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 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.
Это может быть:
- 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.
- 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.
- 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:
- Изучите технические характеристики зарядного устройства и сравните их с параметрами гаджетов, которые вы собираетесь заряжать.
- Проверьте совместимость разъёмов зарядного устройства и подсоединяемых приборов, а также наличие дополнительных штекеров и переходников.
- Изучите дополнительные функции и выберите подходящие. Многие модели оборудованы встроенным фонариком, выпускаются устройства с функцией Bluetooth и даже с радиоприёмником.
- Оцените компактность конструкции, вес и удобство в использовании и переноске.
- 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.
- 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:
- Площадь панели. При большей площади энергии вырабатывается, соответственно, больше.
- Тип ячеек. Наиболее высокой производительностью отличаются полисиликоновые и монокристаллические элементы.
- Облачность увеличивает время накопления энергии в аккумуляторе.
- 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.
- 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.
- Время зарядки подключенного гаджета определяется выходной мощностью аккумулятора.
- Время заряда с помощью фотоэлемента меньше, чем при использовании обычной зарядки от электрической сети.
- 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.
- При хранении желательно время от времени подзаряжать аккумулятор во избежание увеличения коэффициента статического разряжения.
- 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;
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:
- Присоединение провода.
- Подготовка отверстий для разъёмов в корпусе.
- Подключение контроллера заряда.
- Подключение аккумулятора и USB схемы.
- Тщательная изоляция проводов.
- 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.
Было бы здорово, если бы вы могли заряжать батарею мобильных телефонов, используя солнце вместо зарядного устройства USB, неправда ли?
В этом уроке мы покажем вам, как заряжать литиевую батарейку 18650, используя чип TP4056 и солнечную энергию (или просто СОЛНЦЕ). В итоге у нас получится портативный блок питания.
Общая стоимость этого проекта, за исключением батареи, составляет чуть менее 5 долларов США. Батарея добавит еще от $4 до $5 баксов. Таким образом, общая стоимость проекта составляет около 10 долларов США. Все компоненты доступны на АлиЭкспресс по действительно хорошей цене.
Комплектующие
Для этого проекта нам понадобятся:
- 5В солнечная батарея (убедитесь, что она составляет 5В и не меньше);
- монтажная плата общего назначения, макетная плата;
- 1N4007 высоковольтный высокоомный диод (для защиты от обратного напряжения). Этот диод рассчитан на ток в прямом направлении 1А с пиковым значением обратного напряжения 1000 В;
- Медный провод;
- 2x клеммные колодки PCB;
- держатель батареи 18650;
- аккумулятор 3.7V 18650;
- плата защиты аккумулятора TP4056 (с защитой IC или без нее);
- усилитель мощности 5В;
- некоторые соединительные провода;
- оборудование для пайки.
Как работает TP4056
Если посмотреть на саму плату, то мы увидим, что она имеет чип TP4056 наряду с несколькими другими компонентами, представляющими для нас интерес.
На плате один красный и один синий светодиод. Красный загорается, когда он заряжается, а синий - при полной зарядке. Также есть мини-USB-разъем для зарядки аккумулятора от внешнего USB-зарядного устройства. Еще есть также два места куда вы можете припаять свою собственную зарядную единицу. Эти места отмечены как IN- и IN +.
Мы будем использовать их для питания этой платы. Батарея будет подключена к этим двум точкам, обозначенным как BAT + и BAT-. Плата требует входного напряжения от 4,5 до 5,5 В для зарядки аккумулятора.
На рынке доступны две версии этой платы. Один с модулем защиты от разряда батареи и один без него. Обе платы имеют ток зарядки 1А и отключении по завершении.
Кроме того, один с защитой отключает нагрузку, когда напряжение аккумулятора падает ниже 2,4 В, чтобы защитить батарею от слишком низкого тока (например, в пасмурный день), а также защищает от перенапряжения и обратной полярности (обычно уничтожает себя вместо батареи), однако, пожалуйста, проверьте, правильно ли вы всё подключили в самый первый раз.
Схема устройства
Эти платы действительно очень сильно нагреваются, поэтому мы будем паять их немного над печатной платой. Для этого мы будем использовать жесткий медный провод, чтобы сделать ножки для печатной платы. У нас будет 4 кусочка медных проводов, чтобы сделать 4 ножки для монтажной платы. Для этого вы также можете использовать - штыревые разъемы вместо медного провода.
Сборка очень проста.
Солнечный элемент подключается к клеммам IN + и IN-платы зарядки TP4056 соответственно. Диод вставлен в положительный конец для защиты от обратного напряжения. Затем BAT + и BAT- платы подключаются к + ve и -ve концам батареи. Это все, что нам нужно для зарядки аккумулятора.
Теперь для питания платы Arduino нам нужно увеличить выход до 5В. Итак, мы добавляем усилитель напряжения 5 В к этой схеме. Подключите -ve батареи к IN- усилителя и ve+ к IN+, добавив переключатель между ними. Мы подключили бустерную плату прямо к зарядному устройству, но мы рекомендуем установить там SPDT-переключатель. Поэтому, когда устройство заряжает батарею, она заряжается и не используется.
Солнечные элементы подключены к входу зарядного устройства литиевой батареи (TP4056), выход которого подключен к литиевой батарее 18560. Усилитель напряжения 5 В также подключен к аккумулятору и используется для преобразования от 3,7 В постоянного тока до 5 В постоянного тока.
Напряжение зарядки обычно составляет около 4,2 В. Вход усилителя напряжения варьируется от 0,9 до 5,0 В. Таким образом, он увидит около 3,7 В на его входе, когда батарея разряжается, и 4.2 В, когда она подзаряжается. Выходной сигнал усилителя до остальной части цепи будет поддерживать его значение 5 В.
Этот проект будет очень полезен для питания удаленного регистратора данных. Как известно, источник питания всегда является проблемой для удаленного регистратора, и в большинстве случаев нет доступной розетки. Подобная ситуация заставляет вас использовать некоторые батареи для питания вашей цепи. Но в конце концов, батарея умрет. Наш недорогой проект солнечного зарядного устройства станет отличным решением для такой ситуации.
Зарядить сотовый телефон можно многими способами. В нашем сайте вы можете ознакомиться многими такими способами, а мы сегодня будем рассматривать еще одно, так называемое солнечное зарядное устройство. Заряжать мы сегодня наш телефон будем солнечными элементами. В производстве есть калькуляторы с солнечной батарейкой, стоят они копейки (10 рублей), если купить оптом, то дешевле. Нам нужно 9 калькуляторов, почему именно девять - узнаете чуть позже.
Сначала осторожно разбираем калькуляторы и достаем оттуда солнечные элементы. Одна такая батарейка способна отдавать до 3 вольт напряжения на ярком солнце. Так называемое <<Золотое напряжение>> для всеx типов мобильныx телефонов составляет 5 вольт (напряжение USB борта компьютера). Берем три батарейки (далее в тексте, солнечные панельки от калькуляторов назовем батарейками) и подключаем иx последовательно, затем таким образом поступаем с остальными 6-ю батарейками, подключая по три батарейки последовательно.
Таким образом мы получили три блока, в каждом блоке по три батарейки. Затем блоки нужно подключить параллельно для получении большого зарядного тока. И зарядный ток может достигать 80-100 миллиампер. Но телефон мы будем заряжать не от солнечныx батареек. Берем 5 никель-металл-гидридные батареек с напряжением 1,2 вольт, с емкостью от 800 миллиампер и подключаем иx последовательно получая общее напряжение 7,2 вольт. Итак, принцип работы нашего солнечного зарядного устройства очень простой - солнечные элементы , а батарейки в свою очередь заряжают наш мобильный телефон. Ниже приведена сxема зарядного устройства.
Такая конструкция дает возможность заряжать мобильник в любое время суток независимо от погоды. Теперь нужно поискать удобный корпус для такого девайса. Его также можно сделать своими руками из пластмассовыx лист. Для клейки пластмассы удобно использовать силикон. Можно изготовить две солнечные панельки рецептом который был указан выше и подключить иx параллельно для получении зарядного тока до 200 миллиампер. Итак, после изготовлении корпуса нужно внутрь поместить батарейки и диоды, а снаружи при помощи клея момент приклеить солнечную панель. Теперь у вас своя собственная электростанция и его можно использовать не только для зарядки мобильного телефона, но и для радио приемников, плееров и так далее.
Можно также смастерить небольшой светильник из светодиодов и у вас будет свет в палатке во время поxодов. Нужно дополнить устройство гнездом и выключателем, который будет отключать и включать панель от аккумуляторов. Это делают для того, чтобы в нужный момент можно было бы использовать солнечный элемент в другиx целяx, например для зарядки батареек или сотового телефона напрямую от солнца, или же для зарядки более мощного аккумулятора и тому подобное. Такое зарядное устройство может служить вам десятки лет, поскольку солнечные модули практически вечные, а срок годности аккумуляторов свыше 5 лет! На этом всё, удачи - АКА.
Приветствую всех радиолюбителей! На связи AndReas и сегодня я вам поведаю о полезном устройстве для всех ваших мобильных, переносных, портативных и прочих гаджетов, которыми вы каждодневно… нет, ежеминутно пользуетесь. А речь пойдёт о зарядном устройстве на солнечных батареях (или по-другому, Power Bank) , которое вполне реально и недорого можно собрать своими руками . А потом заряжать свой мобильный телефон, смартфон, айфон, планшет и прочие «-фоны», находясь вне дома, в отсутствии полноценного доступа к сети 220 вольт или к иному зарядному устройству.
Не надо говорить, что подобные устройства сейчас очень востребованы и популярны. Для тех, у кого не лежит душа к конструированию этого портативного Power Bank или кто просто не хочет возиться, в конце статьи есть возможность . Я даже покажу сейчас его фото:
Делаем своими руками
Итак, нам понадобятся следующие элементы:
- Солнечная панель на 5,5…6 вольт, не менее 160 мА (лучше больше) — 1 или 2 шт.;
- 18650 литиевая батарея от, скажем, старого аккумулятора ноутбука (их в нём несколько);
- Диод 1N4007 — 1 или 2 шт.;
- Резистор 47 Ом;
- Ползунковый переключатель;
- Плата зарядного устройства для литиевых батарей с microUSB и встроенной защитой (об это ниже);
- Плата DC-DC преобразователя на 5 вольт с USB выходом (об этом ниже).
Из всех элементов нам, пожалуй, придётся купить только три — солнечную батарею и две последние из списка платы . Всё это добро можно заказать прямо из дома на знаменитом китайском ширпотребе Aliexpress, ну или на eBay. Товары по ссылкам: солнечная панель , плата зарядного устройства , плата DC-DC конвертера . Все элементы очень дёшевы. Всё выйдет на 300 рублей с копейками на момент написания статьи. Там же заодно можно присмотреть корпус нашего будущего Power Bank.
Теперь переходим непосредственно к сборке (недостающие элементы уже у вас, не так ли ).
Схема подключения этих всех компонентов очень проста:
Диод припаиваем к одному из выводов солнечной панели, чтобы защитить её и входную цепь от обратной полярности и протеканию тока от батареи к батарее при параллельном включении.
Резистор 47 Ом припаивается к USB выходу DC-DC преобразователя, чтобы было возможно заряжать некоторые смартфоны типа iPhone.
Наш самодельный Power Bank будет иметь возможность заряжаться как от солнечной панели (или нескольких, подключенных параллельно), так и по micro USB разъёму от компьютера или ноутбука, или подходящего зарядного устройства. Все нюансы указаны, теперь можно приступить к сборке всех компонентов в одно устройство.
Процесс сборки показан на фото ниже
Вот и всё! Просто, практично и удобно, и недорого.
Купить готовый Power Bank 20000 мА*ч
Для тех же, кто хочет купить уже готовое портативное универсальное зарядное устройство, оснащённое солнечной батареей и встроенным аккумулятором, даю такую возможность.
Техническая характеристика и условия покупки/доставки:
Размеры: 120×75×22 мм
Корпус: пластик и нержавеющая сталь
Выходное напряжение: 5 В 1, А, 5 В 2, А, может заряжать сразу 2 гаджета
Заряд: солнечная энергия или сеть 220 В
Батарея: литиевая (400-600 полных зарядов)
Преобразование солнечной энергии: 95%
Вход: два USB разъёма и один micro USB
Рабочая температура: от -20 до + 40 °С
Цвет: черный
Масса: 240 г.
Отлично подходит для: нетбуков, ноутбуков, планшетов, игровых консолей, телефонов, смартфонов, айфонов, видеоаппаратуры, MP3 плееров, цифровой аудиотехники, текстбуков, ридеров, читалок, мобильной гарнитуры
Дополнительно: встроенный светодиодный фонарик и кабель-переходник в комплекте
Доставка: в любой регион России и по странам СНГ (в том числе в Украину и Беларусь) до 12 рабочих дней (средняя цена 350 руб.)
Долгое время уделом солнечных батарей были либо громоздкие панели спутников и космических станций, либо маломощные фотоэлементы карманных калькуляторов. Это было связано с примитивностью первых монокристаллических кремниевых фотоэлементов: они имели не только низкий КПД (не более 25% в теории, на практике – около 7%), но и заметно теряли эффективность при отклонении угла падения света от 90˚. Учитывая, что в Европе в облачную погоду удельная мощность солнечного излучения может падать ниже 100 Вт/м 2 , для получения сколько-нибудь значительной мощности требовались слишком большие площади солнечных батарей. Поэтому первые солнечные электростанции строились только в условиях максимальной мощности светового потока и ясной погоды, то есть в пустынях вблизи экватора.
Значительный прорыв в создании фотоэлементов вернул интерес к солнечной энергетике: так, наиболее дешевые и доступные поликристаллические кремниевые элементы, хотя и имеют меньший КПД, чем у монокристаллических, но зато и менее чувствительны к условиям работы. Солнечная панель на основе поликристаллических пластин выдаст достаточно стабильное напряжение при переменной облачности . Более современные фотоэлементы на основе арсенида галлия имеют КПД до 40%, но слишком дороги для изготовления солнечной батареи своими руками.
На видео идет рассказ об идее постройки солнечной батареи и ее реализации
Стоит ли делать?
Во многих случаях солнечная батарея окажется очень полезной : например, владелец частного дома или дачи, расположенного вдалеке от электросети, сможет даже от компактной панели поддержать свой телефон заряженным, подключить маломощные потребители наподобие автомобильных холодильников.С этой целью выпускаются и продаются готовые компактные панели, выполненные в виде быстро сворачиваемых сборок на основе из синтетической ткани. В средней полосе России такая панель размером около 30х40 см сможет обеспечить мощность в пределах 5 Вт при напряжении 12 В.
Более крупная батарея сможет обеспечить до 100 Вт электрической мощности. Казалось бы, это не так много, но стоит вспомнить принцип работы небольших : в них вся нагрузка запитывается через импульсный преобразователь от батареи аккумуляторов, которые заряжаются от маломощного ветряка. Таким образом становится возможным использование более мощных потребителей.
Использование аналогичного принципа при постройке домашней солнечной электростанции делает ее более выгодной по сравнению с ветряком: летом солнце светит большую часть дня, в отличие от непостоянного и часто отсутствующего ветра. По этой причине аккумуляторы смогут набирать заряд днем гораздо быстрее, а сама солнечная панель гораздо проще в установке, чем требующий высокой мачты .
Есть свой смысл и в использовании солнечной батареи исключительно как источника аварийного питания. Например, если в частном доме установлен газовый котел отопления с циркуляционными насосами, при отключении электропитания можно через импульсный преобразователь (инвертор) запитать их от аккумуляторов, которые поддерживаются заряженными от солнечной батареи, сохраняя систему отопления работоспособной.
Телевизионный сюжет на эту тему