Solárna nabíjačka batérií: zariadenie a princíp fungovania solárneho nabíjania

Čoraz viac vyznávačov aktívneho oddychu uprednostňuje trávenie dovolenky a víkendov bližšie k panenskej prírode.Pre moderného človeka je ale ťažké odmietnuť výhody civilizácie – kto z nás si na výlet nezoberie mobil, notebook či fotoaparát?

Ak ale máte v batožine solárnu nabíjačku, problém s napájaním vašich zariadení bude vyriešený. Zostáva len prísť na to, ako vybrať správne zariadenie. Článok, ktorý uvádzame, poskytne účinnú pomoc pri objasňovaní všetkých problémov.

Čo je solárne nabíjanie?

Tieto nabíjačky sú schopné premieňať slnečnú energiu na jednosmerný elektrický prúd. Môžu pracovať s rôznymi modelmi navigátorov, prehrávačov, notebookov, telefónov, fotoaparátov a iných prenosných zariadení.

Čas nabíjania však priamo závisí od výkonu samotného zariadenia a typu vybitého zariadenia, preto, aby ste si vybrali skutočne praktické a univerzálne zariadenie, stojí za to pochopiť jeho vlastnosti.

Dizajnové vlastnosti zariadenia

Samotné zariadenie pozostáva z kryštalického panelu, regulátora úrovne nabitia/vybitia a meniča solárnej energie na elektrickú energiu.

Niektoré modely sú vybavené aj vyrovnávacou batériou pozostávajúcou z niekoľkých lítiových článkov, ktorá umožňuje zariadeniu nielen konvertovať, ale aj akumulovať energiu, aby sa uvoľnil náboj aj v tme.

Ešte pred pár rokmi boli solárne nabíjačky pomerne drahé zariadenia, no dnes sú masovým produktom s prijateľnou cenou

Výhody solárnych nabíjačiek:

• Univerzálne - prispôsobené pre rôzne zariadenia (USB konektory sú na puzdre a väčšina modelov je navyše vybavená špeciálnymi adaptérmi pre rôzne typy elektrických zariadení).
• V cestovnej batožine zaberá málo miesta.
• K dispozícii je široký výber tvarov, farieb, veľkostí a výkonu, aby vyhovovali rôznym potrebám a estetickému vkusu.

No, najvýznamnejšou nevýhodou všetkých solárnych nabíjačiek je dlhý čas, ktorý im trvá akumulovať „energiu“.Okrem toho je potrebné pochopiť, že ak takmer každý model zvládne napájanie mobilného telefónu alebo fotoaparátu, aktívny „absorbér“ energie, akým je laptop, už bude vyžadovať pôsobivý výkon zo solárnej batérie a kapacitnej batérie.

Ako zariadenie funguje

Prenosné solárne nabíjačky sú autonómne systémy, ktoré dokážu spracovať energiu ako z lúčov, tak aj zo siete, žiariviek alebo počítača. Mnohé modely navyše nemusia mať intenzívne slnko - akumulujú náboj aj v zamračených dňoch, hoci účinnosť samozrejme klesá (z 20 na 70%).

Ak si kúpite zariadenie s možnosťou pripojenia do elektrickej zásuvky, môžete výrazne ušetriť čas na akumuláciu energie v zamračenom počasí

Zariadenie funguje takto: kryštály na paneli absorbujú slnečnú energiu, konvertor ju „spracuje“ na elektrický prúd, ktorý sa dodáva do zdroja energie. Po pripojení mobilného telefónu alebo iného zariadenia k tomuto zdroju pomocou šnúry naakumulovaná energia postupne prúdi do vybitého zariadenia.

Typy solárnych nabíjačiek

Pokiaľ ide o vzhľad, výrobcovia sa už pokúsili nielen diverzifikovať farebnú schému a tvar zariadení, ale aj urobiť zariadenie čo najpohodlnejším na použitie v rôznych situáciách. Pozrime sa na najobľúbenejšie možnosti.

Monoblok – kompaktné zariadenie pozostávajúce z panelu a mechaniky uzavreté v pevnom kovovom alebo plastovom puzdre. Takéto zariadenie „zachráni“ vybitý telefón na pláži či pikniku a nezaberie veľa miesta v bežnej taške.

Monobloky sú vhodné pre každodenný život - nezaberajú veľa miesta a možno ich nabíjať nielen zo slnka, ale aj pri práci na notebooku alebo počítači

Flexibilný panel – tenký skladací alebo rozkladací panel s fotobunkami. V batožine zaberá málo miesta a váži oveľa menej ako jeho solídny, uzavretý konkurent. Ale napriek slušnej oblasti „pokrytia“ flexibilné dosky akumulujú solárny náboj takmer dvakrát pomalšie ako monobloky.

Väčšina panelov navyše funguje len z priameho slnečného žiarenia, bez ukladania energie pre budúce použitie – nemajú totiž zabudovanú batériu. Svoje nabíjanie však môžete vždy doplniť externým úložným zariadením s požadovaným výkonom.

Flexibilné panely sú teda dobrou voľbou na vyriešenie problému nabíjania zariadení s nízkou spotrebou energie počas „stacionárnej“ dovolenky - v krajine, pri rybolove, so stanom. Ale pre pešiu turistiku je lepšie pozrieť sa na inú možnosť.

Počas jazdy možno flexibilný panel kompaktne zložiť a umiestniť do kufra alebo pripevniť na strechu auta a v kľude ho jednoducho rozložiť na slnko.

Vstavané nabíjanie – zariadenie pozostáva z solárne panely, ktoré sa pripevňujú na vonkajšiu stranu tašiek alebo cestovných batohov. Umožňujú vám dobíjať zariadenia počas cestovania alebo ukladať náboj do vstavanej batérie.

Toto príslušenstvo je možné použiť aj na určený účel - na prenášanie akýchkoľvek predmetov alebo elektroniky, čo je veľmi výhodné pre tých, ktorí majú radi turistiku alebo prácu vonku.

Napriek tomu, že „energetické batohy“ vyzerajú atraktívne a štýlovo, rovnako jednoducho si k taške môžete dočasne pripevniť akýkoľvek iný typ nabíjačky (veľa modelov je dokonca vybavených špeciálnymi karabínami) a nemusíte sa báť o bezpečnosť zariadenia počas dažďa alebo čistenia.

Skladacie postele – môže ísť buď o niekoľko flexibilných panelov, kompaktne zložených do „hromady“, alebo o variáciu dvoch monoblokov uzavretých v pevnom puzdre v tvare rozbaľovacej knižky.

Hlavným cieľom takéhoto zariadenia je minimalizovať „zachytenie“ využiteľného priestoru v objeme vašej batožiny a zvýšiť efektivitu vďaka väčšiemu počtu fotobuniek. Príjemným bonusom je, že väčšina modelov je vybavená úchytmi na batoh alebo okno auta.

Veľkosť véčka si môžete zvoliť podľa svojich potrieb: na nabíjanie mobilného telefónu stačí zariadenie veľkosti samotného telefónu, ale pre notebooky a tablety nebude panel ani v zloženom stave menší ako A5 list

Ale bez ohľadu na dizajn, všetky solárne nabíjačky fungujú na rovnakom princípe, takže sa pozrime na dôležité technické nuansy, ktoré pomôžu pri kúpe zariadenia.

Ako si vybrať správnu možnosť?

Najprv by ste sa mali rozhodnúť o počte a typoch zariadení, ktoré plánujete nabíjať pomocou solárneho nabíjania. Od týchto parametrov závisí výkon zariadenia a typ výstupného portu.

Ak má zariadenie niekoľko portov USB, môžete súčasne pripojiť a nabíjať rôzne zariadenia, hlavná vec je, že to umožňuje napájanie batérie

Charakteristiky rôznych zariadení je možné objasniť pri pohľade na ich návod na obsluhu a v niektorých zariadeniach je prevádzkové napätie uvedené aj na nabíjačke, ktorá je súčasťou súpravy, takže navigácia nebude náročná. Ako poslednú možnosť si vždy môžete zakúpiť potrebný adaptér.

Základné parametre a pekné doplnky

Charakteristiky nabíjacieho prúdu určujú čas, ktorý zariadenie potrebuje na dobitie rôznych zariadení. Tento indikátor sa meria v ampéroch a je uvedený na portoch zariadenia.

Hodnoty:

• 1 ampér – určené pre mobilné telefóny, elektronické cigarety, hodinky, prehrávače.
• 2 ampéry – vhodné pre tablety, smartfóny, digitálne fotoaparáty a videokamery.
• 2,5-3 ampér – poradí si s nabíjaním netbookov a notebookov.

Je tiež dôležité poznať výstupné napätie, pretože nabíjané zariadenia môžu prekročiť výkon solárneho nabíjania. Takže pre väčšinu telefónov a jednoduchých tabletov budete potrebovať výstup 5 voltov, pre digitálne fotoaparáty a herné prístroje - 9 a pre notebooky a chladničky do auta - 12-24.

Hlavnou charakteristikou nabíjačky je však výkon solárneho panelu. Doba nabíjania batérie priamo závisí od tohto indikátora. A tu všetko závisí od vlastností panelov zbierajúcich svetlo.

Napríklad prvky s výkonom 5 W (štandardná rozpočtová možnosť) budú mať prúd 900 mA hodín a 10 W bude mať prúd 1 500 mA. To znamená, že nabiť telefón z 5 W solárnej nabíjačky bude trvať 2-3 hodiny, no 10 W panel to zvládne za hodinu a pol.

Pre výkonné zariadenia, ako sú herné tablety a notebooky, je lepšie kupovať skladacie modely s niekoľkými panelmi, ktoré rýchlo generujú náboj

Okrem toho zariadenia s panelmi, ktorých výkon nepresahuje 2 W, sa používajú iba na akumuláciu nabíjania vstavanej batérie. A na priame nabíjanie zariadení zo slnečného žiarenia potrebujete panely s výkonom 3 W alebo viac.

Ďalšie dôležité parametre:

1. Dostupnosť batérie – ak zariadenie nemá úložné zariadenie, môže fungovať len na osvetlenom mieste. Zariadenia s batériami sa môžu nabíjať kedykoľvek počas dňa a možno ich nabíjať aj z iných zdrojov - z USB portu notebooku alebo zo zásuvky pripojenej na 220 V.
2. Typ fotobuniek – predpokladá sa, že monokryštály účinnejšie absorbujú slnečné svetlo (ich účinnosť je 13-18%). V prípade polykryštálov je toto číslo nižšie - asi 10-12%. Môžete ich rozlíšiť aj voľným okom - polykryštalické panely majú tmavomodrý odtieň, zatiaľ čo ich konkurenti sú čierne.
3. Rozhranie – univerzálne solárne nabíjačky sú vybavené informatívnym USB, kde si môžete zvoliť požadovanú možnosť v závislosti od typu vybíjaného zariadenia. Niektoré zariadenia sú vybavené aj indikátorom intenzity slnečného žiarenia, ktorý pomôže určiť optimálne miesto pre rýchle nabitie.
4. Ochrana – a priori majú všetky zariadenia bezpečnostný systém, ktorý umožňuje ich použitie vonku. Pre milovníkov extrémnych dobrodružstiev sa však oplatí hľadať zariadenie so zvýšenou ochranou pred dažďom, prachom, špinou, otrasmi a inou vyššou mocou.

Ďalšie funkcie sú najčastejšie reprezentované funkciou „lucerna“ alebo „lampa“. To môže byť dôležité nielen pre milovníkov rekreácie v prírode, ale aj pre motoristov - pri výmene pneumatiky alebo opravách na ceste v noci sa jasné svetlo stane nepostrádateľným pomocníkom.

Okrem iných bonusov môžu výrobcovia ponúkať USB hub alebo Wi-Fi bod. Ale, samozrejme, akékoľvek prírastky výrazne zvyšujú konečné náklady na produkt. Či sú skutočne potrebné, je na vás, aby ste sa rozhodli.

Naše vedúce modely z hľadiska intenzity nakupovania sú:

Všeobecné odporúčania pre používanie nabíjačky

Zariadenia so vstavanou batériou musia byť pred prvým použitím plne nabité, nie na slnku, ale z elektrickej siete. Potom k nabíjačke pripojte akékoľvek zariadenie, aby prijímalo energiu a vybíjalo pohon.

Potom môže byť panel vystavený lúčom a kompenzovať stratený náboj. Pre modely fungujúce priamo zo slnka toto pravidlo nefunguje - môžu byť okamžite inštalované v osvetlených priestoroch a pripojené k zariadeniam.

Väčšina solárnych nabíjačiek je navrhnutá na prevádzku pri teplotách od – 20 do + 45 stupňov, existujú však aj špeciálne modely, ktoré fungujú v extrémnych klimatických podmienkach, len sa vyrábajú na zákazku

Ak chcete maximalizovať účinnosť solárneho nabíjania, odporúčame nasledovné:

1. Umiestnite zariadenie tak, aby lúče dopadali na panel v pravom uhle. Aj keď slnko nie je za zenitom, môžete nabíjačke dať správnu polohu zdvihnutím pod uhlom 40 stupňov pomocou nejakej podpery. Takto môžete nazbierať o 20-30% viac náboja, ako keby ste panel umiestnili vodorovne na osvetlené miesto.
2. Používajte zariadenie spolu s úložným zariadením nielen na odpočívadlách, ale aj pri cestovaní autom alebo na túre.Takýto tandem bude schopný nazbierať energiu na 2-3 nabitia telefónu aj v zamračenom počasí bez priameho slnečného žiarenia.
3. Majte na pamäti, že vo väčšine skladacích zariadení sú panely zapojené do série, takže je dôležité, aby boli všetky prvky rovnomerne osvetlené. Napríklad, aj keď tieň pokrýva iba polovicu prvého zo štyroch panelov, kapacita batérie klesne na polovicu.
4. Aby vysokokapacitné batérie dosiahli uvedené parametre, odporúča sa ich „pretaktovať“ – úplne vybiť, následne nabiť na 100 %. A tak 3-4 krát.
5. Počas dlhej prestávky v prevádzke (mesiac a viac) uskladnite nabíjačku pri izbovej teplote. Ak ide o zariadenie so vstavanou batériou, treba ju najskôr nabiť na 50 – 70 %.

A posledná rada - aj keď sa nabíjanie zhoršilo alebo sa úplne pokazilo, nerozoberajte ho sami, aby ste nepoškodili prvky systému a samotné puzdro. Demontované zariadenie automaticky zruší záruku, preto je lepšie kontaktovať autorizované servisné stredisko alebo dodávateľa.

Ako vyrobiť nabíjačku vlastnými rukami?

Hoci moderné nabíjačky prestali byť prémiovými zariadeniami a sú pre bežného spotrebiteľa celkom cenovo dostupné, ak chcete ušetriť peniaze, vždy existuje možnosť vyrobiť si takéto zariadenie sami.

Príklad domáceho zariadenia v pevnom puzdre z kovovej plechovky, vybavené USB konektorom a meničom energie na nabíjanie zariadení s nízkou spotrebou

 Na výrobu jednoduchej solárnej nabíjačky je potrebné zakúpiť niekoľko základných prvkov:

• poly- alebo monokryštalický panel;
• držiak batérie;
• Schottkyho blokovacia dióda;
• konektorová zásuvka;
• regulátor nabíjania (ak však nabíjanie produkuje 0,5-5V, môžete namiesto regulátora použiť lacnejší 5V boost konvertor).

Pokiaľ ide o samotný panel, tu musíte urobiť malý výpočet počtu prvkov na základe výkonu zariadenia, ktoré plánujete nabíjať.

Ak je napríklad nabíjací prúd batérie približne 10 % jej kapacity, nabíjanie pri 20 000 mA vyžaduje prúd 2A a napájanie zariadenia bude trvať približne 14 hodín. Ak zdvojnásobíte prúd na 4A, doba nabíjania sa skráti na 7 hodín.

Výmena ovládača za menič vám umožní zostaviť nabíjačku aj s použitím slabo nabitého akumulátora zo solárnej lampy na trávu - stále získate požadovaný výstup 5V (aj keď nabíjanie bude trvať dlho)

V závislosti od aktuálnych parametrov pre budúce nabíjanie (2 alebo 4A) sa vyberajú aj kryštalické prvky. Typicky 1 diel produkuje asi 0,5 V, to znamená, že na získanie najmenej 5 V budete potrebovať 10-12 prvkov.

Potom je potrebné ich spájať sériovo. Ak použijete panel baterky, potom aj štandardný 70 x 70 cm môže mať výstup od 2,5 do 4,5 V, takže je lepšie skontrolovať voltmetrom.

Poslednou fázou je vložiť domácu nabíjačku do akéhokoľvek vhodného rámu (postačí aj dóza na sladkosti) a vybaviť ju konektorom USB. Potom je potrebné na konektor prispájkovať blokovaciu diódu, ako aj vodiče zo solárneho panela do konvertora a držiaka podľa schémy nižšie.

Schottkyho dióda je potrebná, aby sa pri zapnutí zariadenia nevybíjali batérie cez solárny panel. Môžete si ho kúpiť, rovnako ako ostatné komponenty, na rádiových trhoch alebo na internete

Zostáva len skontrolovať fungovanie zariadenia na slnku s akýmkoľvek vybitým zariadením.Ak je všetko v poriadku, môžete použiť príslušné adaptéry a nabíjať rôzne zariadenia.

Fotonávod pre kutilov

Kompaktnú nabíjačku s USB portom si jednoducho zložíte na napájanie telefónu vlastnými rukami. Všetky komponenty sú k dispozícii na voľný predaj, v extrémnych prípadoch je možné ich objednať. Domáci výrobok bude stáť desiatky krát menej ako továrensky vyrobený, najmä ak je široko propagovaný.

Pri nákupe komponentov na zostavenie zariadenia je potrebné počítať s tým, že solárnu batériu je potrebné zakúpiť s napätím 5V a viac. Už sme hovorili o napätí batérie, je to 3,7 V. Nespomenuli sme však dôležitú jemnosť - „ochrana PCB“ by mala byť uvedená na označení batérie alebo v technických dokumentoch. To znamená, že je chránený pred hlbokým vybitím a prebitím.

Budete tiež potrebovať dva 2,5 mm konektory: jeden so západkou na paneli, druhý s drôtom. Na dodávanie jednosmerného prúdu budete potrebovať aj zosilňovací obvod USB.

Naskladnili ste si všetko potrebné? Začnime s montážou:

Okrem toho je potrebné spájkovať diódu. Na jednej strane je pripojený drôtom k batérii, na druhej strane k strednému kolíku konektora. Spájkované spoje je vhodné urobiť čo najbližšie k dióde, všetky uzly musia byť chránené teplom zmrštiteľnými hadičkami alebo aspoň kvapkami lepidla.

Oboznámi vás s pravidlami výberu solárnych panelov na zariadenie privátu či chaty. ďalší článokvenovaný tejto zaujímavej problematike.

Závery a užitočné video na túto tému

Ak chcete získať vizuálnu predstavu o solárnych nabíjačkách a princípoch ich fungovania, odporúčame vám pozrieť si náš výber videí:

Praktické rady a tipy ako vybrať nabíjačku pre rôzne zariadenia. Môžete sa pozrieť dovnútra a preštudovať si diagram cukríkov spolu s autorom tohto videa:

Ako zostaviť nabíjačku poháňanú slnečnými lúčmi vlastnými rukami:

Vďaka technologickému pokroku a bystrým hlavám vynálezcov, ktorí sprístupnili slnečnú energiu bežným užívateľom. Vďaka takýmto nabíjačkám sa nemusíte na dovolenke obávať, že ostanete v správnom čase bez komunikácie s civilizáciou.

Ak máte problémy s výberom zariadenia, vždy môžete požiadať o radu odborníkov, ktorí majú znalosti v oblasti elektrotechniky.

Povedzte nám o tom, ako ste používali solárne nabíjanie pri kempovaní, pikniku alebo na cestách. Komentáre napíšte do bloku nižšie. Pýtajte sa, zdieľajte svoje dojmy a užitočné informácie k téme, uverejňujte fotografie.