Saules bateriju lādētājs: ierīce un darbības princips lādēšanai no saules

Arvien vairāk aktīvās atpūtas cienītāju izvēlas pavadīt brīvdienas un nedēļas nogales tuvāk pirmatnējai dabai. Taču mūsdienu cilvēkam ir grūti atteikties no civilizācijas labumiem – kurš gan no mums ceļojumā neņem līdzi mobilo tālruni, klēpjdatoru vai kameru?

Bet, ja jūsu bagāžā būs saules bateriju lādētājs, ierīču barošanas problēma tiks atrisināta. Atliek tikai noskaidrot, kā pareizi izvēlēties ierīci. Mūsu piedāvātais raksts sniegs efektīvu palīdzību visu jautājumu noskaidrošanā.

Kas ir saules bateriju lādētājs?

Šie lādētāji spēj pārveidot saules enerģiju pastāvīgā elektriskā strāvā. Tie var darboties ar dažādiem navigatoru, atskaņotāju, klēpjdatoru, tālruņu, kameru un citu portatīvo ierīču modeļiem.

Taču uzlādes laiks ir tieši atkarīgs no pašas ierīces jaudas un izlādētās ierīces veida, tāpēc, lai izvēlētos patiesi praktisku un universālu ierīci, ir vērts iepazīties ar tās raksturlielumiem.

Ierīces konstruktīvās īpatnības

Pati ierīce sastāv no kristāla paneļa, uzlādes/izlādes līmeņa kontrollera un saules enerģijas pārveidotāja elektroenerģijā.

Daži modeļi ir aprīkoti arī ar bufera akumulatoru no vairākiem litija elementiem, kas ļauj ierīcei ne tikai pārveidot, bet arī uzkrāt enerģiju, lai atdotu lādiņu pat tumšajā diennakts laikā.

Tikai pirms pāris gadiem saules lādētāji bija diezgan dārgas ierīces, bet šodien tie ir masveida produkts ar pieejamu cenu.

Saules lādētāju priekšrocības:

• Universāli – tie ir pielāgoti dažādām ierīcēm (uz korpusa ir USB savienotāji, un lielākā daļa modeļu ir papildus aprīkoti ar speciāliem adapteriem dažādu veidu elektroiekārtām).
• Tie aizņem maz vietas ceļasomā.
• Ir plaša izvēle formu, krāsu, izmēru un jaudu dažādām vajadzībām un estētiskajai gaumei.

Bet vislielākais trūkums visiem saules lādētājiem ir ilgais laiks, kas nepieciešams, lai uzkrātu «spēku». Turklāt jāsaprot, ka, ja gandrīz jebkurš modelis var tikt galā ar mobilā telefona vai fotoaparāta barošanu, tad aktīvam enerģijas «patērētājam», piemēram, klēpjdatoram, būs nepieciešama ievērojama saules baterijas jauda un ietilpīgs akumulators.

Ierīces darbības princips

Portatīvie lādētāji ar saules baterijām ir autonomas sistēmas, kas var pārstrādāt enerģiju gan no saules stariem, gan no elektrotīkla, dienasgaismas spuldzēm vai datora. Turklāt daudziem modeļiem nav obligāti nepieciešama intensīva saule – tie uzkrāj lādiņu pat mākoņainās dienās, lai gan efektivitāte, protams, samazinās (no 20% līdz 70%).

Ja iegādājaties ierīci ar iespēju pieslēgties elektrotīklam, varat ievērojami ietaupīt laiku, uzkrājot lādiņu mākoņainā laikā.

Ierīce darbojas šādi: paneļa kristāli absorbē saules enerģiju, pārveidotājs to «pārstrādā» elektriskajā strāvā, kas nonāk pie barošanas avota. Kad šim avotam ar vadu tiek pievienots mobilais tālrunis vai cita ierīce, uzkrātā enerģija pakāpeniski plūst uz izlādēto ierīci.

Saules lādētāju veidi

Runājot par izskatu – ražotāji ir centušies ne tikai dažādot krāsu gammu un ierīču formu, bet arī padarīt ierīci pēc iespējas ērtāku dažādās situācijās. Apskatīsim populārākos variantus.

Monobloks – kompakta ierīce no paneļa un akumulatora, kas ievietoti cietā metāla vai plastmasas korpusā. Šāda ierīce «glābs» izlādējušos tālruni pludmalē vai piknikā un neaizņems daudz vietas parastā somā.

Monobloki ir ērti ikdienas dzīvē – tie neaizņem daudz vietas un var uzlādēties ne tikai no saules, bet arī strādājot ar klēpjdatoru vai datoru.

Elastīgais panelis – plāns salokāms vai izvēršams panelis ar fotoelementiem. Tas aizņem maz vietas bagāžā un sver daudz mazāk nekā tā cietais konkurents, kas ievietots korpusā. Taču, neskatoties uz pienācīgu «pārklājuma» laukumu, elastīgās plāksnes uzkrāj saules lādiņu gandrīz divas reizes lēnāk nekā monobloki.

Turklāt lielākā daļa paneļu darbojas tikai no tiešiem saules stariem, neuzkrājot enerģiju nākotnei – tiem nav iebūvēta akumulatora. Tomēr vienmēr ir iespēja papildināt savu lādētāju ar ārēju nepieciešamās jaudas glabātāju.

Tātad elastīgie paneļi ir labs variants, lai atrisinātu jautājumu par mazjaudas ierīču uzlādi «stacionārā» atpūtā – vasarnīcā, makšķerējot, teltī. Savukārt pārgājienam labāk izvēlēties citu variantu.

Kustības laikā elastīgo paneli var kompakti salocīt un ievietot bagāžniekā vai piestiprināt pie automašīnas jumta, bet apstāšanās laikā – vienkārši izklāt saules staros.

Iebūvēta lādētāja – ierīce sastāv no saules baterijām, kuras ir piestiprinātas pie somu vai tūristu mugursomu ārējās puses. Tās ļauj uzlādēt ierīces tieši ceļa laikā vai uzkrāt uzlādi iebūvētajā akumulatorā.

Vēl šādu aksesuāru var izmantot tiešajam mērķim – jebkādu priekšmetu vai tās pašas elektronikas pārnēsāšanai, kas ir ļoti ērti tiem, kas nodarbojas ar pārgājieniem vai strādā zem klajas debess.

Lai arī «enerģijas mugursomas» izskatās pievilcīgi un stilīgi, tikpat veiksmīgi var uz laiku piestiprināt pie somas arī jebkuru citu lādētāja veidu (daudzi modeļi ir aprīkoti pat ar īpašiem karabīniem) un neuztraukties par ierīces drošību lietus vai tīrīšanas laikā.

Saliekamie – tie var būt kā vairāki elastīgi paneļi, kompakti salikti «kaudzē», tā arī variants no diviem monoblokiem, kas ietverti cietā korpusā atveramas grāmatiņas formā.

Galvenais mērķis šādai ierīcei – samazināt derīgās platības «aizņemšanu» jūsu bagāžas apjomā un palielināt lietderības koeficientu, izmantojot lielāku fotoelementu skaitu. Patīkams bonuss – lielākā daļa modeļu ir aprīkoti ar stiprinājumiem mugursomai vai automašīnas stiklam.

Saliekamā lādētāja izmēru var izvēlēties atbilstoši jūsu vajadzībām: lai uzlādētu mobilo telefonu, pietiek ar ierīci, kas ir paša telefona izmērā, savukārt klēpjdatoriem un planšetdatoriem panelis pat salocītā stāvoklī nebūs mazāks par A5 lapu.

Bet neatkarīgi no dizaina, visi saules lādētāji darbojas pēc viena principa, tāpēc apskatīsim svarīgākās tehniskās nianses, kas palīdzēs, iegādājoties ierīci.

Kā izvēlēties piemērotāko variantu?

Sākumā ir vērts noteikt to ierīču skaitu un veidus, kuras plānojat uzlādēt no saules lādētāja. No šiem parametriem ir atkarīga ierīces jauda un izejas porta tips.

Ja ierīcei ir vairāki USB porti, var vienlaikus pievienot un uzlādēt dažādas ierīces, galvenais, lai to pieļauj akumulatora jauda.

Dažādu ierīču raksturlielumus var precizēt, ieskatoties to lietošanas instrukcijā, un dažās ierīcēs darba spriegums ir norādīts arī uz lādētāja, kas ir komplektā, tāpēc orientēties nebūs grūti. Ārkārtējā gadījumā nepieciešamo adapteri vienmēr var iegādāties atsevišķi.

Pamata parametri un patīkami papildinājumi

No uzlādes strāvas raksturlieluma ir atkarīgs laiks, kas būs nepieciešams ierīcei dažādu ierīču uzlādei. Šis rādītājs tiek mērīts ampēros un ir norādīts uz ierīces portiem.

Vērtības:

• 1 ampērs – paredzēts mobilajiem tālruņiem, elektroniskajām cigaretēm, pulksteņiem, atskaņotājiem.
• 2 ampēri – piemēroti planšetdatoriem, viedtālruņiem, digitālajām fotokamerām un videokamerām.
• 2,5-3 ampēri – tiks galā ar netbook un klēpjdatoru uzlādi.

Ir svarīgi zināt arī izejas spriegumu, jo uzlādējamās ierīces var jaudas ziņā pārsniegt saules uzlādes iespējas. Tā, lielākajai daļai tālruņu un vienkāršu planšetdatoru būs nepieciešama 5 voltu izeja, digitālajām kamerām un spēļu ierīcēm – 9, bet klēpjdatoriem un automašīnu ledusskapjiem – 12-24.

Tomēr galvenais uzlādes ierīces raksturlielums ir saules paneļa jauda. No šī rādītāja tieši ir atkarīgs akumulatora uzlādes laiks. Un te viss ir atkarīgs no gaismas uztveršanas paneļu īpašībām.

Piemēram, elementiem ar 5 W jaudu (standarta budžeta variants) būs 900 mA stundu strāva, bet 10 W – 1500 mA. Tas nozīmē, ka, lai uzlādētu tālruni no 5 W saules uzlādes, būs nepieciešamas 2-3 stundas, bet panelis ar 10 W jaudu tiks galā pusotras stundas laikā.

Jaudīgām ierīcēm, piemēram, spēļu planšetdatoriem un klēpjdatoriem, labāk iegādāties salokāmus modeļus no vairākiem paneļiem, kas ātri ģenerē lādiņu.

Turklāt ierīces ar paneļiem, kuru jauda nepārsniedz 2 W, tiek izmantotas tikai iebūvētā akumulatora uzlādes uzkrāšanai. Lai tieši uzlādētu ierīces no saules stariem, ir nepieciešami paneļi ar jaudu 3 W un vairāk.

Citi svarīgi parametri:

1. Akumulatora klātbūtne – ja ierīcē nav paredzēts uzkrājējs, tā varēs darboties tikai tad, kad atrodas apgaismotā vietā. Savukārt ierīces ar akumulatoriem spēj nodot lādiņu jebkurā diennakts laikā, kā arī uzlādēties no citiem avotiem – klēpjdatora USB porta vai rozetes ar pieslēgumu 220V.
2. Fotoelementu tips – tiek uzskatīts, ka visefektīvāk absorbē saules starus monokristāli (to efektivitāte ir 13-18% līmenī). Polikristāliem šis rādītājs ir zemāks – apmēram 10-12%. Tos var atšķirt pat ar neapbruņotu aci – polikristāliskajiem paneļiem ir tumši zila nokrāsa, bet to konkurentiem – melna.
3. Interfeiss – universālie saules lādētāji ir aprīkoti ar informatīviem USB, kur var izvēlēties nepieciešamo variantu atkarībā no izlādētās ierīces veida. Dažas ierīces ir aprīkotas arī ar saules staru intensitātes indikatoru, kas palīdzēs noteikt optimālo atrašanās vietu ātrai uzlādei.
4. Aizsardzība – principiāli visās ierīcēs ir paredzēta drošības sistēma, kas ļauj tās izmantot dabā. Bet ekstrēmo piedzīvojumu cienītājiem vajadzētu meklēt ierīci ar pastiprinātu aizsardzību pret lietu, putekļiem, netīrumiem, triecieniem un citiem neparedzētiem apstākļiem.

Papildu iespējas visbiežāk tiek piedāvātas kā funkcija «lukturis» vai «apgaismes ierīce». Tas var būt aktuāli ne tikai dabas atpūtas mīļotājiem, bet arī autovadītājiem – mainot riteni vai veicot remontu nakts ceļā, spilgta gaisma kļūs par neaizvietojamu palīgu.

No citiem bonusiem ražotāji var piedāvāt USB centrmezglu vai Wi-Fi punktu. Bet, protams, jebkuri papildinājumi ievērojami palielina produkta gala cenu. Bet vai tie tiešām ir vajadzīgi – izlemiet jūs.

Pēc pirkumu veikšanas intensitātes pie mums līderi ir šādi modeļi:

Vispārīgi ieteikumi lādētāja lietošanai

Ierīces ar iebūvētu akumulatoru pirms pirmās lietošanas ir pilnībā jāuzlādē, turklāt nevis saulē, bet gan no elektrotīkla. Pēc tam pievienojiet lādētājierīcei kādu ierīci, lai tā saņemtu enerģiju un izlādētu uzkrājēju.

Pēc tam paneli var pakļaut saules stariem un kompensēt zaudēto uzlādi. Modeļiem, kas darbojas tieši no saules, šis noteikums neattiecas – tos var uzreiz novietot apgaismotās vietās un pievienot ierīces.

Lielākā daļa saules lādētāju ir paredzēti lietošanai temperatūras režīmā no –20 līdz +45 grādiem, bet ir arī speciāli modeļi, kas darbojas ekstremāla klimata apstākļos, tikai tie tiek izgatavoti pēc pasūtījuma.

Lai maksimāli paaugstinātu saules lādētāja efektivitāti, mēs iesakām sekojošo:

1. Novietojiet ierīci tā, lai stari krīt uz paneļa taisnā leņķī. Pat ja saule nav zenītā, varat piešķirt uzlādei pareizo stāvokli, paceļot to 40 grādu leņķī ar kāda balsta palīdzību. Tādā veidā jūs varēsiet iegūt par 20–30% vairāk uzlādes, nekā novietojot paneli horizontāli uz apgaismotas vietas.
2. Izmantojiet ierīci kopā ar akumulatoru, turklāt ne tikai atpūtas pieturās, bet arī ceļojot ar auto vai pārgājienā. Šāds tandēms spēs uzkrāt enerģiju 2–3 telefona uzlādēm pat mākoņainā laikā bez tiešiem saules stariem.
3. Ņemiet vērā, ka lielākajā daļā salokāmo ierīču paneļi ir pievienoti secīgi, tāpēc ir svarīgi, lai visi elementi būtu vienmērīgi apgaismoti. Piemēram, pat ja ēna aizsedz tikai pusi no pirmā no četriem paneļiem, akumulatora jauda samazināsies uz pusi.
4. Lai lielas ietilpības akumulatori sasniegtu deklarētos parametrus, tos ieteicams «ieskandināt» – pilnībā izlādēt, pēc tam uzlādēt līdz 100%. Un tā 3–4 reizes.
5. Ilgākas darbības pārtraukuma laikā (mēnesi un vairāk) glabājiet lādētāju istabas temperatūrā. Ja tā ir ierīce ar iebūvētu akumulatoru, to iepriekš nepieciešams uzlādēt līdz 50–70%.

Un pēdējais padoms – pat ja lādētājs sāk strādāt sliktāk vai pilnībā sabojājas, neizjauciet to paši, lai nesabojātu sistēmas elementus un pašu korpusu. Izjaukta ierīce automātiski zaudē garantiju, tāpēc labāk vērsties autorizētā servisa centrā vai pie piegādātāja.

Kā pagatavot lādētāju pašrocīgi?

Lai arī mūsdienu lādētāji vairs nav premium klases ierīces un ir diezgan pieejami cenas ziņā parastam patērētājam, ja vēlas ietaupīt, vienmēr ir iespēja izgatavot šādu ierīci pašam.

Pašizgatavotas ierīces piemērs cietā korpusā no metāla bundžas, aprīkota ar USB savienotāju un enerģijas pārveidotāju mazjaudas ierīču uzlādei.

Lai izgatavotu vienkāršu saules lādētāju, ir jāiegādājas vairāki pamata elementi:

• poli- vai monokristālisku paneli;
• akumulatoru turētāju;
• blokējošo Šotkija diodi;
• savienotāja ligzdu;
• uzlādes kontrolieri (taču, ja lādētājs ražos 0,5–5 V, kontroliera vietā var izmantot lētāku paaugstinošu pārveidotāju uz 5 V).

Attiecībā uz pašu paneli, šeit ir jāveic neliels elementu skaita aprēķins, balstoties uz ierīces jaudu, kuru plānots uzlādēt.

Piemēram, ja uzlādes strāva akumulatoram ir aptuveni 10% no tā ietilpības, tad 20 000 mAh uzlādēšanai nepieciešama 2 A strāva, un ierīces barošanai būs nepieciešamas aptuveni 14 stundas. Ja strāvu palielina divkārši līdz 4 A, uzlādes laiks samazināsies līdz 7 stundām.

Kontroliera nomaiņa pret pārveidotāju ļaus salikt lādētāju pat ar mazjaudas bateriju no saules zāliena luktura – tik un tā izejā iegūsim nepieciešamos 5 V (tiesa, tas lādēsies ilgi).

Atkarībā no strāvas parametriem nākotnes uzlādei (2 vai 4A) tiek izvēlēti arī kristāla elementi. Parasti 1 detaļa saražo apmēram 0,5V, tātad, lai iegūtu vismaz 5V, būs nepieciešami 10-12 elementi.

Pēc tam tie ir jāpielodē virknē viens ar otru. Ja tiek izmantots lukturīša panelis, pat standarta 70*70 cm var dot no 2,5 līdz 4,5V, tāpēc labāk pārbaudīt ar voltmetru.

Noslēdzošais posms – ievietot pašdarināto uzlādi jebkurā piemērotā karkasā (derēs pat konfekšu bundža) un aprīkot ar USB savienotāju. Pēc tam pie savienotāja jāpielodē bloķējošā diode, kā arī vadi no saules paneļa uz pārveidotāju un turētāju saskaņā ar zemāk redzamo shēmu.

Šotkija diode ir nepieciešama, lai, ieslēdzot ierīci, akumulatori neizlādētos caur saules bateriju. To var iegādāties, tāpat kā citas sastāvdaļas, radio tirgos vai internetā.

Atliek pārbaudīt ierīces darbību saulē ar jebkuru izlādētu ierīci. Ja viss ir kārtībā, var izmantot atbilstošus adapterus un uzlādēt dažādas ierīces.

Foto instrukcija pašdarinātājiem

Salikt kompaktu uzlādes ierīci ar USB portu telefona barošanai var viegli ar savām rokām. Visas sastāvdaļas ir brīvi pieejamas pārdošanā, ārkārtas gadījumā tās var izrakstīt. Pašdarinājums izmaksās desmitiem reižu lētāk nekā rūpnīcā ražots produkts, īpaši, ja tas ir plaši reklamēts.

Iegādājoties komponentus ierīces salikšanai, jāņem vērā, ka saules baterija jāpērk ar spriegumu 5 V vai vairāk. Par akumulatora spriegumu mēs jau runājām – tas ir 3,7 V. Tomēr mēs nepieminējām svarīgu niansi – akumulatora marķējumā vai tehniskajā dokumentācijā jābūt norādītam “PCB protection”. Tas nozīmē, ka tas ir aizsargāts pret dziļu izlādi un pārlādēšanu.

Vēl būs nepieciešami divi 2,5 mm savienotāji: viens ar fiksatoru panelim, otrs ar vadu. Tāpat būs nepieciešama paaugstinoša shēma USB, lai nodrošinātu līdzstrāvas padevi.

Vai esat sagādājuši visu nepieciešamo? Sāksim montāžu!

Turklāt jāpielodē diode. Tā no vienas puses savienojas ar vadu no akumulatora, no otras puses – ar savienotāja vidējo kājiņu. Lodējuma savienojumus vēlams veikt pēc iespējas tuvāk diodei, visi mezgli jāaizsargā ar termosarukuma caurulēm vai vismaz ar līmes pilieniem.

Ar saules bateriju izvēles noteikumiem privātmājas vai vasarnīcas iekārtošanai iepazīstinās nākamais raksts, kas veltīts šim interesantajam jautājumam.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Lai iegūtu vizuālu priekšstatu par saules lādētājiem un to darbības principiem, piedāvājam noskatīties mūsu video materiālu izlasi:

Praktiski padomi un ieteikumi, kā izvēlēties lādētāju dažādām ierīcēm. Ieskatīties iekšā un izpētīt monobloka shēmu var kopā ar šī video autora:

Kā pašrocīgi samontēt no saules stariem darbojošos lādētāju:

Paldies tehnikas progresam un izgudrotāju gaišajām galvām, kas padarīja saules enerģiju pieejamu ikdienas lietotājiem. Pateicoties šādiem lādētājiem, jums nav jāuztraucas, ka atpūtas laikā svarīgā brīdī paliksit bez savienojuma ar civilizāciju.

Ja ar ierīces izvēli radušās grūtības, vienmēr varat vērsties pēc konsultācijas pie profesionāļiem, kas saprotas elektrikā.

Pastāstiet, kā izmantojāt saules lādētāju pārgājienos, piknikā vai ceļā. Lūdzu, rakstiet komentārus zemāk esošajā blokā. Uzdodiet jautājumus, dalieties iespaidos un noderīgā informācijā par tēmu, publicējiet fotogrāfijas.