Вопрос-ответ: портативные солнечные зарядки

 

 

1. Какие типы фотоэлементов используются при изготовлении солнечных батарей? 

В солнечных батареях используются в основном два типа фотоэлементов:

 

- Кристаллические фотоэлементы и

- Фотоэлементы на основе аморфного кремния.

 

Оба типа имеют свои преимущества и недостатки.

 

Достоинством кристаллических ФЭ являются:

- Высокий КПД. В среднем 10…15%,

- Большой срок службы – десятки лет.

- Более дешевы, чем аморфные.

 

Основной недостаток – хрупкость кристаллов. Из-за этого приходится ставить эти фотоэлементы либо под стекло, либо на другую жесткую подложку, что ведет к увеличению веса солнечной батареи.

 

Достоинства фотоэлементов на основе аморфного кремния:

- Гибкость, т.е. такой фотоэлемент сложнее повредить

- Более высокое напряжение на выходе единичного фотоэлемента. Около 2В вместо 0.5В у кристаллического ФЭ. Это позволяет создавать солнечные батареи из меньшего числа ФЭ, что также повышает надежность солнечной батареи.

 

Недостатки следующие:

- Меньший, чем у кристаллических ФЭ КПД, около 6…8%

- Чуть дороже кристаллических, хотя себестоимость производства таких ФЭ даже ниже, чем кристаллических.

 

 

2. Чем еще отличаются гибкие солнечные батареи? 

Спектр поглощения гибких фотоэлементов смещен ближе к ультрафиолету. Т.е. такая батарея практически ничего не дает на выходе, если ее освещать лампочкой накаливания (в отличие от кристаллических фотоэлементов). Но на солнце гибкая батарея работает прекрасно. Особенно в горах, где много ультрафиолета, там такая батарея вырабатывает на 10…30% больше тока, чем на уровне моря.

 

 

3. Будет ли работать солнечная батарея в облачную погоду? 

Во-первых, давайте четко понимать, что это солнечная батарея и требовать, чтобы она отдавала достаточную мощность при плохом свете, бессмысленно. Это касается солнечных батарей любых типов. При падении освещенности у батареи сначала падает выходной ток, а после его снижения в 3..5 раз начинает также уменьшаться выходное напряжение.

 

Реально в легкой дымке ее производительность по току падает в 2..3 раза. Если легкие облака, сквозь которые просвечивает солнце, то – в 3..5 раз. Под плотным облаком батарея практически не работает.

 

 

 

4. Как зарядить литиевые аккумуляторы от солнечных батарей? 

Сложность зарядки литиевых аккумуляторов в том, что они не переносят перезарядки (точность выставки напряжения 50мВ). Кроме того, есть два основных зарядных напряжения – 4.1 и 4.2В (для 3.6 и 3.7В рабочих). Соответственно, 8.2 и 8.4В для двухэлементных батарей.

 

При этом зарядный ток также должен быть ограничен. Он может быть до 1С, но обычно при снижении тока зарядки батарея служит дольше.

 

Первый способ, простейший. Подключаете выходы солнечной батареи через диод к контактам литиевого аккумулятора и ждете, когда напряжение на нем поднимется до нужного уровня.

 

Как ни странно, но способ достаточно удобный, поскольку напряжение на аккумуляторе меняется довольно медленно, то померить его раз в 15 минут труда не составляет. Другой плюс, что выходной ток наших гибких солнечных батарей из «узких» пластин (3.1 и 4.7Вт) составляет не более 0.5А, а если просто положить горизонтально, то около 0.3..0.4А, т.е. почти» оптимальный для заряда литиевых аккумуляторов.

 

Главный же недостаток такого способа в том, что если забыть об аккумуляторе, то он может перезарядиться и выйти из строя.

 

Способ номер два. С использованием стабилизатора.

 

На выходе стабилизатора можно выставить напряжения 4.2 и 8.4В для зарядки литиевых аккумуляторов. Эти напряжения, конечно, имеют разброс, поэтому на выходе, между стабилизатором и заряжаемым аккумулятором желательно ставить диод на котором бы падало часть напряжения (и который бы предотвращал обратный разряд). В этом случае мы будем немного недозаряжать аккумуляторы, но зато можем оставлять их надолго, без опасности перезаряда.

 

Способ номер три. Для 3,7 Вольтовых аккумуляторов. Используем любую солнечную батарею, стабилизатор в выходом USB и зарядное устройство типа «Лягушка». Дешево, компактно, легко, но только для 3.7 В Li-ion аккумуляторов.

 

Способ номер четыре. Универсальный. Любая солнечная батарея с рабочим напряжением 12В и выше, аккумуляторный буфер, например, сборка из 10АА аккумуляторов и универсальное зарядное устройство, например, зарядное устройство Robiton SmartCharger Plus. Корректно зарядит не только почти все литиевые аккумуляторы, но и метал-гидридные пальчики АА или ААА типоразмеров.

 

 

 

5. Нужен ли импульсный стабилизатор напряжения для зарядки автомобильного аккумулятора от Вашей солнечной батареи на 12.5Вт? 

Не нужен. У него слишком большая емкость, чтобы существовала реальная опасность перезаряда от слабой солнечной батареи.

 

Только обязательно поставьте диод, который бы предотвращал разряд аккумулятора в солнечную батарею в темноте. Без этого диода можно легко спалить солнечную батарею, т.к. ток аккумулятора может быть очень большим, и контакты солнечной батареи сгорают почти сразу.

 

 

 

6. Можно ли «Вампирчик-литий» подключать к солнечным батареям? 

Можно и нужно, он для этого и сделан.

 

Также как и стабилизатор, буферы-накопители, «Вампирчик – Цифра», AcmePower UC-4.

 

 

 

7. Как зарядить ноутбук от солнечной батареи? 

Напрямую заряжать ноутбук от солнечной батареи не получится. Причин несколько:

 

- Солнечная батарея должна отдавать слишком большую мощность (около 30..50Вт), причем независимо от освещенности.

 

- Напряжение питания ноутбука должно быть стабильным. Отклонение питания от номинала более чем на 1В часто приводит к прекращению зарядки.

 

Способ 1. Получше, поудобнее и подороже.

 

Заряжать от солнца какой-либо подходящий накопитель, например систему автономного питания для ноутбука UC-4 или подобную, и работать потом от нее в любое удобное время. На ярком солнце от 15 Вт солнечной батареи такая система будет заряжаться около 4-5 часов. Время работы ноутбука от полностью заряженной системы – примерно 2 часа. Можно одновременно подключить солнечную батарею на вход накопителя и ноутбук на выход.

 

Способ 2. Попроще.

 

Чтобы запитать ноутбук нужен промежуточный буферный аккумулятор, который бы заряжался от солнечной батареи. А уже от этого аккумулятора питается преобразователь для питания ноутбука стабилизированным напряжением.

 

В качестве такого буфера удобнее всего использовать свинцовый гелевый аккумулятор на 12В. Тогда в качестве преобразователя можно использовать автозарядки для ноутбука, которые выпускаются серийно многими фирмами. Стоят они примерно 30…100 долларов. Купить можно на любом компьютерном рынке.

 

  Емкость буферного аккумулятора желательна от 3Ач и выше (разрядка большим током при малой емкости приводит к быстрому «износу» аккумулятора). Скорость зарядки от такого аккумулятора будет такая же, как и от сети. А вот сколько времени понадобится солнечной батарее, чтобы зарядить этот буфер, посчитать уже просто. Если солнечная батарея заливает в аккумулятор без преобразования, то просто делим емкость аккумулятора на ток солнечной батареи. Например, солнечная батарея на 12.5Вт зальет током около 0.9А в идеальных условиях аккумулятор емкостью 5Ач примерно за 6 часов. Реально, в полтора-два раза дольше. 

 

 

 

 

 

8. Как подключить устройства к солнечной батарее? 

Способ №1. Через автомобильный адаптер.

 

Почти ко всем моделям КПК и сотовых телефонов можно найти автомобильный адаптер в прикуриватель. Вы приобретаете дополнительно переходник на разъем прикуривателя (мама) и подключаете солнечную батарею с выходным напряжением 12 В либо напрямую, либо через накопитель

 

Способ №2.

 

У многих моделей есть возможность заряжаться через USB. В этом случае Вам надо использовать либо импульсный стабилизатор либо «Вампирчик», либо Буфер-накопитель со встроенным стабилизатором.

 

Может быть, для вашего телефона подойдет набор переходников для зарядки сотовых телефонов через USB порт – USB mobile charging kit  от  ACME POWER. 

 

 

 

 

9. У меня телефон показал меньший уровень заряда после зарядки на слабом солнце от вашей солнечной батареи… 

 

 Причина в следующем. В некоторых телефонах, КПК и т.п. для снижения цены используют упрощенную схему зарядки внутреннего аккумулятора. Т.е. внутри стоит только ключ, который соединяет зарядник и аккумулятор, если напряжение на входе телефона находится в заданном «окне». При этом может быть такая ситуация, что напряжение на выходе солнечной батареи окажется ниже, чем напряжение на аккумуляторе телефона, но при этом внутри этого «окна» разрешенных значений. При этом аккумулятор будет разряжаться в солнечную батарею.

 

Что делать? Либо ставить диод между батареей и стабилизатором (или между стабилизатором и телефоном), либо не заряжать при «слабом» солнце, чтобы напряжение на солнечной батарее не падало ниже примерно 4.5В, либо использовать один из накопителей.

 

Портативные солнечные зарядки в интернет магазине ЭКОТЭКО