Как правильно использовать солнечную батарею. Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги.

180026af417e2cd7f25fcf57da32e335

 

Спoнсoр пoстa — кoмпaния SolarUA Пoкупaя сoлнeчную бaтaрeю угоду кому) питaния и зaрядки рaзличныx устрoйств в пoxoдныx услoвияx, мнoгиe считaют, чтo рeшили всe свoи прoблeмы в дaннoй oблaсти. Нo, кaк пoкaзывaeт прaктикa, нe (в тo былo — тo зaрядкa нe идёт, тo мoщнoсти нe xвaтaeт, тo eщё кaкaя нeoжидaннoсть прoявится.
Кaк жe «прaвильнo» испoльзoвaть сoлнeчную бaтaрeю, чтoбы пoлучить oт нeё мaксимум, тoгo, чтo oнa мoжeт дaть? Oб этoм и пoгoвoрим нижe.Пeрвo-нaпeрвo нужнo пoнять, чтo энeргия, пoлучaeмaя oт сoлнeчнoй бaтaрeи — этo пoкa eщё нeкий заготовка, во многих случаях непригодный для питания многих устройств. Чуть только самые «некапризные» из них могут её «изучить», в основном это аккумуляторы, да и то, не всех типов.

На сайте: http://interyer-pro.ru вы найдете много информации о  строительстве и недвижимости.
Плохое характер энергии заключается, во-первых, в нестабильности выходного тока и напряжения, и, во-вторых, в малом количестве этой энергии, воочью меньше тех циферок, что присутствуют в описании солнечных батарей.
Про грамотного использования солнечной батареей необходимо придерживаться двух основных правил:Солнечная множество должна как можно больше времени находиться на солнце и коптеть, работать, работать… отдавать всё, что она может.
Слыхать быть устройство, которое накапливает всю энергию, что выдает солнечная арсенал. Чаще всего, это либо аккумулятор, либо более тяжелы накопитель.
Использование этих двух простых принципов позволяет прибавить требования к мощности солнечной батареи в несколько раз, и при этом обеспечить гарантированную зарядку своих устройств, аж когда солнца нет.
Теперь подробнее.Шаг затейщик. Солнечная батарея.Для примера, возьмём гибкие солнечные батареи 6 Вт и 8 Вт через компании SanCharger. Их мощности вполне достаточно, чтобы обеспечить потребности туриста с набором из КПК, GPS, фотоаппарата, рации (в среднем, (само собой), но большинству такой мощности вполне хватает).
Их вид и характеристики показаны дальше.    Солнечная батарея 6 ВтВыходное напряжение (рабочее / без нагрузки) — орие 6 В / 8В
Выходной ток (рабочий / короткого замыкания) — двор о двор 1А / до 1.3А
Габариты в сложенном состоянии — 200х195х9 мм
Границы в раскрытом состоянии — 595х195х6 мм
Вес 400 г
Солнечная набор 8 ВтВыходное напряжение (рабочее / без нагрузки) — около 12.5 В / 16В
Выходной быстрина (рабочий / короткого замыкания) — около 0.66А / до 0.85А
Объём в сложенном состоянии — 210х350х8 мм
Габариты в раскрытом состоянии — 420х350х6 мм
Вес 460 г
Фурнитура фотоэлементов — аморфный кремний. Обе имеют встроенный последовательный диод на предупреждения разряда заряжаемых аккумуляторов.
Что же наша сестра можем подключить напрямую к этим батареям?   Аккумуляторы:
а) Не задавайся всего зарядить от этих солнечных батарей обычные «пальчики», т.е. Ni-Mh или NiCd аккумуляторы.
Через шестиваттной солнечной батареи можно заряжать от 1 шт прежде 4-х последовательно соединённых аккумуляторов, а от восьмиваттной — 1…8 шт.
Какие «подводные камни» стоит прислушаться при такой прямой зарядке? В первую очередь, перегрев аккумуляторов в конце зарядки. В большей степени сие касается шестиваттной солнечной батареи, т.к. у неё в полтора раза маленький выходной ток.
Возможность зарядки NiCd-NiMh аккумуляторов напрямую через солнечной батареи обусловлена тем, что этот тип аккумуляторов допускает утверждение через себя тока даже в полностью заряженном состоянии. Таковой ток составляет примерно 1/10 от их ёмкости, т.е. путем аккумулятор ёмкостью, например, 2400 мАч можно и после зарядки «прокачивать» токовище до 240 мА.В большинстве случаев, ток, снимаемый с солнечной батареи, бесчисленно ниже паспортного (который, примерно, соответствует жаркому летнему дню получай берегу южного моря), тут и не всегда ясное эмпирей, и неточная ориентация батареи на солнце, да и само солнце может -побывать) не в зените. В результате, ток с солнечной батареи оказывается, сплошь и рядом, не слишком превышающим безопасные для аккумуляторов величины, зачем и позволяет нам заряжать «пальчики» напрямую, минуя специального зарядника. И необходимость следить за перегревом возникает лишь только при ярком солнце.б) Свинцовые герметичные (гелевые) аккумуляторы получи 6 В и 12В также можно заряжать от этих солнечных батарей. Правда, сделано не от какой попало, а только от имеющей нужное нервотрепка, т.е. 6 В аккумулятор только от шестивольтовой шестиваттки, а аккумулятор бери 12 В от двенадцативольтовой восьмиваттки.
Эти аккумуляторы после окончания заряда при пропускании путем них тока начинают разлагать электролит и постепенно высыхают, поэтому нужен побольше строгий контроль за их состоянием. Т.е., как минимум, иногда нужно подбегать с тестером и проверять уровень заряда.в) Литиевые но аккумуляторы заряжать напрямую от солнечной батареи без контроля простой нельзя, т.к. они не допускают перезаряда и просто выходят из строя. При крайней необходимости разрешено либо заряжать малыми порциями, чтобы заведомо не перезарядить, либо заимствовать с собой в поход мультиметр и при зарядке постоянно контролировать принужденность на аккумуляторе, чтобы оно не превысило 4.2 В / возьми банку.
Что же можно подключить из электроники к сим солнечным батареям? Чтобы гарантированно и безопасно заряжалось — практически нуль. Каждый раз нужно проверять эту возможность методом «тыка».   Кое-какие рации заряжаются от источника 12 В.Сотовый телефон, особенно простые модели, только и остается заряжать от солнечной батареи 6 Вт, от 8 Вт еще нельзя, т.к. у неё на выходе 12 В, которые просто спалят автомат. Но и при зарядке телефона следует учесть, что бери ярком солнце батарея даёт слишком большой ток, а самовольно телефон его ограничивать, в большинстве моделей, не умеет. Громадный ток вызывает как преждевременное старение аккумуляторов, так и без усилий их вспучивание, что уже совсем плохо. Поэтому бери ярком солнце при прямой зарядке, следует ставить солнечную батарею почти углом к солнцу, чтобы ограничить ток.КПК и коммуникаторы. 95 % моделей (а может и предпочтительно) зарядить напрямую от 6-ти ваттной батареи не получится, а к 8-ми ваттной, вроде и сотовые, даже подключать нельзя. Невозможность зарядки вызвана, в основном, двумя причинами. Во-первых, недостаточностью тока из солнечной батареи (в основном сие касается прожорливых КПК), что приводит падению напряжения сверху выходе батареи ниже допустимого и схема зарядки КПК прекращает работу, считая, почему что-то случилось с источником питания. Во-вторых, хоть если тока достаточно, то напряжение с солнечной батареи нестабильно, а многие устройства имеют весьма узкие величина допустимого входного напряжения, например, от 4.8 В до 5.5В. И в духе только мы выходим за эти пределы зарядка прекращается. Т.е. вещественно зарядка идти могла бы, но, увы, запрещена разработчиком гаджета. Дело второй. Улучшаем солнечную батарею.Понятно, что такие проблемы реальной зарядки побольше-менее сложных устройств никого не устраивали. Поэтому самым простым способом исправления ситуации было использование электронных стабилизаторов напряжения для выходе солнечной батареи.Стабилизатор не позволяет напряжению понизиться выше заданного и поэтому исчезает риск спалить своё аппарат высоким напряжением.
Первые стабилизаторы были линейными, т.к. легко отсекали лишнее напряжение, не позволяя ему пройти к потребителю. Дальше разработчики быстренько сообразили, что грех переводить в тепло и этак небольшое количество энергии от солнечной батареи, и начали создавать стабилизаторы импульсного типа. Такой стабилизатор просто преобразует напряг и ток одного уровня в другой с минимальными потерями (КПД примерно 80…90%), т.е. он может взять 12 В 0.5 А ото источника и выдать 6 В, но уже 1 А потребителю (в идеале, без учёта Полезное действие).
Используя подобный стабилизатор, мы можем уже приставки не- заботиться о том, какое напряжение будет на выходе солнечной батареи, только бы оно было не меньше, чем нужно гаджету.В, автомобильные адаптеры в прикуриватель, представляют собой такой же импульсный стабилизатор, однако с фиксированным выходным напряжением, рассчитанным на конкретное устройство. К сожалению, большая) часть из них начинает работать лишь от напряжение рядом 8В, что не позволяет использовать солнечную батарею на 6 Вт, чуть 8-ми ваттку.
Т.о. использование стабилизатора позволяет использовать к зарядки КПК, сотовых, плееров или других «капризных» к питанию устройств как бы солнечную батарею на 6 Вт, так и на 8 Вт.Шажочек третий. «Сытые» гаджеты.
Ну как будто же, часть задачи по «кормлению» гаджетов пишущий эти строки решили — процесс стал безопасным, и питать их стало возможным через любой солнечной батареи. Но что делать, когда солнце вроде бы и очищать, но недостаточно для нормальной зарядки? Т.е. физически мы могли бы дудеть в одну дудку наш КПК пусть и за более долгое время, только, по факту, электроника КПК запрещает нам это производить, т.к. мы не можем обеспечить достаточный, по её «разумению», убор.
Да, конечно, можно купить ещё более мощную батарею, да выход ли это? Дороже, тяжелее таскать, особенно, разве на себе, да, и всегда наступит такой момент, когда-когда слабый свет не позволит даже мощной батарее «прокормить» потребителя.
Другим недостатком использования только-тол солнечной батареи со стабилизатором для питания гаджетов, является оный, что в те моменты, когда гаджет частично заряжен, спирт уже не берёт весь ток от солнечной батареи и текущий ток просто теряется.Более разумный выход заключается в использовании буферного аккумулятора или накопителя. Накопителем будем давать имя аккумулятор объединённый с электроникой, которая бы следила за его правильным зарядом/разрядом, стабилизировала выходное драматичность, а также выполняла другие функции, облегчающие жизнь пользователю.
В таком роде накопитель поглощает практически весь ток, который может выработать солнечная арсенал.По аналогии, накопитель — это большое ведро в которое льётся струйка энергии из солнечной батареи. Причём власть струи может колебаться в десятки раз, неважно — любой поток сгодится ради наполнения ведра — всё, что может дать солнечная радиатор, всё складируется в аккумуляторы накопителя.Когда же нужно полакомить какой-нибудь гаджет, то он просто подключается к накопителю и черпает из него столько энергии и с таковский скоростью, какой ему удобно, и «наевшись» отваливается, а без- ждёт, когда же солнечная батарея соизволит нацедить ему нужную порцию.Схематически, различия в зарядке с накопителем и без представлены на рисунке подальше. На графике показан максимальный выходной ток солнечной батареи в настроенность некоторого времени и периоды, когда может заряжаться гаджет и память.Область закрашенная красным показывает те моменты времени, рано или поздно солнечная батарея вырабатывает достаточно тока, чтобы началась зарядочка реального КПК непосредственно от солнечной батареи.Сумма зелёной и красной областей, соответственно, время, когда-когда происходит зарядка накопителя.
При построении графика, я пытался сильнее-менее соблюдать масштабы реальных токов и их отношений. Неизвестно зачем, например, некоторые КПК уже плохо заряжаются при токах подалее 1.2А, особенно, при разряженном аккумуляторе. Здесь, для примера, использован ажно меньший ток — 0.5 А. Накопитель же, например, «Вампирчик-Литий», начинает снабжать свои аккумуляторы током от 10 мА, но держи графике указно с запасом — 50 мА.Т.е. мы можем видеть из рисунка, кое-что при использовании солнечной батареи для непосредственной зарядки многих устройств, вся зелёная область прямо-таки отбрасывается, т.к. гаджет не может, зачастую, брать слишком жалкий ток. Накопитель же съедает почти всё, и «зрелое вино», и «недоросшее зелёное».
Таким образом, из этого явствует, что даже, несмотря на то, что при накоплении энергии в промежуточном аккумуляторе и дополнительных преобразований теряется через четверти до половины энергии, полученной от солнечной батареи, наша сестра всё равно оказываемся в выигрыше, причём многократном, по сравнению с непосредственной зарядкой гаджетов с солнечной батареи.
Кроме того, одним из плюсов использования буферного накопителя, является возможность зарядки в удобное нам время, а без- только когда есть солнце. Часто гораздо проще и безопаснее жужжать своё устройство вечером в палатке, чем днём на скорее. Тем более, что многие дорогие гаджеты просто скажем, без присмотра, на долгое время на улице далеко не оставишь.Конечно же, существуют и другие накопители, например, хорошо много их представлено на сайте AcmePower. Но, ежели «Вампирчик» разрабатывался специально для туристов и позволяет пастись от любой солнечной батареи (5…20 В), то возможность зарядки продукции AcmePower ото солнечных батарей нужно выяснять при покупке конкретных моделей. Отруб информации, можно найти на сайте производителя гибких солнечных батарей компании SanCharger, идеже указаны конкретные модели совместимых накопителей и солнечных батарей.
И под занавес, просто приведу два комплекта для обеспечения электропитания в походе, которые ми кажутся наиболее рациональными.Первый набор оптимизирован по максимальной экономичности использования энергии солнечной батареи: Солнечная набор 8 Вт;
Накопительный аккумулятор;
Импульсный стабилизатор напряжения.
Солнечная арсенал подключена непосредственно к аккумулятору, что позволяет исключить потери возьми работу схемы его зарядки. Остаются только потери «в химии», рядом 15%.
Стабилизатор подключается к контактам аккумулятора и питает нагрузку. Известно, зарядка и питание потребителей могут выполняться одновременно.В качестве аккумулятора позволяется использовать либо свинцовый гелевый на 12В, либо пачку пальчиков АА, в количестве 10 шт. Почему 10-ти, а мало-: неграмотный 8-ми? В основном, для безопасности. Десять последовательно включенных аккумуляторов имеют драматичность в конце зарядки около 14.5 В, а при таком напряжении 12-ти вольтная солнечная набор уже не может «протолкнуть» в них великоватый ток и он резко снижается до безопасного по мере заряда, как будто позволяет также выполнять дополнительную балансировку аккумуляторов. Т.о., процесс заряда собственными силами и безопасно прекращается, без необходимости в каких-либо внешних зарядниках.Недостатком использования подобный пачки аккумуляторов является то, что из-за разницы в реальных ёмкостях, аккумуляторы с меньшей ёмкостью будут «изнашиваться» быстрее остальных, особенно, при глубоких разрядах. Поэтому хотелось бы периодически проверять их состояние, измеряя напряжение на каждом аккумуляторе.
Вторым недостатком, впрочем, весьма относительным, такого набора позволительно считать желательность использования солнечной батареи именно на 12В. Же эти батареи имеют примерно вдвое большие размеры в сложенном виде, нежели 6-ти Ваттные.
Основных же достоинств у такого набора три. Меньшая стоимость электроники согласно сравнению со вторым вариантом, хотя, с учётом стоимости аккумуляторов, своп уже не будет слишком велика.
Важнее, большенный отдаваемый ток на относительно высоких напряжениях. Причём водобег можно легко увеличить, используя большее количество стабилизаторов.
Буферный аккумулятор имеет стандартное автомобильное драматичность (9…14 В), поэтому к нему можно без труда подключать любые адаптеры про устройств, работающие от прикуривателя. (Лишь бы они никак не потребляли ток, больший, чем может отдать аккумулятор)
Второй разъезд актуален тем, кто использует видеокамеры, либо некоторые виды спутниковых телефонов, которые питаются через напряжений 8.4 В и более, потребляя при этом ток почище 1 А. Импульсный стабилизатор имеет выходной ток до 1.5А и ему далеко не важно, отдаётся ли этот ток при выходном напряжении 5 В или 10 В (в признак от «Вампирчика», внутри которого стоит присовокупительный ограничитель выходной мощности), поэтому стабилизатор легко справляется с таким током для «высоких» напряжениях.
Кстати, попытка подсоединить различные зарядники для аккумуляторов, например, NiCd-NiMh пальчиков или литиевых, как от солнечной батареи без буферного аккумулятора, обычно заканчивается неудачей. К сожалению, превалирующая таких ЗУ потребляют ток импульсами, и, получается, что, не без того средний потребляемый ток вроде бы и небольшой, но во время импульса солнечная радиатор с ним не справляется и ЗУ отключается. А буферный аккумулятор сглаживает сии броски тока и зарядка идёт нормально.Второй набор рассчитан нате пользователя с минимальной подготовкой и не желающего работать руками. Солнечная множество 6 Вт или 8 Вт;
Накопитель.
Любая из сих батарей просто подключается напрямую к накопителю, и он сам еще следит за зарядкой. Пользователю остаётся только подключиться к его выходу во (избежание питания своих устройств.Минусы: Недостаточная для некоторых устройств выходная власть на «высоких» напряжениях   накопитель заряжает практически всех потребителей использующих 5 В — сие все КПК, сотовые и т.д. Но для видеокамер его выходного тока еще может не хватить.
Большие потери, примерно процентов получи и распишись двадцать, по сравнению с первой схемой, т.к. присутствуют дополнительные преобразования.
Использование автоадаптеров бери его выходе возможно, но не слишком логично, т.к. следственно слишком много преобразований и, следовательно, потерь.
Плюсы: Невинность и компактность, минимум проводов.
Не нужно контролировать аккумуляторы.
Выводы.
Во вкусе видно из обзора, использование «голой» солнечной батареи заставляет повышать её мощность и при этом зарядка гаджетов в реальных условиях эксплуатации всё в равной мере. Ant. неравно не гарантируется.Использование электроники не просто желательно, а, во многих случаях, обязательное положение безопасной зарядки сложных потребителей. Да и вообще, самой возможности таковой зарядки.
Буферный аккумулятор (накопитель) позволяет снизить запросы к мощности солнечной батареи в несколько раз. А также обеспечивает дополнительные удобства (в доме в эксплуатации.Автор: Носов Николай. 07.02.09