Saulės baterijų įkroviklis: įrenginys ir saulės įkrovimo veikimo principas

Vis daugiau aktyvaus poilsio mėgėjų renkasi atostogas ir savaitgalius praleisti kuo arčiau grynosios gamtos. Tačiau šiuolaikiniam žmogui sunku atsisakyti civilizacijos teikiamų patogumų – kuris iš mūsų nepasima kelionei mobiliojo telefono, nešiojamojo kompiuterio ar fotoaparato?

Tačiau jei jūsų bagaže bus saulės baterijų įkroviklis, prietaisų maitinimo problema bus išspręsta. Belieka tik išsiaiškinti, kaip teisingai pasirinkti prietaisą. Mūsų pateiktas straipsnis suteiks veiksmingą pagalbą išsiaiškinant visus klausimus.

Kas yra saulės baterijų įkroviklis?

Šie įkrovikliai geba paversti saulės energiją nuolatine elektros srove. Jie gali veikti su įvairiais navigatorių, grotuvų, nešiojamųjų kompiuterių, telefonų, fotoaparatų ir kitų nešiojamų prietaisų modeliais.

Tačiau įkrovimo laikas tiesiogiai priklauso nuo paties prietaiso galios ir išsikrovusio įrenginio tipo, todėl norint išsirinkti tikrai praktišką ir universalų prietaisą, verta susipažinti su jo charakteristikomis.

Prietaiso konstrukcinės ypatybės

Pats prietaisas susideda iš kristalinio skydelio, įkrovos/iškrovos lygio valdiklio ir saulės energijos keitiklio į elektros energiją.

Kai kuriuose modeliuose yra ir buferinis akumuliatorius iš kelių ličio elementų, kuris leidžia prietaisui ne tik keisti, bet ir kaupti energiją, kad būtų galima atiduoti įkrovą net tamsiuoju paros metu.

Prieš vos porą metų saulės įkrovikliai buvo gana brangūs prietaisai, o šiandien tai masinis produktas su prieinama kaina.

Saulės įkroviklių privalumai:

• Universalūs – pritaikyti įvairiems įrenginiams (ant korpuso yra USB jungtys, o dauguma modelių papildomai komplektuojami su specialiais adapteriais įvairiems elektros prietaisams).
• Užima mažai vietos kelionės bagaže.
• Yra platus formų, spalvų, dydžių ir galios pasirinkimas, atitinkantis įvairius poreikius ir estetinį skonį.

Na, o didžiausias visų saulės įkroviklių trūkumas – ilgas laikas, kurio jiems reikia „jėgoms“ sukaupti. Be to, reikia suprasti, kad jei mobiliuoju telefonu ar fotoaparatu gali susitvarkyti beveik bet koks modelis, tai aktyvus energijos „sugėrėjas“ kaip nešiojamasis kompiuteris jau reikalaus įspūdingos saulės baterijos galios ir talpos akumuliatoriaus.

Prietaiso veikimo principas

Nešiojamieji saulės baterijų įkrovikliai – autonominės sistemos, galinčios perdirbti energiją tiek iš spindulių, tiek iš elektros tinklo, dienos šviesos lempų ar kompiuterio. Be to, daugeliui modelių nebūtina intensyvi saulė – jie kaupia įkrovą net debesuotomis dienomis, nors efektyvumas, žinoma, krenta (nuo 20% iki 70%).

Jei įsigysite įrenginį su galimybe prisijungti prie elektros tinklo, galite žymiai sutaupyti laiko kaupiant įkrovą debesuotu oru.

Prietaisas veikia taip: kristalai ant skydelio sugeria saulės energiją, keitiklis ją „perdirba“ į elektros srovę, kuri patenka į maitinimo šaltinį. Kai prie šio šaltinio laidu prijungiamas mobilusis telefonas ar kitas prietaisas, sukaupta energija palaipsniui persikelia į išsikrovusį įrenginį.

Saulės įkroviklių tipai

Kalbant apie išvaizdą – čia gamintojai pasistengė ne tik paįvairinti spalvų gamą ir įrenginių formą, bet ir padaryti prietaisą kuo patogesnį naudoti įvairiose situacijose. Panagrinėkime populiariausius variantus.

Monoblokas – kompaktiškas įrenginys iš panelės ir akumuliatoriaus, uždarytų kietame metaliniame arba plastikiniame korpuse. Toks prietaisas „išgelbės“ išsikrovusį telefoną paplūdimyje ar iškyloje ir neužims daug vietos įprastame krepšyje.

Monoblokai patogūs kasdieniam gyvenimui – jie neužima daug vietos ir gali krautis ne tik nuo saulės, bet ir dirbant su nešiojamuoju kompiuteriu ar kompiuteriu.

Lankstus skydelis – plona sulankstoma arba išskleidžiama panelė su fotoelementais. Ji užima mažai vietos bagaže ir sveria daug mažiau nei kietas konkurentas, uždarytas korpuse. Tačiau, nepaisant nemažo „aprėpties“ ploto, lanksčios plokštės kaupia saulės įkrovą beveik du kartus lėčiau nei monoblokai.

Be to, dauguma plokščių veikia tik nuo tiesioginių saulės spindulių, nekaupdamos energijos atsargai – jose nėra įmontuoto akumuliatoriaus. Tačiau visada galima papildyti savo įkroviklį išoriniu reikiamos galios kaupikliu.

Taigi lanksčios plokštės – tai geras variantas sprendžiant mažos galios prietaisų įkrovimo klausimą „stacionaraus“ poilsio metu – sodyboje, žvejyboje, su palapine. O pėsčiomis keliaujant geriau rinktis kitą variantą.

Judėjimo metu lanksčią plokštę galima kompaktiškai sulankstyti ir įdėti į bagažinę arba pritvirtinti ant automobilio stogo, o sustojus – tiesiog ištiesti saulės spinduliuose.

Įmontuotas įkroviklis – įrenginį sudaro saulės baterijos, kurios tvirtinamos prie išorinės krepšių ar turistinių kuprinių pusės. Jos leidžia įkrauti prietaisus tiesiog kelionės metu arba kaupti įkrovą įmontuotame akumuliatoriuje.

O tokį aksesuarą galima naudoti pagal tiesioginę paskirtį – nešti bet kokius daiktus ar tą pačią elektroniką, kas labai patogu tiems, kurie mėgsta pėsčiąjį turizmą arba dirba po atviru dangumi.

Nors „energokuprinės“ atrodo patraukliai ir stilingai, taip pat sėkmingai galima laikinai pritvirtinti prie krepšio ir bet kokį kitą įkrovimo tipą (daugelis modelių netgi turi specialius karabinus) ir nesijaudinti dėl įrenginio saugumo lietaus ar valymo metu.

Sulankstomi įrenginiai – tai gali būti kelios lanksčios plokštės, kompaktiškai sulankstytos „krūvelėje“, arba variantas iš dviejų monoblokų, įdėtų į standų korpusą atsiverčiančios knygelės formos.

Pagrindinis tokio įrenginio tikslas – sumažinti naudingo ploto „užėmimą“ jūsų bagažo tūryje ir padidinti efektyvumą dėl didesnio fotoelementų skaičiaus. Malonus bonusas – dauguma modelių komplektuojami su tvirtinimais prie kuprinės ar automobilio stiklo.

„Sulankstomojo“ dydį galima parinkti pagal jūsų poreikius: norint įkrauti mobilųjį, pakanka įrenginio, kurio dydis yra kaip pats telefonas, o nešiojamiesiems kompiuteriams ir planšetėms plokštė net sulankstyta bus ne mažesnė už A5 lapą.

Tačiau nepriklausomai nuo dizaino, visi saulės įkrovikliai veikia tuo pačiu principu, todėl apžvelgsime svarbius techninius niuansus, kurie padės įsigyjant prietaisą.

Kaip išsirinkti tinkamą variantą?

Pradžioje verta apsispręsti dėl prietaisų, kuriuos planuojate įkrauti nuo saulės įkroviklio, skaičiaus ir rūšių. Nuo šių parametrų priklauso įrenginio galia ir išėjimo prievado tipas.

Jei įrenginyje yra keli USB prievadai, vienu metu galima prijungti ir krauti įvairius prietaisus, svarbiausia, kad baterijos galia tai leistų.

Įvairių prietaisų charakteristikas galima patikslinti pažiūrėjus į jų naudojimo instrukciją, o kai kuriuose prietaisuose darbinė įtampa nurodyta ir ant į komplektą įeinančio įkroviklio, todėl orientuotis nebus sunku. Kraštutiniu atveju reikalingą adapterį visada galima įsigyti atskirai.

Pagrindiniai parametrai ir malonūs papildymai

Nuo įkrovimo srovės charakteristikos priklauso laikas, kurio reikės įrenginiui, kad įkrautų įvairius prietaisus. Šis rodiklis matuojamas amperais ir nurodytas ant prietaiso prievadų.

Reikšmės:

• 1 amperas – skirtas mobiliesiems telefonams, elektroninėms cigaretėms, laikrodžiams, grotuvams.
• 2 amperai – tinka planšetiniams kompiuteriams, išmaniesiems telefonams, skaitmeniniams fotoaparatams ir vaizdo kameroms.
• 2,5-3 amperai – susidoros su netbook ir nešiojamųjų kompiuterių įkrovimu.

Taip pat svarbu žinoti ir išėjimo įtampą, nes įkraunami prietaisai savo galia gali viršyti saulės įkrovimo galimybes. Taigi, daugumai telefonų ir paprastų planšetinių kompiuterių reikės 5 voltų išėjimo, skaitmeninėms kameroms ir žaidimų įrenginiams – 9, o nešiojamiesiems kompiuteriams ir automobiliniams šaldytuvams – 12-24.

Tačiau pagrindinė įkroviklio charakteristika yra saulės baterijos galia. Nuo šio rodiklio tiesiogiai priklauso baterijos įkrovimo laikas. O čia viskas susiję su šviesą sugeriančių plokščių charakteristikomis.

Pavyzdžiui, elementai, kurių galia 5 W (standartinis biudžetinis variantas), turės 900 mAh srovę, o 10 W – 1500 mAh. Tai reiškia, kad norint įkrauti telefoną nuo 5 W saulės įkroviklio, prireiks 2–3 valandų, o 10 W skydas susidoros per pusantros valandos.

Galingiems įrenginiams, tokiems kaip žaidimų planšetiniai kompiuteriai ir nešiojamieji kompiuteriai, geriau pirkti sulankstomus modelius iš kelių plokščių, kurie greitai generuoja įkrovą.

Be to, prietaisai su plokštėmis, kurių galia neviršija 2 W, naudojami tik įmontuotos baterijos įkrovimo kaupimui. O norint tiesiogiai įkrauti prietaisus nuo saulės spindulių, reikia plokščių, kurių galia yra 3 W ir daugiau.

Kiti svarbūs parametrai:

1. Akumuliatoriaus buvimas – jei įrenginyje nėra numatyto akumuliatoriaus, jis galės veikti tik būdamas apšviestoje vietoje. Prietaisai su akumuliatoriais gali atiduoti įkrovą bet kuriuo paros metu, taip pat krautis iš kitų šaltinių – nešiojamojo kompiuterio USB prievado arba 220 V lizdo.
2. Fotoelementų tipas – manoma, kad efektyviau sugeria saulės spindulius monokristaliniai (jų efektyvumas yra 13-18%). Polikristalinių šis rodiklis yra mažesnis – apie 10-12%. Atskirti juos galima net plika akimi – polikristalinės plokštės yra tamsiai mėlynos spalvos, o jų konkurentai – juodos.
3. Sąsaja – universalūs saulės įkrovikliai turi informatyvias USB jungtis, kuriose galite pasirinkti reikiamą variantą pagal išsikrovusio įrenginio tipą. Kai kuriuose prietaisuose yra ir saulės spindulių intensyvumo indikatorius, padedantis nustatyti optimalią vietą greitam įkrovimui.
4. Apsauga – iš anksto visuose įrenginiuose numatyta saugos sistema, leidžianti juos naudoti lauke. Tačiau ekstremalių nuotykių mėgėjams verta ieškoti prietaiso su sustiprinta apsauga nuo lietaus, dulkių, nešvarumų, smūgių ir kitų force majeure.

Papildomos galimybės dažniausiai apima „žibinto“ arba „šviestuvo“ funkciją. Tai gali būti aktualu ne tik gamtos poilsio mėgėjams, bet ir vairuotojams – keičiant padangą ar atliekant remontą naktį kelyje, ryški šviesa taps nepakeičiama pagalbininke.

Iš kitų bonusų gamintojai gali pasiūlyti USB stebulę arba „Wi-Fi“ viešosios prieigos tašką. Tačiau, žinoma, bet kokie priedai žymiai padidina galutinę produkto kainą. O ar jie tikrai reikalingi – spręsti Jums.

Pagal pirkimų intensyvumą pas mus pirmauja šie modeliai:

Bendrosios naudojimosi įkrovikliu rekomendacijos

Prietaisus su įmontuotu akumuliatoriumi prieš pirmą naudojimą reikia pilnai įkrauti, bet ne saulėje, o iš elektros tinklo. Tada prie įkroviklio prijunkite kokį nors prietaisą, kad jis priimtų energiją ir iškrautų akumuliatorių.

Po to plokštelę galima pastatyti po spinduliais ir kompensuoti prarastą įkrovą. Modeliams, kurie veikia tiesiogiai nuo saulės, ši taisyklė negalioja – juos galima iš karto statyti apšviestose vietose ir prijungti prietaisus.

Dauguma saulės įkroviklių yra skirti naudoti temperatūros diapazone nuo –20 iki +45 laipsnių, tačiau yra ir specialių modelių, veikiančių ekstremalaus klimato sąlygomis, tačiau jie gaminami pagal užsakymą.

Norėdami maksimaliai padidinti saulės įkroviklio efektyvumą, rekomenduojame:

1. Padėkite prietaisą taip, kad spinduliai kristų į plokštę stačiu kampu. Net jei saulė nėra zenite, galite suteikti įkrovikliui teisingą padėtį, pakėlus 40 laipsnių kampu naudodami kokią nors atramą. Taip galėsite surinkti 20–30 % daugiau įkrovos, nei padėję plokštę horizontaliai ant apšviestos vietos.
2. Naudokite įrenginį kartu su kaupikliu, ir ne tik per sustojimus, bet ir keliaudami automobiliu arba žygiuodami. Toks tandemas galės surinkti energijos 2–3 telefono įkrovimams net debesuotu oru be tiesioginių saulės spindulių.
3. Atsižvelkite, kad daugumoje sulankstomų prietaisų plokštės yra sujungtos nuosekliai, todėl svarbu, kad visi elementai būtų tolygiai apšviesti. Pavyzdžiui, net jei šešėlis uždengs tik pusę pirmosios iš keturių plokščių, akumuliatoriaus galia sumažės perpus.
4. Kad didelės talpos akumuliatoriai pasiektų deklaruojamus parametrus, juos rekomenduojama „suformuoti“ – visiškai išsikrauti, tada įkrauti iki 100 %. Ir taip 3–4 kartus.
5. Ilgesnio darbo pertraukos metu (mėnesį ir ilgiau) laikykite įkroviklį kambario temperatūroje. Jei tai prietaisas su įmontuotu akumuliatoriumi, jį iš anksto reikia įkrauti iki 50–70 %.

Ir paskutinis patarimas – net jei įkroviklis pradėjo veikti prasčiau arba visiškai sugedo, neardykite jo savarankiškai, kad nepažeistumėte sistemos elementų ir paties korpuso. Išardytas prietaisas automatiškai netenka garantijos, todėl geriau kreiptis į autorizuotą aptarnavimo centrą arba tiekėją.

Kaip pasigaminti įkroviklį savo rankomis?

Nors šiuolaikiniai įkrovikliai jau nebėra aukščiausios klasės prietaisai ir yra visiškai prieinami kainos atžvilgiu eiliniam vartotojui, jei norisi sutaupyti, visada yra galimybė pasigaminti tokį įrenginį pačiam.

Naminio įrenginio pavyzdys kietame korpuse iš metalinės skardinės, su USB jungtimi ir energijos keitikliu, skirtas mažos galios prietaisams įkrauti

 Kad pagamintumėte paprastą saulės įkroviklį, reikia įsigyti keletą pagrindinių elementų:

• poli- arba monokristalinę plokštę;
• laikiklį akumuliatoriams;
• blokuojantį Šotkio diodą;
• lizdą jungčiai;
• įkrovimo valdiklį (beje, jei įkroviklis generuos 0,5–5 V, vietoj valdiklio galima naudoti pigesnį 5 V pakeltosios įtampos keitiklį).

Kalbant apie pačią plokštę, čia reikia atlikti nedidelį elementų skaičiaus skaičiavimą, atsižvelgiant į prietaiso, kurį planuojama įkrauti, galią.

Pavyzdžiui, jei įkrovimo srovė akumuliatoriui sudarys apie 10 % jo talpos, tai 20 000 mAh talpos akumuliatoriui įkrauti reikia 2 A srovės, o prietaisui maitinti prireiks apie 14 valandų. Jei srovę padidinsite dvigubai iki 4 A, įkrovimo laikas sutrumpės iki 7 valandų.

Valdiklio pakeitimas keitikliu leis surinkti įkroviklį net naudojant mažos galios bateriją iš saulės vejos žibinto – vis tiek gausime reikiamus 5 V (tiesa, jis įsikraus ilgai).

Priklausomai nuo srovės parametrų būsimam įkrovimui (2 arba 4 A), parenkami ir kristaliniai elementai. Paprastai viena detalė pagamina apie 0,5 V, tai yra, kad gauti bent 5 V, prireiks 10–12 elementų.

Tada juos reikia nuosekliai sulituoti tarpusavyje. Jei naudojamas žibintuvėlio skydelis, net standartinis 70*70 cm gali išduoti nuo 2,5 iki 4,5 V, todėl geriau patikrinti voltmetru.

Paskutinis etapas – įdėti naminį įkroviklį į bet kokį tinkamą rėmą (tinka net saldainių dėžutė) ir aprūpinti USB lizdu. Tada prie lizdo reikia prilituoti blokuojantį diodą, taip pat laidus nuo saulės panelės prie keitiklio ir laikiklio pagal toliau pateiktą schemą.

Šotkio diodas reikalingas, kad įjungus prietaisą akumuliatoriai neišsikrautų per saulės bateriją. Įsigyti jį galima, kaip ir kitus komponentus, radijo turguose arba internete.

Belieka patikrinti prietaiso veikimą saulėje su bet kokiu išsikrovusiu įrenginiu. Jei viskas tvarkoje, galima naudoti atitinkamus adapterius ir krauti įvairius prietaisus.

Nuotraukų instrukcija savarankiškiems meistrams

Sukomplektuoti kompaktišką įkroviklį su USB prievadu telefono maitinimui galima lengvai savo rankomis. Visi komponentai yra laisvai parduodami, kraštutiniu atveju juos galima užsisakyti. Namų gaminys kainuos dešimtis kartų pigiau nei gamyklinis gaminys, ypač jei pastarasis yra plačiai reklamuotas.

Įsigyjant komponentus įrenginio surinkimui, reikia atsižvelgti, kad saulės bateriją reikia įsigyti su 5 V ar didesne įtampa. Apie akumuliatoriaus įtampą jau kalbėjome, ji yra 3,7 V. Tačiau nepaminėjome svarbios smulkmenos – akumuliatoriaus žymėjime ar techniniuose dokumentuose turi būti nurodyta “PCB protection”. Tai reiškia, kad jis apsaugotas nuo gilaus išsikrovimo ir perkrovimo.

Taip pat reikės dviejų 2,5 mm jungčių: vienos su fiksatoriumi ant skydelio, kitos su laidu. Taip pat reikės USB pakopinės grandinės nuolatinės srovės tiekimui.

Ar apsirūpinote viskuo, ko reikia? Pradėkime surinkimą:

Be to, reikia prilituoti diodą. Jis vienoje pusėje sujungtas laidu su akumuliatoriumi, kitoje – su vidurine jungties kojyte. Lituotas jungtis pageidautina padaryti kuo arčiau diodo, visus mazgus reikia apsaugoti termosusitraukiančiais vamzdeliais arba bent jau klijų lašeliais.

Su saulės baterijų parinkimo taisyklėmis, skirtomis privataus namo ar sodo įrengimui, supažindins kitas straipsnis, skirtas šiam įdomiam klausimui.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Norėdami gauti vizualų supratimą apie saulės įkroviklius ir jų veikimo principus, siūlome peržiūrėti mūsų vaizdo medžiagų rinkinį:

Praktiniai patarimai ir užuominos, kaip pasirinkti įkroviklį įvairiems įrenginiams. Pažvelgti į vidų ir išstudijuoti monobloko schemą galite kartu su šio vaizdo įrašo autoriumi:

Kaip savo rankomis surinkti saulės spindulių varomą įkrovimo įrenginį:

Ačiū technologinei pažangai ir išradingų išradėjų šviesioms galvoms, kurie padarė saulės energiją prieinamą eiliniams vartotojams. Dėka tokių įkrovimo įrenginių galite nesijaudinti, kad poilsio metu reikiamu momentu liksite be ryšio su civilizacija.

Na, o jei išrenkant įrenginį iškilo sunkumų, visada galite kreiptis konsultacijos į elektrikoje išmanančius profesionalus.

Papasakokite, kaip naudojote saulės įkroviklį žygio sąlygomis, iškyloje ar kelyje. Rašykite, prašome, komentarus žemiau esančiame bloke. Užduokite klausimus, dalinkitės įspūdžiais ir naudinga informacija tema, publikuokite nuotraukas.