Зарядное устройство на солнечных батареях: принципы работы мастер-класс по изготовлению

Зарядное устройство на солнечных батареях: принципы работы + мастер-класс по изготовлению

Использование солнечного света для зарядки аккумуляторов давно перестало быть сюжетом для фантастических книг и эффективно используется в современном мире. При помощи зарядного устройства на базе солнечных батарей можно легко зарядить MP3-плееры, ноутбуки, сотовые телефоны и смартфоны, что может быть очень кстати в ситуациях внезапного отключения электричества или нахождения вдали от источников электрического питания.

Зарядное устройство на солнечных батареях очень легко в использовании: достаточно расположить его под прямым солнечным светом и подсоединить гаджет и портативное устройство произведёт зарядку.

Принцип работы

Принцип работы его достаточно прост: солнечный свет попадает на специальную панель, которая поглощает его, после чего энергия перерабатывается устройством в электрический ток и подаётся на встроенный источник питания.

Подобные устройства отличаются рядом преимуществ: они бесшумны, безопасны для окружающей среды, долговечны, не требуют топлива и вырабатывают электроэнергию бесплатно.

Разновидности

Если вы решили купить внешнее зарядное устройство на солнечных батареях, для начала стоит определиться, где вы планируете его применять.

1. Зарядка мобильных телефонов, смартфонов и других карманных устройств. Для подзарядки телефона в случае форс-мажора вам будет достаточно самого миниатюрного зарядного устройства, однако если вы желаете использовать вдали от цивилизации все возможности своих мобильных устройств, тогда следует выбрать зарядку с более высокой ёмкостью аккумулятора.
2. Зарядка ноутбуков или планшетов. Для планшетов с исходящим напряжением 5 В также подойдёт практически любое устройство, а вот с прожорливыми ноутбуками сложнее – покупая зарядку, нужно убедиться, что выходное напряжение не ниже напряжения вашего ноутбука. Вместе с этим зарядка будет способна восстановить энергию смартфона, камеры и пр.
3. Зарядные устройства для дачных участков и кемпингов. Наиболее мощные из зарядных устройств со встроенными розетками переменного тока, в которые можно включать бытовую или медицинскую технику.

Также зарядки бывают с аккумулятором и без него. При наличии аккумулятора преобразуемая солнечная энергия заряжает его, после чего он заряжает ваши гаджеты. При его отсутствии солнечные лучи, преобразуясь, напрямую заряжают технику.

Критерии выбора

Итак, вам необходимо зарядное устройство на солнечных батареях – как выбрать оптимальный в соотношении цены и качества вариант?

Для этого необходимо следовать простой инструкции:

1. Изучите технические характеристики зарядного устройства и сравните их с параметрами гаджетов, которые вы собираетесь заряжать.
2. Проверьте совместимость разъёмов зарядного устройства и подсоединяемых приборов, а также наличие дополнительных штекеров и переходников.
3. Изучите дополнительные функции и выберите подходящие. Многие модели оборудованы встроенным фонариком, выпускаются устройства с функцией Bluetooth и даже с радиоприёмником.
4. Оцените компактность конструкции, вес и удобство в использовании и переноске.
5. Определитесь с выбором внешнего вида и дизайна устройства. Также существуют разнообразные варианты исполнения основанных на работе солнечных батарей зарядок: в жёстком корпусе, гибкие, антиударные, влагонепроницаемые, а также устройства с буферным аккумулятором.
6. Выберите подходящее по цене. Стоит учитывать, что главным ценообразующим фактором является мощность устройства.

Важные моменты использования

При использовании зарядного устройства на солнечных батареях следует знать несколько моментов, которые помогут максимально использовать возможности вашего устройства и продлят срок эксплуатации.

На производительность солнечной батареи могут повлиять такие факторы как:

1. Площадь панели. При большей площади энергии вырабатывается, соответственно, больше.
2. Тип ячеек. Наиболее высокой производительностью отличаются полисиликоновые и монокристаллические элементы.
3. Облачность увеличивает время накопления энергии в аккумуляторе.
4. Если панель неправильно расположить по отношению к солнцу, это тоже может существенно понизить скорость. Выбрать наиболее удачное место для расположения панели можно с помощью миниатюрного индикатора интенсивности света, при его отсутствии действует общее правило: вертикальное расположение панели удачнее, чем горизонтальное.
5. Для постоянной подзарядки нужного устройства вы можете закрепить зарядник на рюкзак. Но не стоит забывать, что работать он будет только под прямым солнцем на открытых площадках – в лесной чаще толку от него не будет.
6. Время зарядки подключенного гаджета определяется выходной мощностью аккумулятора.
7. Время заряда с помощью фотоэлемента меньше, чем при использовании обычной зарядки от электрической сети.
8. При использовании зарядного устройства на базе солнечных батарей следует контролировать температуру: его нежелательно перегревать — в слишком жаркий день зарядник желательно периодически убирать в тень. Также слишком высокий (или низкий) уровень температуры способен значительно уменьшить ёмкость аккумулятора.
9. При хранении желательно время от времени подзаряжать аккумулятор во избежание увеличения коэффициента статического разряжения.
10. Перед тем, как начинать использовать зарядник, рекомендуется 2-3 раза провести тренировочный цикл (полностью зарядить — полностью разрядить).

Как сделать своими руками

Некоторые предпочитают альтернативный вариант, такой как сделать зарядку из солнечной батареи самостоятельно, тем более что это не так сложно, не затратно и интересно.

Инструменты

Чтобы сделать зарядное устройство на солнечных батареях своими руками, понадобятся инструменты:

• пинцет;
• плоскогубцы;
• клеевой пистолет;
• паяльная лампа;
• нож.

Материалы

А также приготовьте следующие материалы:

• панель солнечной батареи на 5 В или больше;
• литий-ионный аккумулятор на 3,7 В;
• схема контроля заряда аккумулятора;
• повышающая схема постоянного тока (USB);
• два разъёма 2,5 мм – один с креплением к панели, второй с проводом;
• диод 1N4001;
• провод.

И вспомогательные материалы для конструкции: изоляционная лента, термоусадочные трубки (желательно), двухсторонняя пенолента, припой, коробка (жестяная или любая подходящая).

Этапы работы

Приготовив всё необходимое, можно начинать изготавливать зарядное устройство на солнечной батарее своими руками.

Этапы изготовления следующие:

1. Присоединение провода.
2. Подготовка отверстий для разъёмов в корпусе.
3. Подключение контроллера заряда.
4. Подключение аккумулятора и USB схемы.
5. Тщательная изоляция проводов.
6. Размещение электронных компонентов в корпусе.

Если вы сделали зарядное от солнечной батареи своими руками, вы знаете, что заряжается оно также от солнечного света или через мини порт USB. В процессе зарядки светодиод должен гореть красным цветом, по окончании – синим.

Теперь вы можете не только выбрать оптимальный вариант зарядки, но и знаете, как из солнечной батареи сделать зарядное устройство, которое поможет вам сэкономить электричество и не остаться без связи и прочих удобства современной техники в экстремальных ситуациях, да и просто на отдыхе.

Видео

Подробнее изучить этапы изготовления зарядки аккумулятора от солнечной батареи своими руками вы можете, ознакомившись с нашим видео.

Зарядное устройство на солнечных батареях

Довольно часто возникают ситуации, когда пользователи смартфонов, планшетов и других мобильных гаджетов оказываются вдалеке от стационарных электрических сетей. Это могут быть путешествия, походы, выезды на природу и другие отрывы от благ цивилизации. В подобных случаях наилучшим выходом становится зарядное устройство на солнечных батареях, способное работать автономно. Основным условием эффективности зарядки является соответствие мощности солнечной батареи с таким же параметром у заряжаемого устройства.

Конструкция и принцип действия

В конструкцию солнечного зарядного устройства входят преобразователь, контроллер заряда, и сам аккумулятор, в котором накапливается этот заряд. Такое небольшое количество компонентов обеспечивает прибору высокую надежность и многофункциональность.

Принцип работы заключается в улавливании солнечных лучей, попадающих на панель, и дальнейшем преобразовании их в электрический ток. То есть, в данном случае используется фотоэлектрический эффект. Поэтому, в хорошую солнечную погоду электричество будет накапливаться с более высокой скоростью по сравнению с пасмурной. Кроме того, скорость накопления зависит от мощности самой панели, а ее регулировка осуществляется при помощи контроллера.

Модельный ряд солнечных зарядных устройств разделяется по мощности от 2 до 15 Вт. Зарядка аккумуляторов самых мощных приборов не превышает 5 часов. Каждый такой аккумулятор состоит из нескольких литиевых элементов с напряжением примерно 3,7 В. Соединенные в общую цепь, они способны выдавать нормальное выходное напряжение.

При отсутствии электрических сетей зарядка на солнечных батареях работает исключительно в автономном режиме, а ее эксплуатация не представляет каких-либо сложностей. Для того чтобы зарядить, например, смартфон, нужно лишь выбрать подходящий переходник и выполнить соединение с солнечной панелью. После этого батарея выставляется в наиболее удобное положение, обеспечивающее максимальный прием солнечных лучей. Мобильное устройство начнет заряжаться, но со скоростью гораздо меньшей, чем указано в рекламе производителей. Тем не менее, этого вполне достаточно, чтобы сделать срочный звонок, не требующий полной зарядки телефонного аккумулятора.

Читайте также:
Расчет солнечных батарей

Каждое зарядное устройство оборудовано несколькими портами с различной силой тока на выходе. В порт на 1 А подключаются телефоны, плееры и другие маломощные устройства, на 2 ампера – планшеты, а на 2,5-3 А – ноутбуки.

Достоинства и недостатки солнечных зарядных устройств

Несомненными преимуществами автономных зарядок являются следующие:

• Экономия электричества, благодаря бесплатной солнечной энергии. Быстрота окупаемости зависит от мощности конкретного устройства. При отсутствии стационарных сетей, возможно получать не только на природе, но и в любых других местах.
• Широкий модельный ряд устройств на основе фотоэлементов дает возможность подобрать прибор с техническими характеристиками, наиболее подходящими для имеющихся гаджетов. Небольшое зарядное устройство подойдет смартфону, а панель с большой площадью вполне потянет даже мощный ноутбук.
• Солнечные панели отличаются экологической чистотой и не наносят вреда окружающей среде.

Идеальных устройств просто не существует, поэтому и данный тип батарей обладает собственными минусами, которые следует учитывать:

• Большинство приборов не может использоваться в пасмурную погоду, когда отсутствуют прямые солнечные лучи. Зарядка осуществляется лишь в дневное время и планируется в соответствии с прогнозом погоды.
• Процесс зарядки происходит значительно дольше, по сравнению с обычной электрической сетью.

Следует учесть, что мощность зарядного устройства во многом зависит от площади фотоэлементов. Этот параметр является определяющим при выборе автономной зарядки.

Как подключить

Автономный зарядник может соединяться с мобильными устройствами несколькими способами.

Чаще всего используются следующие типы подключений:

• Прямое подключение зарядки к смартфону или другому мобильному устройству. Для этих целей в корпусе панели предусматриваются различные типы разъемов. Как правило, это разъемы под шнур к обычной розетке или порт под USB. Существенным недостатком такого подключения считается возможный выход из строя прибора из-за скачков напряжения.
• Подключение с использованием переходника. Это наиболее безопасное соединение зарядки с мобильным гаджетом. Благодаря переходнику, выходное напряжение отличается стабильностью, его можно отрегулировать до нужных параметров. Такими компонентами укомплектовано большинство солнечных батарей.
• Мобильное устройство можно подключить через аккумулятор, накапливающий электричество при солнечном свете и отдающий энергию в любое другое время. Его зарядка производится от солнечной панели, стационарной электрической сети и автомобильного прикуривателя.

Читайте также:
Устройство магнитного двигателя

Выбор зарядного устройства

Основным критерием выбора солнечной зарядки является ее мощность. Чем выше энергоемкость мобильного устройства, тем более мощная зарядная панель потребуется для этих целей.

Соответственно, площадь фотоэлементов тоже должна быть большой. Необходимо убедиться, что выходной ток совпадает с параметрами тока, необходимого для зарядки мобильника. Для зарядки ноутбуков и больших планшетов потребуется зарядник с минимальной мощностью 9 Вт.

Следует обязательно проверить наличие переходников к тем устройствам, которые планируется заряжать. Несмотря на широкий ассортимент элементов, входящих в набор, рекомендуется лично убедиться, что присутствуют именно те, какие нужно.

Разные модели имеют и различную стоимость. В первую очередь она зависит от площади фотоэлементов, поглощающих солнечный свет. Кремний, применяемый для их изготовления, относится к дорогим материалам, следовательно, более мощные зарядники будут стоить дороже.

На стоимость солнечной панели влияют и другие материалы, особенно те, которые защищают устройство и участвуют в передаче энергии. Например, зарядник, помещенный в высокопрочный корпус, стоит дороже, но и служит значительно дольше бюджетных моделей.

Обзор модели Powertraveller Solargorilla

Зарядное устройство на солнечной батареи рассмотрим на примере мощной панели Powertraveller Solargorilla, помещенной во влагозащищенный корпус. Данный прибор выдает напряжение, позволяющее заряжать практически все известные мобильные гаджеты, в том числе и ноутбуки. Это делает его незаменимым для использования в местах, где отсутствуют основные электрические сети. Аккумулятор Powertraveller Solargorilla способен достаточно быстро зарядиться под действием одних лишь солнечных лучей.

Основой конструкции служат фотоэлектрические солнечные панели, генерирующие электрический ток. Подобное зарядное устройство для телефона совершенно безопасно, подходит ко всем мобильным гаджетам, в том числе и от компании Apple.

Читайте также:
Альтернативные источники энергии для дома

Для изготовления панелей применяется поликристаллическое стекло, обеспечивающее более высокую производительность зарядного устройства. Благодаря ему, зарядник приобретает характерный внешний вид. Герметизация панелей выполнена с помощью специального клея, а сам корпус является водонепроницаемым. На самой панели расположен светодиод зеленого цвета, отображающий силу заряда. Его тональность зависит от интенсивности ультрафиолетового излучения.

Перед началом использования панель следует очистить от пыли и расположить перпендикулярно солнцу. В таком положении она должна оставаться не менее 10 минут для «разогрева», после чего к ней можно подключать мобильное устройство. При очистке поверхности запрещается использование каких-либо химических веществ.

Солнечная зарядка Powertraveller Solargorilla обладает следующими техническими характеристиками:мощность – 40 Вт, величина выходного напряжения в разъемах – 5 и 20 вольт. Габариты устройства: длина – 264 мм, ширина – 200 мм, высота – 19 мм. Масса – 700 г.

Как проверить емкость и силу тока аккумулятора мультиметром

Повер банк с солнечной батареей

Обзор солнечных батарей для туристов

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

Солнечная электростанция (СЭС)

Топ лучших мультиметров

Источник https://solar-energ.ru/zaryadnoe-ustrojstvo-na-solnechnyh-batareyah-printsipy-raboty-master-klass-po-izgotovleniyu.html

Источник https://electric-220.ru/news/zarjadnoe_ustrojstvo_na_solnechnykh_batarejakh/2018-12-24-1623