Зарядное устройство на солнечных батареях: устройство и принцип работы зарядки от солнца

Виды аккумуляторов

Для солнечных батарей можно использовать по сути любой аккумулятор. Но главное, чтобы он работал долго. Функционирование АКБ имеет зависимость от типа изготовления и материалов.

Основные виды накопителей энергии:

1. Литиевые.
2. Свинцово-кислотные.
3. Щелочные.
4. Гелевые.
5. AGM
6. Заливные никель-кадмиевые.
7. OPZS.

Литиевые

Энергия появляется в них в тот момент, когда ионы лития вступают в реакцию с молекулами металлов. Металлы — это дополнительные компоненты.

Данные типы батарей способны очень быстро заряжаться при большой емкости. Весят данные АКБ мало и обладают компактным размером. Кроме этого их себестоимость достаточно высока. Из-за этого их почти не применяют в солнечные энергетики. Работают в 2 раза меньше чем гелевые. Но прослужить еще меньше если заряд превысит 45%. Именно на этой отметке они способны удерживать объем емкости на нужном уровне.

Подобные аккумуляторы функционируют в малых диапазонах напряжения. Существенный минус подобных устройств заключается в уменьшающейся со временем емкости. И это не зависит от соблюдения всех технических правил.

Свинцово-кислотные

На стадии разработки их оснастили несколькими отсеками для электролита с водяным раствором. В эту смесь погружают свинцовые электроды и различные примеси. Благодаря этому АКБ получился стойким к коррозии.

Работают такие устройства не долго. Это объясняется быстротой разряда.

Щелочные

Данные аккумуляторы имеют мало электролита. Их химические вещества не способны в нем раствориться. Они даже не реагируют между собой.

Алкалиновые (щелочные) аккумуляторы способны проработать достаточно долго. Они хорошо устойчивы к скачкам напряжения. В отличие от гелевых данные АКБ способны стабильно работать при пониженных температурах. Причем на морозе они способны проработать много времени.

Хранить их нужно разряженными на 100%. Это нужно для того, чтобы не потерять емкость при будущих зарядках. Такая особенность может серьезно нарушить функционирование солнечной электростанции.

Гелевые

Этот тип имеет такое название потому что электролит в нем представлен в виде геля. За счет решетчатой прослойке он практически не течет.

Данный аккумулятор для солнечных батарей работает долго и может быть много раз перезаряжен. Устойчив к механическим повреждениям. Разного рода трещины не нарушат его функционирование.

Он может работать при низких температурах до -50 градусов и его емкость не снижается. После длительного бездействия гелевый аккумулятор не теряет своих свойств.

Если предстоит использовать этот АКБ в холодном помещение, то его следует утеплить. Ни в коем случае нельзя превышать уровень заряда. В противном случае он может взорваться или выйти из строя. Кроме этого они сильно чувствительны к скачкам напряжения.

AGM

По сути они принадлежат к типу свинцово-кислотных. Но есть отличие — это находящееся внутри стекловолокно, находящееся в электролите. Кислота наполняет прослойки этого материала. Это дает возможность ей не растекаться. Все это говорит о том, что подобный аккумулятор для солнечных батарей можно располагать в любом положении.

Подобные батареи имеют хороший объем емкости, работают долго и могут подзаряжаться до 500 или 1000 раз. Здесь все зависит от производителя. Но несмотря на все достоинства есть существенный недостаток. Они чувствительны к повышенному току. Это может раздуть корпус.

Литые никель-кадмиевые АКБ

Относятся к щелочному типу и нуждаются в заливке электролита. В отличие от аккумуляторов с желеобразным наполнителем они более безопасны. Их стоимость не высока и мощность держат достаточно хорошо. Способны отлично выдерживать много циклов заряда и разряда.

Срок эксплуатации достаточно мал. Чем дольше им пользуешься, тем меньше становится его емкость.

Аккумуляторы для автомобиля

Эти устройства достаточно выгодны в плане экономии денежных средств. Люди, которые самостоятельно изготавливают свою солнечную электростанцию чаще всего используют их.

Минус данных АКБ заключается в быстром износе и частой замене. В результате их можно использовать на небольшой срок и под не высокую мощность солнечных модулей.

Чем замечательны солнечные источники питания

Прежде всего, они отличаются компактностью, прочностью и устойчивостью к влаге. Большую популярность в последнее время приобрели варианты портативного плана — например, такие, как батарея марки S-Freedom. Как правило, повредить солнечные батареи сложно, многие модели перед вводом их в эксплуатацию проходят специальные тесты, которые проверяют возможность их применения в экстремальных условиях.

В условиях яркого солнца одно из таких устройств всегда придет вам на выручку. Кстати, определенные модели позволяют проводить зарядку автоаккумулятора даже в том случае, если он полностью разряжен.

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Как вы знаете, процесс зарядки кислотных аккумуляторов для автомобиля – это не быстрая процедура. Эти АКБ должны заряжаться силой тока, составляющей 0,1 от номинальной ёмкости. При ускоренной зарядке большими значениями силы тока, сокращается срок службы аккумулятора.

Превышение параметров по току в случае с гелиопанелями практически исключено. Выходной ток большинства моделей не превышает 1 ампера. В этом случае вы сможете зарядить автомобильный аккумулятор по всем правилам, но достаточно долго. Поэтому этот метод используется для поддержания АКБ в заряженном состоянии или в целях реанимации, когда нужно немного «взбодрить» аккумулятор, чтобы завести автомобиль. Что касается конкретных параметров гелиопанелей, то для поддержки заряда хватает моделей с мощностью 5─6 Вт. Для полного заряда аккумулятора за более-менее разумное время потребуются модели, мощность которых составляет 30─60 ватт.

Специалисты рекомендуют для автомобиля выбирать модуль солнечных батарей, который в длину составляет 1 метр, номинальной мощностью примерно 15 ватт и напряжением 12 вольт. Крайне рекомендуется приобретать модель с контроллером заряда или приобретать отдельно соответствующее устройство. Контроллер требуется для того, чтобы защитить автомобильный аккумулятор от излишнего заряда или от обратного разряда. При достаточной площади крыши можно разместить несколько гелиопанелей и соединить их в единую цепь для большей мощности. К примеру, площадь крыши автобуса, микроавтобуса вполне может сгодиться для организации такой системы.

Установка панели на автомобиль

Отдача от владения солнечной панелью резко ограничивается, если нет возможности надежно закрепить её на кузове и использовать непосредственно во время поездки.

Вместо панорамного окна в данный автомобиль аккуратно вмонтирована солнечная панель, мощности которой вполне хватит на подзарядку АКБ

Ведь в этом случае речь шла бы просто об обладании портативным генератором низкой мощности, для эксплуатации которого нужны продолжительные стоянки в течение светового дня.

Существуют три основных способа установки на автомашину модулей с фотоэлементами:

1. На крышу, при помощи стоек (багажника). Данный способ установки простой и быстрый. Панели можно в любой момент демонтировать. Применяется в основном для поездок за город: на природу или отдых. Однако, установка на крышу ухудшает аэродинамику машины и требует очень надежной фиксации панели, но зато позволяет закрепить модуль большой площади (до 1 кв.м.) или несколько модулей размером поменьше. В условиях «солнечных» широт и стабильно ясной погоды такие устройства способны заменить собой генератор, работая в связке с АКБ.
2. В салоне, в освещенной его части (над приборной панелью или у заднего стекла). Из-за малой площади размещения и процента потерь солнечного света при переходе через стекло возможно разместить только портативные модели. Основное назначение – освобождение АКБ от энергозатрат на обслуживание периферийной электроники, устройств мультимедиа, средств связи и прочих гаджетов. Основательно зарядить от них аккумулятор невозможно из-за их невысокой мощности.
3.  Интеграция в кузовную деталь автомобиля. Первые попытки внедрения солнечных панелей в кузов автомобиля предпринимали давно (70-80 года), однако, из-за малой эффективности панелей в то время они не вошли в обиход. Сейчас ситуация изменилась, как и панели. Солнечные модули есть гибкие, прозрачные, тонкие. Это позволяет легко монтировать панели в кузовные детали или приклеивать поверх без потери аэродинамики.

Важно. Установка гелиопанелей сильно упрощается и становится более гибкой, если производитель предлагает специальные подставки и крепления с варьируемыми углами

Это позволяет выбирать положение для наилучшей освещенности рабочей поверхности модуля и, как следствие, существенно повысить его КПД на время стоянки.

Еще один пример применения солнечной батареи на крыше автомобиля:

Панель вмонтирована в крышу автомобиля и покрыта слоем инея. однако, все равно выдает заряд. В морозное время года, когда емкость АКБ падает, солнечная панель на крыше может помочь даже завести автомобиль.

Как выбрать зарядное устройство на солнечных батареях?

При выборе зарядного устройства на солнечных батареях следует учитывать его ёмкость, выходные ток и напряжение, способы зарядки, набор интерфейсов, комплектацию, дизайн и материалы. Ниже эти характеристики разбиты на две большие группы и рассмотрены подробнее.
 

Основные параметры

Зарядное устройство с переходниками

Запасаемая энергия двух зарядных устройств с одинаковой ёмкостью и разным выходным напряжением будет различной. К чему всё это сказано? Если у вас зарядное устройство ёмкостью 12000 мАч, а батарея гаджета 2000 мАч, то это вовсе не означает шестикратную полную зарядку. В лучшем случае вы сможете зарядить его полностью 2─3 раза. Это объясняется потерями электроэнергии в схеме для поддержания напряжения.

Само напряжение на выходе для различных устройств следующее:

• 5 вольт. Для смартфонов, плееров, большинства планшетов;
• 9 вольт. Для некоторых планшетов, камер, фотоаппаратов;
• 19 вольт. Для ноутбуков (некоторым моделям достаточно 12 вольт).

Дополнительные характеристики

Важно обратить внимание на возможность зарядки батареи самого ЗУ. Конечно, панель с фотоэлементами выручит вас где-нибудь на природе, но постоянно заряжать от неё аккумулятор неудобно. Процесс продолжается очень долго

Поэтому обязательно должен быть силовой разъём, чтобы можно было заряжать от сети

Процесс продолжается очень долго. Поэтому обязательно должен быть силовой разъём, чтобы можно было заряжать от сети.

ЗУ на солнечных батареях должно иметь разъём для зарядки от сети

В плане дизайна каждый сам себе хозяин. Зарядные устройства на солнечных батареях в большинстве случаев выполнены из пластика. Его прочности вполне хватает для повседневного использования. Если вам требуется зарядка в походе, то имеет смысл купить модель с металлическим корпусом. Естественно, что такие устройства дороже, но они долговечнее. Если поискать, то можно найти специальные солнечные зарядки с защитой от пыли, воды, грязи.

Можете также обратить внимание на дополнительные возможности зарядных устройств. Производители оснащают их фонариками, точкой доступа Wi-Fi, USB хабом и прочими вкусностями

Все это увеличивает стоимость устройства, но если вам необходимы эти возможности, то при прочих равных можно переплатить.
 

4 Обзор лучших моделей

Рынок наполнен различными моделями солнечных батарей. Большинство из них произведено в странах Юго-Восточной Азии и имеют соответствующие технические возможности. Приобретение подобных устройств всегда сродни участию в лотерее — никогда не известно, чем все закончится на этот раз. Тем не менее, существуют вполне работоспособные и качественные солнечные панели для зарядки аккумулятора 12в.

Небольшой обзор которых поможет сориентировать потенциального пользователя:

• Sunsei SE-500. Детище компании ICP Solar. Представляет собой компактную и производительную солнечную батарею, размеры которой составляют 38×36х3 см. Мощность панели составляет 7,5 Вт, а сила тока — 0,6 А. Относительно небольшая мощность компенсируется возможностью соединения в единую систему нескольких устройств, что позволяет увеличить выходную мощность и ускорить зарядку аккумулятора. Модель комплектуется штангой (штативом) для установки панели в максимально удобное положение.
• SunForce. Известная канадская фирма, выпускающая солнечные батареи различного назначения. 17-ваттная модель имеет силу тока 1,5 А, размеры составляют 97×35х4 см. Рекомендуемое место размещения — крыша салона или кабины автомобиля. В комплекте имеется контроллер заряда, клеммы, вилка для подключения в прикуриватель. Отличием этой модели является высокая чувствительность фотоэлементов, позволяющая получать солнечную энергию даже в пасмурные дни.
• ТСМ-15F. Компактная гибкая панель размером 60×27х0.5 см имеет мощность 15 Вт, сила тока 1 А. Несмотря на гибкую форму корпуса, он надежно герметизирован и прочен. Батарея размещается на крыше салона, обеспечивает КПД в 22 % и вполне качественно выполняет свою задачу.

На рынке постоянно появляются новые модели, позволяющие получить большее количество энергии. Производители занимаются разработками более эффективных устройств, способных ускорить загрузку и получать энергию при неблагоприятной погодной ситуации. При покупке следует внимательно изучать технические характеристики и не стесняться требовать сертификаты соответствия, всегда имеющиеся у качественных образцов солнечных батарей.

4.1 Солнечная батарея «SunForce»

Компания «SunForce» — это производитель солнечных панелей из Канады. Они выпускают солнечные батареи различного назначения. В том числе, для зарядки автомобильных аккумуляторов. В их продуктовой линейке имеются достаточно мощные модели.

Габариты солнечной автомобильной панели «SunForce» составляют 97 на 35 на 4 сантиметра. Мощность составляет 17 ватт. В комплекте с устройством поставляется контроллер 7 ампер / 12 вольт. Также имеются крокодилы и переходник для прикуривателя. Эту гелиопанель можно без проблем разместить на таких транспортных средствах, как автомобиль, трактор, фура, катер. Производитель отмечает, что их устройство функционирует в туман и дождь.

4.2 Солнечная батарея «ТСМ-15F»

Эта гелиосистема для автомобиля выпускается в гибком корпусе.

Габариты ТСМ-15F составляют 60 на 27 на 0,5 см. Мощность устройства равна 15 ватт. Ток заряда 1 ампер. Устройство имеет компактные размеры и без проблем устанавливается на крыше автомобиля.

4.3 Sunsei Solar Power

У этого производителя для автомобилистов есть достаточно популярное устройство под названием Sunsei SE-500. Гелиопанель имеет габариты 37,5 на 36 на 2,6 см. Она производится в водонепроницаемом корпусе. Мощность составляет 7,5 ватт, а сила тока 0,5 ампер.

На автомобиле Sunsei SE-500 крепится с использованием штатива, который приобретается отдельно. Панель предназначена для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии.

С его помощью можно спокойно использовать мультимедиа, пользоваться дополнительными приборами при заглушённом двигателе.

Заряд автомобильного аккумулятора выполняется при включённом или выключенном двигателе. Солнечная панель Sunsei SE-500 имеет в комплекте «крокодилы» и адаптер для подключения прикуривателю. Модель пригодится не только для легковых автомобилей, но и на катерах, тракторах и другом транспорте.

Среди минусов можно отметить небольшую мощность панели Sunsei SE-500. Но зато она позволяет соединять несколько этих панелей вместе. Ток можно собрать систему с необходимой мощностью. Эти панели компактны и могут быть установлены практически в любом месте.

Напоследок скажем, что солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора представляет собой полезное устройство для тех, кто часто слушает музыку и смотрит телевизор в машине. Хотя о полноценной замене автомобильной АКБ говорить нельзя.

Руководство по покупке солнечного зарядного устройства

Вы убедились в практичности солнечного зарядного устройства. Экологичный, выгодный и безопасный, вы предпочитаете его намного больше других вариантов. Однако очень важно иметь модель, которая подходит именно вам и действительно служит вам. Это руководство по покупке лучших солнечных зарядных устройств было создано, чтобы помочь вам. Мощность

Мощность

Первый критерий, который следует учитывать при выборе солнечного зарядного устройства, — это мощность оборудования. Зарядное устройство предназначено для питания других устройств. Чем больше у него мощности, тем большую нагрузку он может дать. Телефоны крупных брендов обычно требуют много энергии для полной зарядки. 

В идеале иметь возможность заряжаться несколько раз, чтобы не быть отрезанным от мира, в котором находишься. Мощные солнечные зарядные устройства имеют до 25000 и даже 26000 мАч. Они способны одновременно заряжать два или более устройств, в зависимости от количества портов, которые у них есть. Количество возможных зарядок зависит от заряжаемых устройств.

Некоторые модели могут заряжать до 10 раз iPhone и 5 раз или даже больше iPad. В зависимости от устройств, которые вы используете, необходимо будет выполнить расчет, чтобы узнать, достаточно ли у вас энергии. Если вам нужно взять с собой ноутбук, вам понадобится зарядное устройство мощностью не менее 40 Вт. Также необходимо убедиться, что зарядное устройство поддерживает устройство. 

В противном случае вы будете вынуждены найти другое решение или искать, где купить новое солнечное зарядное устройство. Как правило, зарядное устройство имеет два или более порта с разной силой тока. Важно контролировать, какой порт следует использовать для данного устройства. Зарядка

Зарядка

В общем, солнечное зарядное устройство работает и заряжается энергией солнца. Поэтому солнечный свет необходим, когда вам нужно использовать зарядное устройство. Проблема в том, что иногда небо затянуто тучами, и облака закрывают солнце. Если устройство зависит только от этой энергии, вы будете заблокированы в определенное время, ночью, например. 

Чтобы исправить это, некоторые производители оснащают свои зарядные устройства перезаряжаемой батареей. Последний накапливает электроэнергию, чтобы иметь возможность работать даже в темную погоду. Этот вид зарядного устройства не зависит от солнца. Вы можете использовать его в любое время дня и ночи.

Подзарядка аккумулятора может производиться солнечной энергией или по секторам. Вы должны убедиться в этой возможности при выборе зарядного устройства. Зарядка на солнце ограничена и может замедляться из-за облачных периодов. Всегда лучше и безопаснее заряжать от сети, если у вас есть доступ к источнику питания, когда он вам нужен. 

В зависимости от модели скорость зарядки отличается. Лучше всего перезарядить как можно скорее. Существуют зарядные устройства, разработанные с использованием технологии, обеспечивающей быструю зарядку. Чтобы знать, как купить солнечное зарядное устройство с лучшим соотношением цены и качества, важно подумать об этих параметрах

Конструкция

Солнечное зарядное устройство пригодится вам в случае сбоя питания, но, прежде всего, оно будет сопровождать вас в поездках на природу. Поэтому оно должно быть сильным. Оно начинается с панелей, из которых состоит зарядное устройство. SunPower производит лучшие из них, используемые большинством крупных брендов. 

На некоторых погрузчиках панели покрыты полиэстеровым полотном для защиты от непогоды. Это плюс, чтобы зарядное устройство работало еще дольше. Есть водонепроницаемые модели, устойчивые к дождевой воде и не боящиеся ударов. Они защищены, но это не повод их бросать.

Конструкция способствует долговечности солнечного зарядного устройства. Компактную модель легче транспортировать благодаря небольшому весу и плоской форме. Самые легкие весят 400 г. Другие более тяжелые модели, до 1 кг и даже больше, усложняют передвижение. Кроме того, они рискуют получить больше повреждений, если случайно упадут по пути. 

Аксессуары помогают продлить срок службы солнечного зарядного устройства. Модели с люверсами или крючками легко повесить на рюкзак, на дерево или другую опору. Безопасность пользователей также важна. Необходимо будет проверить защиту от перегрузок по току, коротких замыканий и перегрузок. Все эти советы помогут вам выбрать солнечное зарядное устройство, которое будет соответствовать вашим потребностям.

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.

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.

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.

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.

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

Виды и ценовой диапазон устройств

Если говорить о том, что представляет собой форм-фактор, который имеют портативные зарядки для мобильных телефонов, стоит отметить следующие особенности устройств:

1. Стандартные панели. Они могут без проблем работать напрямую с мобильным устройством без использования накопителя электроэнергии (без аккумулятора), расположенного внутри. К преимуществам подобного выбора стоит отнести сравнительно малый вес, зарядка ноутбука, телефона может осуществляться в дневное время суток при наличии солнца.
2. В моноблоке (солнечная панель и аккумулятор), стоимость которого существенно выше стандартных решений. В дневное время можно без проблем осуществлять зарядку устройства, а ночью использовать накопленный ранее заряд.
3. Раскладушка, которая представляет собой классическое решение для устройств (к примеру, полный аналог старых мобильных устройств-жабок). Преимущества зарядки для ноутбука, телефона заключается в компактности, благодаря конструкции не допускают попадания внутрь конструкции пыли, грязи.
4. Пластины гибкого типа считаются одними из самых популярных для телефона, ноутбука, что обеспечивается использованием универсального крепления, которое позволит крепить устройство к сумке, рюкзаку.