечной батареи. А это дает возможность судить, находится ли аккумулятор под зарядным током или тренировочным, и вообще, работает ли в данный момент солнечная батарея или нет. В качестве миллиамперметра удобно использовать индикатор записи от старого магнитофона.

Шунт для этого индикатора записи тоже сделать достаточно просто. На резисторе типа МЛТ-0,5 наматываем 1 метр провода типа ПЭЛ-0,1. Подключаем шунт параллельно микроамперметру и измеряем, какой максимальный ток он при этом может измерять. Допустим, получилось 100 миллиампер. А для заряда аккумулято-ров используется солнечная батарея с максимальным током 40 миллиампер. Следовательно, удобно иметь максимальную шкалу в 50 миллиампер. Для получения такого максимального тока отклонения микроамперметра сопротивление шунта необходимо увеличить в два раза. Для этого необходимо увеличить длину провода шунта до двух метров. Аналогично можно провести практическую подгонку шунта и для других токов отклонения миллиамперметра.

Читать статью  Устройство светильника с солнечной батареей и датчиком движения

В походных условиях можно считать процесс зарядки аккумуляторной батареи оконченным, если напряжение на ее элементах под нагрузкой составляет не менее 1,25 В/на элемент, и их ЭДС составляет не менее 1,36 В/на элемент. Если же солнечная батарея используется только для подзарядки аккумуляторов, то ее необходимо производить по мере необходимости — по мере разряда аккумуляторов. При неблагоприятных условиях подзарядка может даже продолжаться целый световой день. Ночью солнечные батареи нет необходимости отключать от аккумуляторов, поскольку они будут отключены автоматически с помощью диода VD1 (см. рис. 7).

Расчет параметров солнечной батареи

Приведем пример расчета солнечной батареи, необходимой для зарядки аккумуляторов. Как показано на графиках рис. 3, во время зарядки аккумулятора напряжение на нем будет находиться в пределах 1,4 В. Для питания аппаратуры в полевых условиях, обычно применяют напряжение питания 12 вольт. Такое напряжение могут обеспечить 10 никель- кадмиевых аккумуляторов, включенных последовательно. Для зарядки батареи из 10 никель- кадмиевых аккумуляторов, включенных последовательно, необходимо обеспечить напряжение на них равное 14 вольт (10*1,4=14). При максимальном КПД работы солнечной батареи, когда напряжение на одном солнечном элементе составит 0,45 вольт, напряжение 14 вольт может обеспечить солнечная батарея состоящая из 31 элемента (14/0,45=31).

Учтем падение напряжение на диоде, равное 0,7 вольта. Следовательно, солнечная батарея должна иметь еще два лишних элемента. Суммарное количество солнечных элементов в батарее в этом случае будет равно 33 (31+2=33). Напряжение фото ЭДС солнечной батареи содержащей 33 элемента составит 19,8 вольт. Итак, мы подошли к важной вещи. Оказывается, для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 12 вольт, необходима солнечная батарея напряжением фото ЭДС почти 20 вольт! Такую батарею можно собрать самостоятельно используя отдельные солнечные элементы или несколько готовых солнечных батарей.

В паспорте на солнечные батареи указывают как раз напряжение фото ЭДС. В продаже имеются солнечные батареи на напряжения фото ЭДС равное 12 и 9 вольт. Следовательно, при оптимальном сопротивлении нагрузки (см. рис. 6) напряжение на этих батареях составит 6,75 вольт, для 9- вольтовой солнечной батареи, 9 вольт для 12 вольтовой солнечной батареи.

Две последовательно включенные солнечные батареи, имеющие напряжение фото ЭДС 9 и 12 вольт можно с успехом использовать для зарядки 12 вольтовой аккумуляторной батареи. Превышение суммарного напряжения, которое для двух батарей составит 21 вольт, расчетного напряжения 20 вольт на один вольт не страшно. Это превышение будет компенсировано некоторым уменьшением выходного напряжения солнечной батареи которое произойдет из-за неравномерного освещения элементов, составляющих солнечную батарею. Конечно, следует не забывать, что ток солнечных батарей не должен превышать зарядный ток аккумуляторов.

Две последовательно включенные солнечные батареи на напряжение 9 вольт не смогут обеспечить полную зарядку аккумуляторной батареи. Они осуществят лишь ее подзарядку, до уровня не более 20% от необходимого заряда (см. рис. 3). Однако, подключенная к 12 вольтовой аккумуляторной батареи солнечная батарея с фото ЭДС 18 вольт поможет «разгрузить» режим работы этой аккумуляторной батареи. Она сможет сгладить пиковые токовые нагрузки и обеспечит по мере своих сил подзарядку аккумуляторов.

Эксплуатация солнечных батарей

При использовании солнечных батарей необходимо стремиться к тому, чтобы они были размещены на максимально освещенном месте и были освещены одинаково. Необходимо принять меры, исключающие механическое повреждение батарей, а также прямое воздействие на них влаги и пыли. При транспортировке необходимо избегать тряски солнечных батарей.

Необходимо соблюдать температурный режим солнечных батарей, который указан в их паспорте. Обычно это -40° +50° С. Летом, в жаркую погоду необходимо располагать солнечные батареи на поверхности мало подверженной нагреванию, например, на отрезе белой материи, или на блестящей алюминиевой фольге. В этом случае они слабо нагреваются и обеспечивают удовлетворительную работу расположенной поверх их солнечной батареи.

Необходимо отметить, что никель-кадмиевые аккумуляторы тоже плохо работают при повышенных и пониженных температурах. Понижение температуры аккумулятора ниже 0° С приводит к значительному понижению их мощности.

Результаты испытания солнечных батарей

Практические испытания солнечных батарей совместно с аккумуляторными батареями показали большую эффективность такой совместной работы.

На практике мной были использованы несколько комплектов солнечных батарей. Один комплект обеспечивал напряжение фото ЭДС 18 вольт. Он был составлен из двух солнечных батарей на напряжение 9 вольт. Позже мне удалось приобрести солнечную батарею на напряжение 12 вольт. В результате этого, появилась возможность использовать комплект солнечных батарей на напряжение 21 вольт. Эти солнечные батареи обеспечивали ток в нагрузке пределах 40 миллиампер.

Первое время эксперименты проводились совместно с солнечной батареей имеющей напряжение фото ЭДС 18 вольт. Солнечная батарея была постоянно подключена к аккумуляторам по схеме показанной на рис. 7. Солнечная батарея на напряжение 18 вольт обеспечивала успешную подзарядку аккумуляторной батареи с использованием элементов ЦНК-0,45 и 1,5-НКГН. К сожалению только подзарядку. Интенсивно разряженные во время ночной работы аккумуляторы такая солнечная батарея уже зарядить не смогла. В результате этого, на следующую ночь аккумуляторы работали непродолжительное время.

Однако при небольших нагрузочных токах этих аккумуляторов такая солнечная батарея была довольно полезной. Во время светлого периода она обеспечивала постоянную подзарядку аккумуляторов, держала их под тренировочным током, что благоприятно сказывалось на работе аккумуляторов. В результате этого, аккумуляторы совместно с солнечной батареей работали гораздо дольше, чем без нее.

Но совсем иная картина была при использовании солнечной батареи на напряжение 21 вольт, которая была составлена из батареи на напряжение 9 и 12 вольт. Эта солнечная батарея позволила производить зарядку аккумуляторов во время светового дня. Причем этой зарядки вполне хватало для интенсивной вечерней работы трансивера мощностью 1 ватт. Конечно, оптимальной такую солнечную батарею надо считать только для зарядки аккумуляторов типа ЦНК-0,45, имеющих зарядный ток равный 45 миллиампер. Аккумуляторы типа 1,5 НКГН, имеющих зарядный ток равный 150 миллиампер, такая батарея полностью зарядить не могла. Но в тоже время она им значительно прибавит растраченной за темное время работы емкости!

Батарею на напряжение 21 вольт можно подключать к работающим в дневное время аккумуляторам типа 1,5 НКГН. Подключать ее к работающим совместно с радиоаппаратурой аккумуляторам типа ЦНК-0,45 нежелательно. В этом случае этот тип аккумуляторов будет работать в тяжелом для них режиме, что может вызвать их ускоренный выход из строя. Для избежания этого в экспедиции желательно использовать две аккумуляторных батареи, одну для работы, а другую в это время для зарядки.

Внимание: возможен перезаряд!

Необходимо обратить внимание радиолюбителя, что в некоторых случаях солнечная батарея может сделать перезаряд аккумуляторной батареи. А это приведет к переполюсовке элементов аккумуляторной батареи и к выходу ее из строя. Сразу можно сказать, что при использование 18 вольтовой солнечной батареи можно не опасаться перезаряда аккумуляторной батареи на 12 вольт. Как мы уже разбирали, солнечная батарея на напряжение 18 вольт сможет обеспечить только дозарядку аккумуляторной батареи на уровне 20% от ее номинальной мощности. После этого солнечная батарея обеспечит только тренировочный ток для этих аккумуляторов.

Читайте также Окупаются ли солнечные батареи для частного дома

Совсем другой случай будет при использовании солнечной батареи на напряжение 21 вольт. Эта батарея способна обеспечить зарядный ток даже после полного заряда аккумуляторов. Сразу необходимо отметить, что при использовании солнечной батареи обеспечивающей зарядный ток 40 миллиампер можно испортить только аккумуляторы типа ЦНК- 0,45. Аккумуляторы типа 1,5-НКГН, которые требуют зарядного тока величиной 150 миллиампер такой солнечной батареей за время экспедиции испортить трудно. Но, все же необходимо соблюдать осторожность и при их зарядке.

Для того, что бы, не испортить аккумуляторную батарею, необходимо вести учет времени ее работы. После этого проводить дозарядку отданной емкости. Приведу пример такого расчета. Возьмем самый простой случай. Аккумуляторная батарея, составленная из элементов ЦНК-0,45 (следовательно, имеет зарядный ток 40 миллиампер), питает приемник с током потребления равным 40 миллиампер. Предположим, этот приемник проработал вечером 4 часа. Следовательно, утраченная емкость аккумулятора равна 160мА/час (40*4=160). Для восстановления утраченной емкости аккумуляторной батареи она должна получить заряд на 150% превышающий утраченный заряд. Следовательно, для восстановления заряда эта аккумуляторная батарея днем должна находиться под зарядным током 40 миллиампер в течение 6 часов ( 160/40=4; 4*1,5=6).

А если аккумуляторная батарея использовалась для питания трансивера, который работает на передачу? Что же, необходимо учитывать время, в течение которого он работает на передачу. Допустим, трансивер потребляет 50 миллиампер на прием и 150 миллиампер во время передачи. Работал трансивер в течение 3 часов, из них полчаса на передачу. Следовательно, аккумуляторная батарея 2,5 часа отдавала ток 50 миллиампер и 0,5 часа 150 миллиампер. Рассчитаем утраченную емкость:

  • во время приема 125мА/час (50*2,5=125);
  • во время передачи 75мА/час (150*0,5=75);
  • общая утраченная емкость равна 200мА/час (125+75=200).

Для восстановления утраченной емкости аккумуляторной батареи она должна получить заряд на 150% превышающий утраченный заряд. Следовательно, для восстановления заряда эта аккумуляторная батарея днем должна находиться под зарядным током 40 миллиампер в течение 7,5 часов ( 200/40=5; 5*1,5=7,5).

Устранение эффекта памяти

К сожалению, никель-кадмиевые аккумуляторы обладают так называемым эффектом памяти. В чем это проявляется? Если аккумулятор несколько раз разряжать не полностью, допустим на 30% от его емкости, а затем снова производится его дозарядку, то аккумулятор «запомнит» разрядный цикл. Впоследствии аккумулятор будет отдавать только 30% своего заряда, даже при получении им полного заряда. Обычно в радио экспедициях аккумуляторы не успевают подхватить эту болезнь. Аккумулятор каждый день испытывает разные разрядные/зарядные циклы, причем разрядные циклы бывают довольно глубокими. Однако, после окончания экспедиции, в которой использовалась подзарядка аккумуляторов, для устранения эффекта памяти, аккумулятору необходимо дать не менее двух циклов полного разряда/заряда.

Солнечная панель для зарядки автомобильного аккумулятора 12В: особенности и обзор зарядных устройств

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Состояние автомобильного аккумулятора — предмет постоянного внимания и заботы автолюбителей. Не вовремя разрядившееся устройство доставит массу хлопот даже в городе, а если такое произойдет вдали от оживленных автомобильных дорог, то проблема окажется весьма сложной. Удачный вариант решения вопроса — использовать солнечную панель для зарядки автомобильного аккумулятора, дающую возможность «оживить» севший аккумулятор без привлечения посторонней помощи.

Автомобильный аккумулятор постоянно отдает запасенную энергию, как во время движения, так и на стоянке. Работа различных устройств — приемника, CD-чейнджера, авторегистратора, холодильника, кондиционера и прочих установок требует повышенного расхода энергии АКБ. Нередки случаи, когда владелец автомобиля в спешке оставляет включенным радиоприемник или другое устройство, а когда возвращается к автомобилю, обнаруживает безнадежно севший аккумулятор. Хорошо, если найдется, у кого «прикурить», но такая удача случается не всегда.

Для подобных случаев созданы солнечные батареи для зарядки 12В аккумулятора автомобиля. Они имеют разные параметры, размеры и возможности. Специфика таких устройств заключается в способности эффективно работать только в солнечный день. Источник солнечной энергии поистине неисчерпаемый, но возможности современных технологий позволяют получить от него ограниченное количество энергии. производительность устройства напрямую зависит от площади рабочей поверхности солнечной панели.

Таким образом, особенностями зарядки автомобильной АКБ от солнечной батареи являются:

  • зависимость от времени суток;
  • зависимость от погодных условий;
  • зависимость от размеров светоприемной панели.

Кроме того, на работу комплекта влияют технология и качество производства, страна и фирма-производитель и прочие обычные факторы, действующие в отношении любого оборудования.

Применение

solar car battery charger topray 1 5w 12v 2

Перед тем, как заказывать гелиосистему нужно понимать, что восстановить полностью севший аккумулятор ни одна станция пока не в состоянии за короткое время. На это потребуется как минимум 9-11 часов.

Следовательно, выбирать солнечный модуль нужно для быстрой подзарядки аккумулятора, пока тот не сел окончательно. Таких систем много и именно они станут полезными для водителей, которые совершают длительные переезды, используя при этом все прелести мультимедийных систем.

Оптимальное место для размещения

Солнечные батареи 12В для зарядки автомобильного аккумулятора, как и солнечные батареи для туристов, требуют для нормальной работы наличия солнца и удачно выбранного положения, при котором световой поток падает перпендикулярно на всю поверхность светочувствительных элементов. При больших размерах панелей, позволяющих получить от зарядки максимальный эффект, размещение устройства становится заметной проблемой.

Если речь идет о стоянке, особенно в полевых условиях, то вопрос решается достаточно просто. Однако, при необходимости подзарядки во время движения, солнечная панель в автомобиль для зарядки аккумулятора превращается в довольно сложную задачу, решение которой отчасти предлагается производителями установок. Они изготавливают специальные подставки, позволяющие разместить панель в удобном для приема солнечных лучей положении.

Солнечная зарядка для автомобильного аккумулятора вставляется в специальное гнездо на штанге, которая имеет возможность фиксации под определенным углом к горизонту. При повороте на солнце и выборе оптимального наклона рабочая поверхность получает световой поток максимальной силы.

К сожалению, такие опорные конструкции чаще всего прилагаются к маломощным устройствам. Более производительные панели в развернутом виде имеют большую площадь, и производители предоставляют автовладельцам самостоятельно решать вопрос оптимального размещения установок.

Наиболее удобными считаются два варианта:

  1. Размещение панелей на крыше салона.
  2. Укладка на верхнюю плоскость приборной доски.
Читать статью  Аккумулятор для солнечных батарей: характеристики и советы для правильного выбора

Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, поэтому следует поговорить о них особо.

Крыша авто

Наружная поверхность крыши салона имеет достаточно обширную площадь и расположена таким образом, что на нее постоянно падают лучи солнца. Это позволяет разместить на ней солнечную панель суммарной площадью 1 м2, и даже больше, что дает достаточно энергии для полной зарядки автомобильной АКБ даже после глубокого разряда. Солнечное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора 12 v, обладающее достаточной для этого мощностью в 30-60 Вт, нуждается именно в подобной площади.

Недостатком этого варианта является необходимость как-то фиксировать панели на крыше, поскольку они имеют относительно небольшой вес и могут быть сдвинуты или сброшены обычным порывом ветра. При движении проблема многократно возрастает, так как встречный поток воздуха создает значительное давление и может сорвать панели. Во время движения есть риск не сразу заметить этот момент, что вынудит разворачиваться и ехать на поиски.

Кроме того, светочувствительные элементы, расположенные на крыше автомобиля, в городских условиях легко могут стать добычей для асоциальных личностей, что также осложняет монтаж в этом удобном, но слишком открытом месте.

Приборная панель

Верхняя плоскость приборной доски удобна для размещения солнечной панели подходящего размера. Устройство находится внутри салона, что обеспечивает ему защиту от атмосферных проявлений или посягательств нечистых на руку граждан.

Дополнительным удобством является возможность присоединения к прикуривателю или соответствующим клеммам, что гораздо удобнее, чем при установке панелей на крыше, когда с проводами возникает небольшая проблема. Можно заряжать аккумулятор как на стоянке, так и во время движения без принятия дополнительных мер для усиленной фиксации устройства.

Недостатком становится ограниченная площадь панели, не позволяющая производить полноценную зарядку АКБ. Обычная солнечная батарея для зарядки аккумулятора автомобиля нуждается в большей площади, а на приборной доске можно установить только дополнительную панель, подзаряжающую аккумулятор до определенного уровня.

Еще одним недостатком является возможность получения эффективного солнечного потока только при определенном направлении движения или расположении машины во время стоянки. Если направление движения не совпадает с положением солнца, эффективность работы панелей резко падает. Несмотря на заявления производителей о способности работать в пасмурную погоду, устройство заметно теряет производительность при ограничении доступа к прямому потоку света.

Правила зарядки

962

Каждый автолюбитель знает, что не нужно торопить время, когда заряжаешь свой аккумулятор. Емкость тока для свинцово-кислотных аккумуляторов не должно превышать 10-12 % от его емкости.

Другими словами, если хороший аккумулятор емкостью 60 A/час полностью разряжен, то значение тока при зарядке не должно превышать 5-6 A. Время зарядки при таких условиях составит 10-12 часов. Если превысить эти показатели, то существует риск повреждения аккумуляторной батарее автомобиля.

С солнечными панелями можно не переживать, так как максимальная сила тока в них не более 1-2 A. Батарея емкостью 40 A/час будет заряжаться медленно, но не выйдет из строя.

Солнечная гелиосистема мощностью до 7 Вт способна лишь поддерживать аккумулятор, для полной зарядки понадобится панель мощностью 50-70 Вт. Однако, для такой схемы нужно приобрести контроллер, который будет следить за мощностью и не даст испортить аккумуляторную батарею.

На практике одна солнечная панель мощностью 40 Вт и напряжением 20 В способна зарядить аккумулятор емкостью 50 A/час на 40-50% за 7-9 часов.

Полезный совет: если мощности одной панели не хватит, то всегда можно подключить вторую или третью батарею. Это сократит время зарядки.

Читайте также Изготовление мини солнечной батареи для зарядки телефона

Качественные модели солнечных батарей

Уже упоминавшаяся в статье марка S-Freedom всегда выпускается со всеми необходимыми аксессуарами. Линейка представлена моделями, имеющими мощность 40, 65, 80 и даже 120 Вт. Чем выше показатель мощности, тем больше будет скорость зарядки.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 8

Солнечные источники питания фирмы Sunsei — тоже хороший вариант. Например, портативная панель SE-500 идет в комплектации с влагоустойчивым чехлом и штативом, на который она надежно устанавливается. Такая АКБ может питать аккумулятор автомашины в течение нескольких часов при заглушенном моторе. В комплект входят клеммы и вилка для автоприкуривателя. Мощность у нее небольшая, но всегда есть возможность размещения на крыше нескольких батарей.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 9

Канадская панель SunForce отличается оборудованием более высокой мощности — при 150 Ватт сила тока составляет 8,7 А. В комплектацию входят контроллер, вилка и клеммы. Панель прекрасно помещается на крыше автомашины или даже небольшой яхты. Эта модель отличается тем, что может работать в условиях туманной и дождливой погоды.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 10

Панель ТСМ 15-F — портативная и удобная разновидность с гибким, но прочным корпусом. Уровень мощности — 15 Ватт при токе в 1 Ампер. Удобна в транспортировке и размещении, фиксация надежная и крепкая.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 11

Таким образом, солнечная батарея для зарядки аккумулятора, без сомнения, полезное и нужное устройство, которое всегда может помочь автомобилисту в непростых условиях дороги. Если у вас установлено такое устройство на крыше авто, оно всегда окажется полезным в пути. Конечно, придется быть готовым к тому, чтобы постоянно следить за тем, как конструкция закреплена на крыше. Особенно, если панелей несколько. Для того чтобы солнечная АКБ прослужила гораздо дольше, стоит приобретать товар только у проверенных производителей и обращать особое внимание на прочность материала, из которого изготовлен корпус.

Уровни мощности и напряжения солнечных источников питания

Выбрать солнечный источник питания для автомобиля просто, и процесс мало чем отличается от выбора обычного аккумулятора:

  • Показатель уровня напряжения — как минимум 13 В, потому что U (в случае, если зарядка АКБ полная), показывает около 12,7 Вольт.
  • Мощность источника питания. Бывают портативные панели для зарядки аккумулятора с выходным U 12 вольт и показателем мощности 7 Вт. Соответственно, уровень тока у этой АКБ будет небольшим, примерно полампера. Мощность — условный критерий при инсоляции от солнца в количестве 1000 Ватт на один квадратный метр. Даже если солнце будет светить ярко, при условии нагрузки ток будет составлять меньше 0,3 ампера (от солнечной панели в 7 Вт и 12 В).

Если все правильно рассчитать, окажется, что аккумулятор автомобиля при таких условиях будет стоять на зарядке очень долго: около 100 часов, а может и больше. Следовательно, солнечной панели мощностью 7 Вт вам точно будет недостаточно. И не стоит прислушиваться к заявлению особенно назойливых рекламщиков или продавцов по поводу того, что этого показателя хватит. Для того чтобы полноценно зарядить аккумулятор в максимально короткое время, вам понадобится солнечная панель, как минимум, в 40 Вт мощности.

Также вам понадобится приобрести подходящий кабель и несколько зажимающих устройств- «крокодилов» для правильного подсоединения к аккумулятору автомашины. Схема подсоединения проста: либо через вилку к прикуривателю, либо «по прямой», на клеммы АКБ. Зажим и кабель не всегда входят в основную комплектацию поставки. Чаще всего они покупаются отдельно, либо можно сделать их для вашей батареи своими руками. Кстати, солнечные панели Freedom — одни из немногих, которые укомплектованы и кабельными шнурами, и «крокодилами».

Несколько полезных рекомендаций

Перед приобретением важно понимать, что за короткое время зарядить АКБ автомобиля с помощью солнечного источника питания не удастся, даже если у вас есть батарея, имеющая показатель мощности 40 Ватт. Время, в течение которого аккумулятор полностью зарядится, в данном случае, обычное. Оно такое же, как при использовании стандартных зарядных устройств. Минимальный срок зарядки — от 9 до 11 часов. Чаще всего солнечные АКБ приобретаются именно с той целью, чтобы подзарядить батарею автомашины в экстренном порядке, что немаловажно при поездках на далекие расстояния.

Как уже было сказано, солнечную систему больших размеров и высокой мощности часто устанавливают на крышу автомашины. Но есть и более компактные варианты, которые поместятся, к примеру, на приборной панели. Они предназначены для того, чтобы немного разгрузить АКБ, питая приемник, телевизор или другие приборы в салоне.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 7

Важно перед покупкой внимательно осмотреть товар на предмет надежности корпуса. Не стоит вестись на слишком дешевые китайские панели из хлипкой и легкой пластмассы, которая легко расплавляется, если на нее действует прямой солнечный свет.

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи примечательна тем, что не отличается большой силой тока. Это отличает ее от стандартных зарядных устройств. Показатель тока у солнечной панели максимум 2 Ампера, так что риска перезарядить аккумулятор нет. Зарядка будет осуществляться медленно, но надежно и безопасно, а в это время вы сможете спокойно отдыхать, не беспокоясь о том, что может случиться перезаряд.

Параметры солнечной батареи CHN90-36M

Тип элементов: кремниевые монокристаллические
солнечные элементы Grade A++ 125×125 мм.
Число элементов и соединений: 36 (4×9)
Эффективность элементов (КПД): 16.48%
Немецкий сертификат качества и мощности TUV: Есть
Панели производителя прошли ускоренный тест старения PID test: Да
Максимальная мощность при стандартных условиях (STC), Ватт: 90
Напряжение разомкнутой цепи (Voc), В: 21.680
Ток короткого замыкания (lsc), А: 5.471
Напряжение в точке максимальной мощности (Vmp), В: 17.569
Ток в точке максимальной мощности (lmp), А: 5.123
Размер солнечного модуля, мм.: 1200 x 540 x 30
Вес, кг: 7,8
Температура эксплуатации: от -40°C до +85°C
Максимальное напряжение системы: 1000 В постоянного тока
Температура нормальных условий (NOCT): 45°C±2°C
Температурный коэффициент напряжения, %/К: -0.34
Температурный коэффициент тока, %/К: +0,06
Температурный коэффициент мощности, %/К: -0.44
Тип выходных контактов: герметичная соединительная коробка
Тип кабеля: 2 кабеля PV1-F(4.0mm²) по 90 см
Тип разъемов кабеля: 2 разъема type lV (MC4 – папа и мама)

Нужен ли контроллер?

Многие водители, которые серьезно заинтересовались приобретением солнечных панелей для автомобильного аккумулятора, спрашивают, насколько целесообразно будет купить контроллер уровня заряда.

Все зависит от того, для какой цели вам нужна солнечная панель. В случае ее покупки только для того, чтобы подстраховаться, не подсоединяя надолго к АКБ автомобиля, контроллер покупать непринципиально. Если же планируется длительный отдых, и вам не хочется ежедневно запускать мотор для подзарядки панели от него, ее можно как раз присоединить к контроллеру и поставить на крышу автомашины. В этом случае можно не заводить мотор на протяжении всего периода отдыха, слушать в машине музыку, а аккумулятор будет постоянно заряжаться от солнечной панели, которая стоит на крыше.

o solnechnyh batareyah dlya zaryadki akkumulyatora avtomobilya 6

Контроллер помогает предотвратить перезарядку панели, или же, напротив, ее глубокий разряд. Оптимальный показатель тока для работы контроллера — 10 Ампер.

Как сделать и установить солнечную батарею на крышу автомобиля своими руками?

Особо в этом ничего сложного нет главное все хорошенько закрепить и можно пользоваться! Чтобы самостоятельно сделать установку потребуется следующее:

  1. Солнечная панель желательно на 100 ват, но можно прикупить и на 25 вот. Она идет в алюминиевом корпусе с закаленным стеклом. Если вы желаете сэкономить, тогда придется прикупить кремниевые пластинки и собрать панель своими руками. Лучше конечно же взять готовую и хорошо за герметизированную.
  2. На крыше автомобиля должен быть установлен багажник, к которому и будет крепиться солнечная батарея.
  3. Алюминиевый профиль. Из него нужно сделать рамку, в которой будет держаться фотоэлектрический модуль.
  4. Немного резины для приклеивания к рамке панели.
  5. Клей.
  6. Болты или то что поможет скрепить батарею для автомобиля с багажником.
  7. Брезентовая шторка (тент) или любой материал, которым удобно будет закрывать модуль.
  8. Контроллер заряда для АКБ на 10 А. На всякий случай берите с запасом по мощности.

Небольшое описание процесса

Необходимо подобрать батарею таким образом, чтобы она полностью входила в багажник. Для большей надежности ее нужно поместить в алюминиевый профиль. Для этого нужно рассчитать размеры рамки. Они должны быть немного больше самой световой панели.

После изготовления рамки следует наклеить на нее кусочки резины. Это позволит снизить уровень вибрации и обеспечить амортизирующий эффект.

Затем следует солнечную батарею для автомобиля прикрепить с помощью болтов к багажнику. Если нет соответствующих отверстий придется их просверлить. Либо можно воспользоваться хомутиками.

Так же нужно к багажнику прикрепить защиту от осадков. Обычно это шторка из плотного материала.

Брезент или шторка

Когда батарея надежно закреплена нужно решить задачу с проведением кабеля в салон. Провод можно подвести через дверной проем. Если где-то он торчит приклейте прозрачным терма клеем.

Провода от солнечного элемента питания должны идти к контроллеру. Этот прибор способен отключать аккумулятор, когда он зарядится. И переключить сеть на прямое питание от солнечной батареи. В итоге днем АКБ задействован не будет и энергия с экономится на ночь.

Демонстрация шторки

Таким образом немного подумав можно запросто сотворить солнечную батарею на крушу автомобиля своими руками!

Похожие записи:

  1. Как выбрать power bank на солнечных батареях?
  2. ТОП — 5 лучших зарядных устройств и панелей на солнечных батареях — особенности выбора и покупки
  3. Как выбрать лучшее солнечное зарядное устройство для телефона: прочитайте это полное руководство
  4. Цены на солнечные электростанции
Читать статью  Сделал ветрогенератор своими руками (21 фото)

Едем на солнечной энергии. Солнечное зарядное устройство для электровелосипеда. Часть 1

Здравствуйте, уважаемые читатели Хабра. Меня зовут Илья.

Одним из занятий, которому я посвятил значительную часть своей жизни — является электротранспорт.

Особое внимание я уделяю экзотике в сфере электротранспорта: электрические летательные аппараты, использование солнечной энергии для заряда аккумуляторов и т.д.

Второй год я эксплуатирую экспериментальное зарядное устройство для аккумулятора электровелосипеда на складных солнечных панелях. Они используется как основной источник энергии для передвижения в многодневных автономных путешествиях по глухим местам нашей необъятной на электровелосипеде.

Всего на электровелосипеде преодолено более 92 тыс. км за 10 лет, из них 3000 км было преодолено на солнечной энергии (2021-2022 г), поэтому накопился определенный инженерный и эксплуатационно-технический опыт, которым есть возможность поделиться в данной статье.

2. Краткое техническое описание оборудования

  • силовая аккумуляторная батарея Li-ion 48V 38Ah 13S12P NCR18650B 1800Wh собственной сборки (150 км пробега на скорости 30 км/ч на трассе, в безветренную погоду). Масса — 8 кг;
  • мотор-колесо: Direct Drive Quanshun «500W», заспицованное в 26″ обод. Максимальная развиваемая скорость 47 км/ч на заряженной батарее. Масса — 6 кг;
  • контроллер мотора: Infineon 6FET с настройкой 1100W мощности;
  • рама стальная велосипеда Stels (лучше проявляет себя, чем бывшая до этого алюминиевая).

б). Солнечные батареи суммарной мощностью 260Вт и общей массой 4.9 кг:

  • солнечные панели номинальной мощностью 160Вт 18В 8.8А, общей массой 2.7 кг. (разделены на два блока по 80Вт 9В, соединяются последовательно). Имеют складную конструкцию, элементы гибкие, влагозащищенные (модель не знаю, делались на заказ): складываем солнечные панели и убираем в рюкзак.
  • дополнительная солнечная батарея с Aliexpress 100W 18V Allpowers. Масса 2.2 кг: обзор и сравнение складной солнечной батареи Allpowers 100W. Ссылка на магазин.

в). Измерительные приборы.
Wh-meter — авиамодельный ватт-метр для измерения мощности и энергии, поступающей от солнечных панелей. Их надо проверять на предмет систематической ошибки в показаниях. В моей модели ток и напряжение измеряет корректно, а энергию и ампер-часы врет на 31%. У другой модельки — плывет «ноль». В целом, они показали себя с лучшей стороны, в полях ни разу не подводили.

г). Солнечный контроллер на базе повышающего преобразователя «DC-DC Converter 400W». Ссылка на магазин.

Оснащен дополнительной платой стабилизации входного напряжения DC-DC конвертера — свежая доработка, о которой речь пойдет подробнее в следующей части статьи. Доработка позволила отказаться от буферной 18В батареи, которая раньше стабилизировала работу повышающего DC-DC преобразователя. С нею DC-DC преобразователь превращается в полноценный солнечный контроллер с ручной установкой режима максимальной мощности.

д). Туристическое снаряжение для ночевки и жизни на природе: палатка, спальник, коврик, котелок, горелка, надувная подушка, ремонтный комплект, посуда и прочее.

3. Фото. Какую мощность выдают панели

Недавно была приобретена дополнительная солнечная батарея 100W 18V Allpowers:

Суммарная мощность в наилучших условиях (холодная погода, небо без дымки, перпендикулярные лучи) стала достигать 260Вт (было 160Вт):

Летом я обычно рассчитываю на рабочее значение 170-190Вт (было 100-115Вт) из-за неидеальности условий: прогрев панелей и падение их КПД (основной вклад), не всегда правильный угол падения лучей, травинки, дымка, облака и т.д.

Дальнейшее увеличение числа солнечных панелей наталкивается на значительный их вес.
Сейчас достигнуто комфортное сочетание достаточной мощности, приемлемого веса и габаритов в сложенном состоянии: 310х250х160 (суммарный занимаемый объем в рюкзаке всем комплектом).

4. Размещение снаряжения на велосипеде

Внутри треугольника рамы: Li-ion аккумулятор 48V 38Ah.

Выше: тент палатки с дугами, обернутый в полиэтиленовую пленку (пленка пригождается, когда надо укрыть велосипед от осадков).

На багажнике: черный чехол со спальником и завернутым внутрь него пакетом с ремкомплектом.

На черном чехле: синий чехол с внутренней частью палатки.

На передней вилке закреплена бутылка с водой 1л, крепится резинками, нарезанными из велосипедных камер.

В рюкзаке все остальное: коврик, солнечные панели, электроника, посуда, еда, одежда.

Вес снаряженного рюкзака составляет около 12-13 кг, но он при езде опирается на упакованные чехлы на багажнике и спина разгружается почти полностью. Был опыт езды, не слезая с этим рюкзаком 10 часов подряд — спина чувствовала себя вполне нормально.

5. «На сколько км хватает заряда от Солнца?»

Из опыта прошлого года, когда в наличии был только 160 Вт комплект солнечных панелей, в период с восхода Солнца до 16-00. 17-00 удавалось накопить около 0.9-1 кВт-ч энергии, чего хватало на 70-80 км пробега. Таким образом, с утра до наступления вечера шла зарядка, в течении которой, в спокойном темпе, выполнялись все обязательные хозяйственно-бытовые операции: приготовление еды, обслуживание физического тела, проверка и ремонт снаряжения, сборы. Вечером выполнялось передвижение по маршруту. Сумерки — разбитие лагеря на новом месте. Ночевка. Утром — подъем, выставление панелей, зарядка — цикл повторяется.

Был (есть) также вариант отзаряжаться целый день, никуда не перемещаясь. Тогда на одном и том же месте ночевка происходила две ночи и к следующему дню: +1.3 кВт-ч, чего уже хватало на 110 км пробега. Так рационально поступать, когда прогноз обещает один день ясный, а следующий за ним — пасмурный.

Добавление солнечных панелей с номинальной суммарной мощностью 260 Вт должно увеличить все параметры примерно в 1.5 раза.

Пока статистики мало, но я ожидаю от «прибавления в семье» пробега 110-130 км в день.

С использованием 260 Вт комплекта солнечных панелей — опыт накоплен пока не очень большой. Был осуществлен только один 650-километровый маршрут Нижний Новгород-Арзамас-Большое Болдино-Нижний Новгород, но он происходил преимущественно в пасмурно-облачную погоду, из-за чего я его преодолевал целых 10 дней.
Был только один более-менее малооблачный день. С утра и до 18-00 уровень заряда аккумулятора электровелосипеда был доведен с 7% до 100%. Из этого следовало, что было набрано около 1.65 кВт-ч. Данный результат меня вполне устроил — еще оставался остаток светового дня, который был потрачен на перемещение по маршруту.

6. «Какая средняя скорость движения?»

Скорость на маршруте поддерживается в диапазоне 22-33 км/ч, в зависимости от качества дороги, наличия встречного ветра, живописности местности.

Довольно часто, едешь медленнее, чем позволяет энергозапас, так как новая местность привлекает своей красотой и ее хочется рассмотреть более внимательно.

Расход в ватт-часах на километр пути у меня неплохо совпадает с популярным графиком, который ходит в электровелосипедных кругах (поправка примерно 10% в бОльшую сторону):

Расход ватт-часов на км пути растет почти квадратично от скорости движения. Для электровелосипеда (и для любого электротранспорта) предельно актуальна поговорка: «Тише едешь — дальше будешь». Расчеты показывают, что на велосипеде, на скоростях выше 25 км/ч аэродинамическое сопротивление начинает превышать все остальные потери механической энергии при движении.

Я раньше ориентировался на этот график, когда производил расчет достижимости тех или иных районов на местности, но теперь за много лет сформировалось особое «чутье ватт-часов», когда уже подсознательно ощущаешь какой режим движения надо выбрать, чтобы доехать. Конечно, важную роль играют установленные на руле электровелосипеда спидометр, одометр, датчик израсходованных ампер-часов, напряжение силовой батареи.

Огромную роль играет «поправка на ветер», из-за чего перед выездом тщательно изучаешь метеорологический прогноз.

Ветер — страшная сила. Он может позволить тебе ехать со скоростью 45 км/ч с расходом энергии, как будто ты едешь 20 км/ч и наоборот. Впрочем, любой, кто имел опыт езды на велосипеде — знает об этом.

Пример скриншота с сайта Windguru (сейчас доступен только через VPN), где на одном из маршрутов был сделан вывод, что начинать движение надо на запад, и возвращаться через пару дней. Расчет оправдался, была не езда, а песня.

7. «Можно ли крутить педали?»

Можно. Иногда даже нужно, когда внезапно появляется необходимость увеличить скорость и/или пробег, а лишних ватт-часов по каким-то причинам нету. Долговременную мощность ног велосипедиста-любителя можно оценить значением 100-150Вт. Час кручения: +100. 150Вт-ч энергии в систему. Таким образом, однажды, я преодолел 200 км «за один присест» в течении вечера и ночи имея энергозапас на всё про всё всего 1700Вт-ч. Участок от границы с республикой Марий Эл до севера Нижегородской области. Необходимо было успеть завершить маршрут до прихода циклона.

Также, крайне положительно влияет на работу электровелосипеда помощь педалями при подъеме на крутой затяжной подъем.

Тут имеет место специфика Direct-Drive мотора (он был выбран из соображений ресурса и максимальной скорости), приводящая к сильному падению его КПД, когда он работает на малой частоте вращения при большом значении крутящего момента («внатяг»). Здесь разгрузка мотора педалями помогает сохранить ватт-часы, чтобы они не перешли в тепло, снизить риск перегрева мотора, контроллера и т.д.

(Предвижу еще один вопрос: «Почему не был выбран кареточный Mid-drive мотор?». Ответ: появляется фактор износа цепи и звезд. На больших годовых пробегах принципиально важно, чтобы не было ни одного изнашивающегося механического элемента. Direct-Drive полностью удовлетворяет данному требованию).

Ресурс мотора мне крайне важен. У редукторников каждые 10 тыс. км подходят к исчерпанию ресурса нейлоновые шестерни и их требуется заменять. 10 тыс. км — это всего один год в моем стиле езды. Это очень мало.

Максимальная скорость. Это тоже важный параметр. Несмотря на то, что в походе обычно поддерживается неспешная скорость, крайне необходимо иметь возможность ускориться до 45-50 км/ч — например, чтобы удрать от стаи собак или не только от собак.

Также, немаловажную роль играет наличие рекуперации, которая обычно «идет в комплекте» с моторами прямого привода.

8. «Нужна ли рекуперация?»

Мне — очень. Дело не сколько в возврате ватт-часов обратно в аккумулятор, а в экономии ресурса дисков и тормозных колодок. Снаряженный электровелосипед со всем оборудованием весит около 50 кг + вес райдера. Перемещения происходят на большие расстояния, значительная инерция из-за возросшей массы — стоковые велосипедные тормоза (не рассчитанные на такие нагрузки) попросту будут «гореть огнем», если не электромеханическое торможение. При затяжном спуске рекуперация позволяет забрать 80-95% энергии, которая бы пошла на износ тормозов, которые, увы, в нынешнее время уже не стоят три копейки (и снова камень в огород моторам Mid-drive — у них тоже нет рекуперации).

Хотя и лишние 1-2 ампер-часа, которые возвращаются за поездку — тоже лишними не оказываются 🙂

9. «Почему не используется тележка? Можно было бы положить больше снаряжения и держать панели развернутыми, заряжать АКБ в движении?»

Тележка — это ухудшение проходимости и увеличение занимаемого места на трассе.
Если с первым пунктом еще можно справиться, то вот второй — стал камнем преткновения.

Часто асфальт на дорогах проложен так, что попутная полоса имеет ширину равную ширине одного грузового автомобиля (а подчас и легкового) и порою, без каких-либо тележек тебя не всегда могут обогнать — приходится спрыгивать на обочину, чтобы пропустить автотранспорт. С тележкой, в сложных дорожных условиях, при сильном трафике, такой фокус не пройдет и придется либо постоянно ехать по обочине, по гравию и песку, или задерживать автотранспортный поток, вызывая гнев и негодование водителей своей шириной и тихоходностью.

Немаловажным моментом является фактор привлечения внимания у местного населения в отдаленных районах. Не всегда дополнительное внимание от разных социальных слоев бывает полезным. Отсутствие тележки позволяет иметь вид «почти обычного велосипедиста», который вызывает меньший интерес. Меньше интерес — меньше вероятность вопросов «Сколько жрёт/Сколько прёт/Поставь генератор на переднее колесо для подзарядки», на которые не всегда есть настроение реагировать.

10. «Всего сотня км в день? Да я на педалях, без всякого электричества, проеду больше!»

  • с туристическим снаряжением;
  • последующей ночевкой в лесу/поле;
  • завтра — снова сотня;
  • послезавтра еще сотня.

Уверен, что не каждый молодой человек, встав из-за офисного кресла, будет готов к таким спортивным выкладкам.

А если и даже готов, то что из этого?

Не пропадает же смысл в покупке удочки, когда есть рыба в магазине.

И серфингисты не откажутся ловить волны, в то время как билеты на теплоход имеются в свободной продаже. Сюда же можно отнести коротковолновое радиолюбительство в эпоху интернета, да и практически любой hand-made и DIY при наличии почти любых товаров на AliExpress. Это иррационально, но это останется, ибо сознание человека не описывается только лишь рациональными алгоритмами.

Просьба для уважаемых спортсменов воспринимать в данной статье термин «электровелосипед» как «колесная платформа для экспериментов с электричеством», а не как «спортивный педальный снаряд».

Исключительно по экономическим и промышленным причинам в качестве такой колёсной платформы для научных экспериментов была использована основа от велосипеда. То, что на на этой научно-технической платформе остались педали и она внешне напоминает велосипед — просьба воспринимать это как случайный казус и забавное сходство 🙂

11. «Солнечные батареи — это дорого. Не проще ли подзаряжаться на трассе на АЗС/в кафе, беря с собою сетевое ЗУ?»

Зависит от задачи и ситуации. В прошлом году была необходимость оперативно прибыть в Москву из Нижнего Новгорода (~400 км). Тут у мощного ЗУ (1кВт) нет конкуренции.

Другое дело, когда есть желание удалиться от социума, ощутить слияние с природой, с космосом. Тогда маршрут простраивается таким образом, что на нем может не быть ни кафе, ни шиномонтажек, ни АЗС. Как правило, астральная энергетика хороша именно там, где минимизировано воздействие человечества на окружающую среду. И для того, чтобы пополнить запасы другого типа энергии, нежели чем та, что измеряется в джоулях (более тонкой, имеющую психическую природу), и затевается вся эта неспешная операция.

12. «За какой еще астральной энергетикой? Астрала не существует!»

Существует. Еще как существует. Без него невозможна была бы такая вещь, как «квалиа» и прочие феномены, которые несводимы к электрохимическим процессам внутри мозга. Возможно, я об этом напишу отдельную статью.

Впрочем, уважаемые читатели, я отвлекся от главного.

Читайте в следующей части про то, как решалась проблема конверсии 18В от солнечных панелей в 48В для заряда аккумулятора электровелосипеда.

  • электровелосипед
  • солнечная энергетика
  • солнечная батарея
  • автономное питание
  • li-ion аккумуляторы
  • туризм
  • велосипед
  • солнечная панель
  • зарядное устройство
  • электротранспорт

Источник https://enersb.ru/solnechnye-batarei/zaryadka-akkumulyatorov-s-pomoshhju-solnechnyh-batarej/

Источник https://habr.com/ru/articles/672724/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *