Как подобрать зарядное устройство на солнечных батареях

Несколько полезных рекомендаций

Перед приобретением важно понимать, что за короткое время зарядить АКБ автомобиля с помощью солнечного источника питания не удастся, даже если у вас есть батарея, имеющая показатель мощности 40 Ватт. Время, в течение которого аккумулятор полностью зарядится, в данном случае, обычное. Оно такое же, как при использовании стандартных зарядных устройств

Минимальный срок зарядки — от 9 до 11 часов. Чаще всего солнечные АКБ приобретаются именно с той целью, чтобы подзарядить батарею автомашины в экстренном порядке, что немаловажно при поездках на далекие расстояния

Оно такое же, как при использовании стандартных зарядных устройств. Минимальный срок зарядки — от 9 до 11 часов

Чаще всего солнечные АКБ приобретаются именно с той целью, чтобы подзарядить батарею автомашины в экстренном порядке, что немаловажно при поездках на далекие расстояния

Как уже было сказано, солнечную систему больших размеров и высокой мощности часто устанавливают на крышу автомашины. Но есть и более компактные варианты, которые поместятся, к примеру, на приборной панели. Они предназначены для того, чтобы немного разгрузить АКБ, питая приемник, телевизор или другие приборы в салоне.

Важно перед покупкой внимательно осмотреть товар на предмет надежности корпуса. Не стоит вестись на слишком дешевые китайские панели из хлипкой и легкой пластмассы, которая легко расплавляется, если на нее действует прямой солнечный свет. Зарядка аккумулятора от солнечной батареи примечательна тем, что не отличается большой силой тока

Это отличает ее от стандартных зарядных устройств. Показатель тока у солнечной панели максимум 2 Ампера, так что риска перезарядить аккумулятор нет. Зарядка будет осуществляться медленно, но надежно и безопасно, а в это время вы сможете спокойно отдыхать, не беспокоясь о том, что может случиться перезаряд

Зарядка аккумулятора от солнечной батареи примечательна тем, что не отличается большой силой тока. Это отличает ее от стандартных зарядных устройств. Показатель тока у солнечной панели максимум 2 Ампера, так что риска перезарядить аккумулятор нет. Зарядка будет осуществляться медленно, но надежно и безопасно, а в это время вы сможете спокойно отдыхать, не беспокоясь о том, что может случиться перезаряд.

Уровни мощности и напряжения солнечных источников питания

Выбрать солнечный источник питания для автомобиля просто, и процесс мало чем отличается от выбора обычного аккумулятора:

Показатель уровня напряжения — как минимум 13 В, потому что U (в случае, если зарядка АКБ полная), показывает около 12,7 Вольт.
Мощность источника питания. Бывают портативные панели для зарядки аккумулятора с выходным U 12 вольт и показателем мощности 7 Вт. Соответственно, уровень тока у этой АКБ будет небольшим, примерно полампера. Мощность — условный критерий при инсоляции от солнца в количестве 1000 Ватт на один квадратный метр. Даже если солнце будет светить ярко, при условии нагрузки ток будет составлять меньше 0,3 ампера (от солнечной панели в 7 Вт и 12 В).

Если все правильно рассчитать, окажется, что аккумулятор автомобиля при таких условиях будет стоять на зарядке очень долго: около 100 часов, а может и больше. Следовательно, солнечной панели мощностью 7 Вт вам точно будет недостаточно. И не стоит прислушиваться к заявлению особенно назойливых рекламщиков или продавцов по поводу того, что этого показателя хватит. Для того чтобы полноценно зарядить аккумулятор в максимально короткое время, вам понадобится солнечная панель, как минимум, в 40 Вт мощности.

Также вам понадобится приобрести подходящий кабель и несколько зажимающих устройств- «крокодилов» для правильного подсоединения к аккумулятору автомашины. Схема подсоединения проста: либо через вилку к прикуривателю, либо «по прямой», на клеммы АКБ. Зажим и кабель не всегда входят в основную комплектацию поставки. Чаще всего они покупаются отдельно, либо можно сделать их для вашей батареи своими руками. Кстати, солнечные панели Freedom — одни из немногих, которые укомплектованы и кабельными шнурами, и «крокодилами».

Устройство и принцип работы

Зарядное устройство для гаджетов на солнечной батарее имеет встроенный блок преобразователей. Он состоит из нескольких двухслойных пластин кристаллического кремния, которые соединены между собой проводами. Принцип работы такого устройства базируется на фотоэлектрическом эффекте.

Данный эффект был открыт еще в девятнадцатом веке и базируется на одном полезном в практическом применении свойстве кремния. Данный элемент является полупроводником.

Если расположить две пластины кристаллического кремния очень близко друг к другу, после чего нагреть верхнюю пластину при помощи воздействия световых лучей, то можно будет наблюдать очень интересный эффект, который многие могут помнить из школьного курса физики. Атомы кремния верхней кремневой пластины высвободят электроны, которые будут захвачены нижней пластиной. Такой эффект создаст постоянное напряжение в сети, которое будет сохраняться до момента, пока не исчезнет источник света.

Кремний может быть нанесен двумя способами:

поликристаллическим;
монокристаллическим.

Именно второй вариант является максимально эффективным, поскольку в таких кремниевых пластинах электроны могут двигаться прямолинейно, что обеспечивает больший КПД.

Правила зарядки

В этом отношении зарядка автомобильного аккумулятора от солнечной батареи является вполне удачным вариантом, так как у большинства видов светочувствительных панелей на выходе не бывает силы тока больше 1 А. Такие устройства обычно используются для поддержания состояния аккумулятора. Их мощность составляет 5-6 Вт. Если требуется полная зарядка, то надо использовать более мощные модели, способные развивать от 30 до 60 Вт. Чаще всего, применяются в следующих ситуациях:

подзарядка севшего аккумулятора;
поддержание уровня заряда АКБ при длительной поездке и работающем кондиционере, радиоприемнике или магнитоле и т.д.;
подзарядка АКБ при необходимости длительного простоя машины (например, на время отъезда владельца).

Для нормальной зарядки автомобильного АКБ рекомендуется применять солнечную зарядку для 12 В аккумулятора на автомобиль длиной не менее 1 м. Они развивают мощность около 15 Вт, при напряжении, соответственно, в 12 В.

Обзор популярных моделей

Таковых солнечных зарядок существует достаточно много, но лишь несколько из них заслуживают внимания и пользуются спросом.

Solar-Charger P1100F-2600

Характеристики этого зарядного устройства позволяют ему заряжать не только телефоны, но и цифровые камеры и еще несколько видов приборов. В комплектации данной модели состоит литий-ионный аккумулятор с емкостью в 2600 mA. А также обладает устройством контроля за зарядом. Вся зарядка обладает сравнительно малыми габаритами и малым весом. Очень удобен для прогулок загородом.

PETC S09

Зарядное устройство, которое относится к более простым и дешевым маркам и выпускается китайским производителем. Максимальное напряжение на выходе 5,5 V, а емкость аккумулятора до 600 mA. Рассчитан на работу только с телефонными устройствами.

PETC S08-2,6

Не имеет никаких принципиальных различий с другими моделями своей марки за исключением того, что эта модель выпускается без аккумулятора. Следовательно, использоваться может только в светлое время суток, а также в температурных условиях не выше, чем +60 °C.

Преимущества и недостатки

У каждого устройства, и новинки есть положительные и отрицательные моменты внедрения. Со временем при работе над улучшением отрицательные моменты частично убираются, но иногда это невозможно.

К числу главных плюсов автомобильных гелиопанелей можно отнести:

высокую мобильность;
простоту в эксплуатации;
возможность объединения модулей для увеличения мощности;
независимость от стационарных источников электроэнергии;
реальное снижение нагрузки на АКБ (даже при простое двигателя).

Недостатки:

зарядка основательно истощенного АКБ может занять от 9-12 до 100 часов;
прямая зависимость производительности солнечных батарей от суммарной площади поверхности фотоэлементов;
устройства не работают в темное время суток и зависимы от погодных условий.

Подбор контроллера по напряжению и току солнечных батарей и акб

Большинство выпускаемых солнечных батарей имеет номинальное напряжение 12 или 24 вольта. Это сделано для того чтобы можно было заряжать аккумуляторные батареи без дополнительного преобразования напряжения. Аккумуляторные батареи появились значительно раньше солнечных батарей и имеют распространённый стандарт номинального напряжения на 12 или 24 вольта. Соответственно большинство контроллеров для солнечных батарей выпускается с номинальным рабочим напряжением равным 12 или 24 вольта, а также двухдиапазонные на 12 и 24 вольта с автоматическим распознаванием и переключением напряжения.

Номинальное напряжение на 12 и 24 вольта достаточно низкое для мощных систем. Для получения необходимой мощности приходится увеличивать количество солнечных батарей и аккумуляторов, соединяя их в параллельные контуры и значительно увеличивая силу тока. Увеличение силы тока ведет к нагреву кабеля и электрическим потерям. Необходимо увеличивать толщину кабеля, возрастает расход металла. Также необходимы мощные контроллеры, рассчитанные на высокий ток, такие контроллеры получаются очень дорогими.

Чтобы исключить возрастание тока, контроллеры для мощных систем делают для номинально рабочего напряжения на 36, 48 и 60 Вольт. Стоит заметить, что напряжение контроллеров кратно по напряжению 12 вольтам, для того чтобы можно было подключать солнечные батареи и акб в последовательные сборки. Контроллеры с кратным напряжением выпускаются только для технологии зарядки ШИМ.

Как видно ШИМ контроллеры выбираются с напряжением кратным 12 вольтам, причем в них входное номинальное напряжение от солнечных батарей и номинальное напряжение контура подключенных аккумуляторов должно быть одинаковым, т.е. 12В от СБ – 12В к АКБ, 24В на 24, 48В на 48В.

У контроллеров MPPT входное напряжение может быть равным или произвольно выше в несколько раз без кратности 12 Вольтам. Обычно MPPT контроллеры имеют входное напряжение от солнечных батарей от 50 Вольт для простых моделей и до 250 вольт для мощных контроллеров. Но следует учесть, что опять же производители указывают максимальное входное напряжение, и при последовательном подключении солнечных батарей следует складывать их максимальное напряжение, или напряжение холостого хода. Проще говоря: входное максимальное напряжение любое от 50 до 250В, в зависимости от модели, номинальное или минимальное входное при этом будет 12, 24, 36 или 48В. При этом выходное напряжение для заряда АКБ у контроллеров MPPT стандартное, часто с автоматическим определением и поддержкой напряжений на 12, 24, 36 и 48 Вольта, иногда 60 или 96 вольт.

Существуют серийные промышленные очень мощные MPPT контроллеры с входным напряжением от солнечных батарей на 600В, 800В и даже 2000В. Данные контроллеры также можно свободно приобрести у российских поставщиков оборудования.

Окромя выбора контроллера по рабочему напряжению, контроллеры следует выбирать по максимальному входному току от солнечных батарей и максимальному току заряда акб.

Для ШИМ контроллера, максимальный входной ток от солнечных батарей будет переходить в зарядный ток АКБ, т.е. контроллер не будет заряжать большим током, чем выдают подключенные к нему солнечные батареи.

В MPPT контроллере все иначе, входной ток от солнечных батарей и выходной ток для заряда акб – это разные параметры. Эти токи могут быть равными, если номинальное напряжение подключенных солнечных батарей равно номинальному напряжению подключенных акб, но тогда теряется суть преобразования MPPT, и эффективность контроллера уменьшается. В MPPT контроллерах номинальное входное напряжение от солнечных батарей должно быть выше номинального напряжения подключенных АКБ оптимально в 2-3 раза. Если входное напряжение выше ниже чем в 2 раза, к примеру, в 1,5 раза, то будет меньшая эффективность, а выше более чем в 3 раза, то будут большие потери на разницу преобразования напряжения.

Соответственно входной ток всегда будет равен или ниже максимальному выходному току заряда АКБ. Отсюда следует, что MPPT контроллеры необходимо выбирать по максимальному зарядному току АКБ. Но чтобы не превысить данный ток, указывается максимальная мощность подключаемых солнечных батарей, при номинальном напряжении контура подключенных АКБ. Пример для контроллера заряда MPPT на 60 Ампер:

800Вт при напряжении АКБ электростанции 12В;
1600Вт при напряжении АКБ электростанции 24В;
2400Вт при напряжении АКБ электростанции 36В;
3200Вт при напряжении АКБ электростанции 48В.

Следует заметить, что данная мощность при 12 вольт указана для зарядного напряжения от солнечных панелей в 13 — 14 Вольт, и кратна для остальных систем с напряжениями на 24, 36 и 48вольт.

Критерии выбора солнечных батарей

Для того чтобы понять, как правильно выбрать солнечные панели для дома, дачи или другого объекта, вам нужно четко сформулировать задачу, которую собираетесь решить с помощью такой установки

Важно, чтобы по своей энергоотдаче солнечная батарея покрывала потребности объекта в выработке электроэнергии. Задайте себе вопрос, в вашем случае нужна большая солнечная электростанция или достаточно портативных солнечных батарей и как их выбрать? Необходимо учесть также тип и месторасположение объекта, для которого будете использовать солнечные панели

Приобретая гелиопанель, подсчитайте заранее номинальную мощность всех электроприборов, которые планируется питать от этого источника энергии, определитесь с местом установки самой панели и ее допустимыми габаритными размерами.

При выборе солнечных панелей учитывайте следующие критерии.

Мощность

Это один из важнейших показателей эффективности работы солнечной батареи, влияющий на выбор того или иного устройства
При этом важно обращать внимание на такой параметр, как допустимая погрешность номинальной мощности. Эта величина показывает, насколько реальное значение мощности может отклоняться от указанных значений в техпаспорте устройства, что влияет на конечную производительность панели.

Размеры панели
Во многом зависят от того, какой объект нужно обеспечить электроэнергией

Как выбрать солнечные панели для дачи – это один вопрос, совсем другой вопрос, как подобрать солнечные панели для дома, а если речь идет о промышленном или сельскохозяйственном объекте – это вообще отдельная задача, решать которую надо со специалистами. В любом случае, размеры солнечной батареи напрямую связаны с мощностью устройства – чем больше мощность, тем больше размеры солнечной батареи. К примеру, панель мощностью 300 Вт имеет гораздо большие размеры, чем панель на 100 Вт – это обязательно надо учитывать. Поэтому при выборе панели определенной мощности важно заранее понимать размеры места, где она будет монтироваться – чтобы его было достаточно или была возможность его расширить при необходимости.

Тип солнечной панели. Тоже связан с особенностями работы панели и влияет на ее габаритные размеры. Существует несколько типов панелей: поликристаллические, монокристаллические, тонкопленочные. Что выбрать – зависит от того, где и как вы планируете использовать солнечную панель. Например, выбирать для частного дома нужно один тип солнечных батарей, для предприятий или объектов общественного использования – другой.

Коэффициент полезного действия (КПД) или эффективность работы ФЭП (фотоэлементов). Показывает, какое количество в целом поступившей солнечной энергии на плоскость панели затем преобразуется в электрический ток. КПД отчасти зависит от типа панели, хотя между моно- и поликристаллическими панелями разница в КПД небольшая. Существенное значение этот показатель будет иметь в том случае, когда площадь для установки панели ограничена. В таком случае, выбрав солнечные батареи с более высоким КПД, можно уменьшить площадь их установки.

Цена. Самыми недорогими и доступными по стоимости считаются тонкопленочные модели панелей. Однако по продуктивности они существенно уступают другим видам панелей и при гораздо большей площади генерируют меньшее количество энергии. Наиболее эффективными и самыми компактными по размерам признаны монокристаллические солнечные панели, но они являются и самыми дорогими. Их однозначно рекомендуют выбирать в случае, когда бюджет не ограничен. Поликристаллические панели на сегодняшний день считаются наиболее оптимальным выбором по сочетанию цены, параметров и результативности. Они лучше работают в пасмурную погоду, им присуща неплохая производительность, гармоничная комбинация эффективности и экономичности.

Принцип работы

Как же функционируют солнечные батареи для зарядки аккумуляторов на 12В? Фотоэлементы, являющиеся основой любой такой панели, представляют собой два слоя полупроводников, имеющих разную проводимость. Посредством припаянных к ним с обеих сторон контактов они включаются в общую цепь. Один из слоев полупроводников (n) является катодом с электронной проводимостью, а второй — соответственно, анодом (p) с «дырчатой».

Что же происходит, когда панель помещается под солнечные лучи? В этом случае начинают движение «дырки» (атомы, потерявшие электрон). За счет этого и создается ток. В действительности «дырки», конечно же, не передвигаются. Такую иллюзию создают перемещающиеся от одного такого атома к другому электроны.

Место соприкосновения полупроводников в фотоэлементе называется p-n-переходом. При освещении n-зоны электроны получают дополнительную энергию и начинают проникать сквозь эту границу. В результате число «дырок» и электронов меняется, что приводит к возникновению разницы потенциалов.

Как ориентироваться в море солнечных зарядных устройств

Появление это не все, когда дело доходит до этого типа устройства. И вы не хотите тратить свои деньги на что-то, не имея всех ваших данных и технических деталей напрямую.

Что случилось с ваттами?

Производительность солнечного зарядного устройства измеряется в ваттах, которые являются единицей измерения электрической энергии..

Таким образом, чем выше требуемая электрическая мощность, тем большую мощность вы должны искать в своем продукте..

Ниже 10 Вт. Например, такое устройство, как маленький радиоприемник, которое потребляет меньше, работает лучше, чем 10 Вт..
10-15 Вт. Смартфоны, планшеты и iPad нуждаются в мощности чуть более 10 Вт, если они должны заряжаться правильно.
15-25 Вт. Если есть больше людей, использующих одну и ту же солнечную панель, вы должны соответственно увеличить свою мощность и, возможно, достичь 25 Вт в зависимости от элементов, которые ваша группа планирует нести.
Выше 25 ватт. И если вы действительно не можете попрощаться со своим дорогим ноутбуком во время поездки, тогда требуется электрическая мощность более 25 Вт..

Конечно, в этот момент вы сталкиваетесь с дилеммой выбора между более высокой скоростью загрузки, которая достигается благодаря более высокой мощности и более низкому ценовому диапазону, который идет с более низким энергопотреблением..

Но если вы ищете сочетание качества и производительности и у вас нет тонны гаджетов, выбор зарядных устройств среднего класса — это, вероятно, хорошая идея..

Усилить эти усилители

Выходная мощность измеряется в амперах или амперах для краткости. Смартфон можно заряжать с 1 ампер, но планшет, который имеет большую батарею, требует как минимум 2 ампер для правильной зарядки.

Вот почему указано, что вы также проверяете спецификации, связанные с USB-портами. Не говоря уже о некоторых распространенных заблуждениях, возникающих из-за того, как производители записывают свои значения тока на изделиях: некоторые относятся к максимальным усилителям, а другие — к совместимым общим усилителям..

Первый продукт может быть лучше, так как это, вероятно, двойной порт, который позволит вам заряжать пару устройств одновременно, в то время как второй работает для одного элемента..

Выбрать по типу

Тип солнечного зарядного устройства, которое вы принимаете, следует учитывать в зависимости от таких факторов, как:

Продолжительность поездки.
Количество принесенных устройств.
Солнечная или облачная погода.

Допустим, вы в кемпинге:

В течение одного или двух дней, в очень солнечном месте, и у вас есть только несколько устройств. Получить встроенная солнечная батарея.
Максимум 5 дней в солнечную погоду, и упаковал несколько устройств, а не только смартфон и планшет. Тебе нужен хотя бы один складная панель с аккумулятором для этого случая.
Максимум на неделю у него такое же количество гаджетов, как и в предыдущем примере, а иногда он может стать совсем темным. Получить один гибкая панель CIGS.
Более недели, в сложных условиях, но не очень облачно. Вы должны рассмотреть монокристаллическое солнечное зарядное устройство. Это лучше всего подходит для дальних поездок из-за психологического недостатка: оно не складывается, и некоторые люди могут найти это раздражающим.
Больше недели, в разные погодные условия, в одиночку и частые поездки, как это. Получить один поликристаллическое зарядное устройство который дешевле монокристаллического, но работает не так быстро.

Рассмотрим встроенные функции

Детали и дополнения, которые вы обязательно должны рассмотреть:

Интегрированные батареи для людей, которые хотят зарядить свои солнечные батареи, а затем использовать их, когда облачно или ночью. Они также потрясающе делают экстренные вызовы..
Опция автоматического перезапуска. Если на секунду станет облачно, вы не захотите быть тем, кто перезапускает солнечное зарядное устройство каждый раз, когда это происходит.
Удобная конфигурация. Быстрая настройка зарядного устройства, не беспокоясь о погодных условиях, таких как ветер или шторм, безусловно, является преимуществом.
Легкость его переноски. Получение более легкого зарядного устройства, такого как CIGS, лучше всего подходит для тех, у кого нет места или силы, чтобы нести более тяжелый, но более качественный предмет..
Любое хорошее оборудование для выживания должно быть максимально универсальным и многофункциональным. Убедитесь, что ваше солнечное зарядное устройство тоже подходит и что вы можете эффективно заряжать два элемента одновременно. Поэтому ищите двойной USB-порт, который сэкономит вам много времени. Встроенные фонарики тоже дополнительные конфеты.