Caricabatterie solare: dispositivo e principio di funzionamento della ricarica solare

Sempre più intenditori di attività ricreative attive preferiscono trascorrere le vacanze e i fine settimana più vicini alla natura incontaminata.Ma è difficile per una persona moderna rifiutare i benefici della civiltà: chi di noi non porta con sé un telefono cellulare, un laptop o una macchina fotografica in viaggio?

Ma se nel bagaglio hai un caricabatterie ad energia solare, il problema di alimentare i tuoi dispositivi sarà risolto. Non resta che capire come scegliere il dispositivo giusto. L'articolo che presentiamo fornirà un'assistenza efficace nel chiarire tutte le questioni.

Cos'è la ricarica solare?

Questi caricabatterie sono in grado di convertire l'energia solare in corrente elettrica continua. Possono funzionare con vari modelli di navigatori, lettori, laptop, telefoni, fotocamere e altri dispositivi portatili.

Ma il tempo di ricarica dipende direttamente dalla potenza del dispositivo stesso e dal tipo di dispositivo scarico, quindi, per scegliere un dispositivo veramente pratico e universale, vale la pena comprenderne le caratteristiche.

Caratteristiche di progettazione del dispositivo

Il dispositivo stesso è costituito da un pannello cristallino, un regolatore del livello di carica/scarica e un convertitore di energia solare-elettrica.

Alcuni modelli sono inoltre dotati di una batteria tampone composta da più celle al litio, che permette al dispositivo non solo di convertire, ma anche di accumulare energia in modo da rilasciare una carica anche al buio.

Solo un paio di anni fa i caricabatterie solari erano dispositivi piuttosto costosi, ma oggi sono un prodotto di massa dal prezzo accessibile

Vantaggi dei caricabatterie solari:

• Universale: adattato a vari dispositivi (sulla custodia sono forniti connettori USB e la maggior parte dei modelli è inoltre dotata di adattatori speciali per vari tipi di apparecchiature elettriche).
• Occupa poco spazio nel bagaglio da viaggio.
• Esiste un'ampia scelta di forme, colori, dimensioni e potenze per soddisfare le diverse esigenze e gusti estetici.

Ebbene, lo svantaggio più significativo di tutti i caricabatterie solari è il lungo tempo impiegato per accumulare “energia”.Inoltre, dovrebbe essere chiaro che se quasi tutti i modelli sono in grado di gestire l'alimentazione di un telefono cellulare o di una fotocamera, un "assorbitore" di energia attivo come un laptop richiederà già una potenza impressionante da una batteria solare e da una batteria capacitiva.

Come funziona il dispositivo

I caricabatterie portatili ad energia solare sono sistemi autonomi in grado di elaborare l'energia sia dai raggi che dalla rete elettrica, dalle lampade fluorescenti o da un computer. Inoltre, molti modelli non hanno bisogno del sole intenso: accumulano carica anche nelle giornate nuvolose, anche se l'efficienza, ovviamente, diminuisce (dal 20 al 70%).

Se acquisti un dispositivo con la possibilità di collegarlo a una presa elettrica, puoi risparmiare notevolmente tempo sull'accumulo di carica in caso di tempo nuvoloso

Il dispositivo funziona in questo modo: i cristalli sul pannello assorbono l'energia solare, il convertitore la “trasforma” in corrente elettrica, che viene fornita alla fonte di alimentazione. Quando un telefono cellulare o un altro dispositivo viene collegato a questa fonte tramite un cavo, l'energia accumulata confluisce gradualmente nel dispositivo scarico.

Tipi di caricabatterie solari

Per quanto riguarda l'aspetto, i produttori hanno già provato non solo a diversificare la combinazione di colori e la forma dei dispositivi, ma anche a rendere il dispositivo il più comodo possibile per l'uso in varie situazioni. Diamo un'occhiata alle opzioni più popolari.

Monoblocco – un dispositivo compatto costituito da un pannello e un'unità racchiusi in una solida custodia di metallo o plastica. Un dispositivo del genere “salverà” un telefono scarico sulla spiaggia o durante un picnic e non occuperà molto spazio in una borsa normale.

I monoblocchi sono convenienti per la vita di tutti i giorni: non occupano molto spazio e possono essere caricati non solo dal sole, ma anche mentre si lavora su un laptop o un computer

Pannello flessibile – un pannello sottile pieghevole o apribile con fotocellule. Occupa poco spazio nel bagaglio e pesa molto meno del suo concorrente solido e chiuso. Ma, nonostante la discreta area di “copertura”, piastre flessibili accumulano la carica solare quasi due volte più lentamente dei monoblocchi.

Inoltre, la maggior parte dei pannelli funziona solo con la luce solare diretta, senza immagazzinare energia per un uso futuro: non hanno una batteria integrata. Tuttavia è sempre possibile integrare la ricarica con un dispositivo di memorizzazione esterno della potenza richiesta.

Quindi i pannelli flessibili sono una buona opzione per risolvere il problema della ricarica dei dispositivi a bassa potenza durante una vacanza "stazionaria" - in campagna, pescando, con una tenda. Ma per un’escursione è meglio considerare un’altra opzione.

Durante la guida, il pannello flessibile può essere piegato in modo compatto e posizionato nel bagagliaio o fissato al tetto dell'auto, mentre a riposo può essere semplicemente steso al sole.

Ricarica integrata – il dispositivo è composto da pannelli solari, che sono attaccati all'esterno di borse o zaini da viaggio. Consentono di ricaricare i dispositivi durante il viaggio o di immagazzinare la carica nella batteria integrata.

Questo accessorio può essere utilizzato anche per lo scopo previsto: trasportare oggetti o dispositivi elettronici, il che è molto comodo per chi ama fare escursioni o lavorare all'aria aperta.

Anche se gli “zaini energetici” sembrano attraenti ed eleganti, puoi attaccare temporaneamente qualsiasi altro tipo di caricabatterie alla tua borsa con la stessa facilità (molti modelli sono anche dotati di moschettoni speciali) e non preoccuparti della sicurezza del dispositivo durante la pioggia o la pulizia

Letti pieghevoli – possono trattarsi di più pannelli flessibili, piegati in modo compatto in una “pila”, o di una variazione di due monoblocchi racchiusi in una custodia rigida a forma di libro a caduta.

L'obiettivo principale di tale dispositivo è ridurre al minimo la "cattura" dello spazio utilizzabile nel volume del bagaglio e aumentare l'efficienza grazie a un numero maggiore di fotocellule. Un bel vantaggio è che la maggior parte dei modelli è dotata di supporti per lo zaino o il finestrino dell'auto.

La dimensione del clamshell può essere scelta in base alle proprie esigenze: per caricare un cellulare è sufficiente un dispositivo delle dimensioni del telefono stesso, ma per laptop e tablet il pannello, anche piegato, non sarà più piccolo di un A5 foglio

Ma indipendentemente dal design, tutti i caricabatterie solari funzionano secondo lo stesso principio, quindi diamo un'occhiata a importanti sfumature tecniche che ti aiuteranno quando acquisti un dispositivo.

Come scegliere l'opzione giusta?

Innanzitutto, dovresti decidere il numero e il tipo di dispositivi che intendi caricare utilizzando la ricarica solare. La potenza del dispositivo e il tipo di porta di uscita dipendono da questi parametri.

Se il dispositivo dispone di più porte USB, è possibile collegare e caricare contemporaneamente diversi dispositivi, l'importante è che la carica della batteria lo consenta

Le caratteristiche dei vari dispositivi possono essere chiarite guardando le loro istruzioni per l'uso, e in alcuni dispositivi la tensione operativa è indicata anche sul caricabatterie incluso nel kit, quindi non sarà difficile navigare. Come ultima risorsa, puoi sempre acquistare l'adattatore necessario.

Parametri di base e belle aggiunte

Le caratteristiche della corrente di carica determinano il tempo impiegato dal dispositivo per ricaricare diversi dispositivi. Questo indicatore è misurato in ampere ed è indicato sulle porte del dispositivo.

Valori:

• 1 ampere – destinato a telefoni cellulari, sigarette elettroniche, orologi, lettori.
• 2 A – adatto per tablet, smartphone, fotocamere digitali e videocamere.
• 2,5-3 ampere – è in grado di caricare netbook e laptop.

È anche importante conoscere la tensione di uscita, poiché i dispositivi caricati possono superare la potenza della ricarica solare. Quindi, per la maggior parte dei telefoni e dei tablet semplici avrai bisogno di un'uscita di 5 volt, per fotocamere digitali e gadget di gioco - 9, e per laptop e frigoriferi per auto - 12-24.

Tuttavia, la caratteristica principale del caricabatterie è la potenza del pannello solare. Il tempo di ricarica della batteria dipende direttamente da questo indicatore. E qui tutto dipende dalle caratteristiche dei pannelli di raccolta della luce.

Ad esempio, gli elementi con una potenza di 5 W (opzione budget standard) avranno una corrente di 900 mA ora e 10 W avranno una corrente di 1500 mA. Cioè, per caricare un telefono da un caricabatterie solare da 5 W, ci vorranno 2-3 ore, ma un pannello da 10 W lo farà in un'ora e mezza.

Per i dispositivi potenti come tablet da gioco e laptop, è meglio acquistare modelli pieghevoli con più pannelli che generano rapidamente una carica

Inoltre, i dispositivi con pannelli la cui potenza non supera i 2 W vengono utilizzati solo per accumulare la carica della batteria integrata. E per caricare direttamente i dispositivi dalla luce solare, sono necessari pannelli con una potenza di 3 W o più.

Altri parametri importanti:

1. Disponibilità della batteria – se il dispositivo non dispone di dispositivo di memorizzazione, può funzionare solo in luogo illuminato. I dispositivi dotati di batterie possono fornire la carica in qualsiasi momento della giornata e possono anche essere caricati da altre fonti: una porta USB del laptop o una presa collegata a 220 V.
2. Tipologia di fotocellule – si ritiene che i singoli cristalli assorbano la luce solare in modo più efficace (la loro efficienza è del 13-18%). Per i policristalli questa cifra è inferiore: circa il 10-12%. Puoi distinguerli anche ad occhio nudo: i pannelli policristallini hanno una tinta blu scuro, mentre i loro concorrenti sono neri.
3. Interfaccia – I caricabatterie solari universali sono dotati di USB informativa, dove è possibile selezionare l'opzione desiderata a seconda del tipo di dispositivo scarico. Alcuni dispositivi sono inoltre dotati di un indicatore dell'intensità della luce solare, che aiuterà a determinare la posizione ottimale per una ricarica rapida.
4. Protezione – a priori, tutti i dispositivi hanno un sistema di sicurezza che ne consente l’utilizzo all’aperto. Ma per gli amanti delle avventure estreme, vale la pena cercare un dispositivo con protezione potenziata da pioggia, polvere, sporco, urti e altri eventi di forza maggiore.

Ulteriori caratteristiche sono spesso rappresentate dalla funzione "lanterna" o "lampada". Ciò può essere rilevante non solo per gli amanti delle attività ricreative all'aria aperta, ma anche per gli automobilisti: quando si cambia un pneumatico o si effettuano riparazioni sulla strada di notte, una luce intensa diventerà un assistente indispensabile.

Tra gli altri bonus, i produttori possono offrire un hub USB o un punto Wi-Fi. Ma, ovviamente, eventuali aggiunte aumentano notevolmente il costo finale del prodotto. Sta a te decidere se siano davvero necessari.

I nostri modelli leader in termini di intensità di acquisto sono:

Raccomandazioni generali per l'utilizzo del caricabatterie

I dispositivi con batteria integrata devono essere completamente caricati prima del primo utilizzo, non al sole, ma tramite la rete elettrica. Quindi collega qualsiasi dispositivo al caricabatterie in modo che riceva energia e scarichi l'unità.

Successivamente il pannello può essere esposto ai raggi e compensare la carica persa. Per i modelli che funzionano direttamente dal sole, questa regola non funziona: possono essere immediatamente installati in aree illuminate e collegati ai dispositivi.

La maggior parte dei caricabatterie solari sono progettati per funzionare a temperature comprese tra – 20 e + 45 gradi, ma esistono anche modelli speciali che funzionano in climi estremi, solo che sono realizzati su ordinazione

Per massimizzare l'efficienza della ricarica solare, si consiglia quanto segue:

1. Posizionare l'apparecchio in modo che i raggi cadano sul pannello ad angolo retto. Anche se il sole non è allo zenit, potete dare al caricabatterie la posizione corretta sollevandolo con un angolo di 40 gradi con l'aiuto di un qualche tipo di supporto. In questo modo puoi accumulare il 20-30% di carica in più rispetto a quando posizioni il pannello orizzontalmente in un luogo illuminato.
2. Utilizza il dispositivo insieme a un dispositivo di archiviazione, non solo nelle aree di sosta, ma anche durante i viaggi in auto o durante un'escursione.Un tale tandem sarà in grado di raccogliere energia per 2-3 ricariche telefoniche anche con tempo nuvoloso senza luce solare diretta.
3. Tieni presente che nella maggior parte dei dispositivi pieghevoli i pannelli sono collegati in serie, quindi è importante che tutti gli elementi siano illuminati in modo uniforme. Ad esempio, anche se l'ombra copre solo la metà del primo dei quattro pannelli, la carica della batteria si ridurrà della metà.
4. Affinché le batterie ad alta capacità raggiungano i parametri indicati, si consiglia di "overclockarle" - scaricarle completamente, quindi caricarle al 100%. E così 3-4 volte.
5. Durante una lunga interruzione del funzionamento (un mese o più), conservare il caricabatterie a temperatura ambiente. Se si tratta di un dispositivo con batteria integrata, è necessario prima caricarlo al 50-70%.

E l'ultimo consiglio: anche se la ricarica è peggiorata o si è completamente rotta, non smontarla da soli per non danneggiare gli elementi del sistema e la custodia stessa. Un dispositivo smontato invalida automaticamente la garanzia, quindi è meglio rivolgersi ad un centro assistenza o fornitore autorizzato.

Come realizzare un caricabatterie con le tue mani?

Sebbene i caricabatterie moderni abbiano cessato di essere dispositivi premium e siano abbastanza convenienti per il consumatore medio, se vuoi risparmiare, c'è sempre l'opportunità di realizzare da solo un dispositivo del genere.

Un esempio di dispositivo fatto in casa in una custodia rigida realizzata con una lattina di metallo, dotata di un connettore USB e di un convertitore di energia per caricare dispositivi a bassa potenza

 Per realizzare un semplice caricabatterie solare è necessario acquistare diversi elementi base:

• pannello poli o monocristallino;
• portabatterie;
• Diodo di blocco Schottky;
• presa del connettore;
• regolatore di carica (tuttavia, se la carica produce 0,5-5 V, è possibile utilizzare un convertitore boost da 5 V più economico invece del controller).

Per quanto riguarda il pannello stesso, qui è necessario effettuare un piccolo calcolo del numero di elementi, in base alla potenza del dispositivo che si intende caricare.

Ad esempio, se la corrente di carica della batteria è circa il 10% della sua capacità, la ricarica a 20.000 mA richiederà una corrente di 2 A e per alimentare il dispositivo saranno necessarie circa 14 ore. Se raddoppi la corrente a 4 A, il tempo di ricarica sarà ridotto a 7 ore.

La sostituzione del controller con un convertitore ti consentirà di assemblare un caricabatterie anche utilizzando una batteria a basso consumo da una lampada solare da prato: otterrai comunque l'uscita 5 V richiesta (anche se ci vorrà molto tempo per caricare)

A seconda dei parametri attuali per la ricarica futura (2 o 4 A), vengono selezionati anche gli elementi cristallini. Di solito, 1 parte produce circa 0,5 V, ovvero per ottenere almeno 5 V saranno necessari 10-12 elementi.

Quindi devono essere saldati insieme in serie. Se utilizzi un pannello per torcia, anche uno standard da 70*70 cm può emettere da 2,5 a 4,5 V, quindi è meglio controllare con un voltmetro.

La fase finale consiste nel racchiudere il caricabatterie fatto in casa in una cornice adatta (andrà bene anche un barattolo di caramelle) e dotarlo di un connettore USB. Quindi è necessario saldare un diodo di blocco al connettore, nonché i cavi dal pannello solare al convertitore e al supporto secondo lo schema seguente.

È necessario un diodo Schottky affinché quando il dispositivo è acceso le batterie non si scarichino attraverso il pannello solare. Puoi acquistarlo, come altri componenti, sui mercati radiofonici o su Internet

Non resta che verificare il funzionamento dell'apparecchio al sole con l'eventuale apparecchio scarico.Se tutto è in ordine, puoi utilizzare gli adattatori appropriati e caricare vari dispositivi.

Istruzioni fotografiche per fai da te

Puoi facilmente assemblare un caricabatterie compatto con una porta USB per alimentare il tuo telefono con le tue mani. Tutti i componenti sono disponibili per la vendita gratuita; in casi estremi possono essere ordinati. Un prodotto fatto in casa costerà decine di volte meno di un prodotto fabbricato in fabbrica, soprattutto se ampiamente pubblicizzato.

Quando si acquistano componenti per l'assemblaggio del dispositivo, è necessario tenere conto del fatto che la batteria solare deve essere acquistata con una tensione pari o superiore a 5 V. Abbiamo già parlato della tensione della batteria, è 3,7 V. Tuttavia, non abbiamo menzionato una sottigliezza importante: nell'etichettatura della batteria o nei documenti tecnici dovrebbe essere indicata la "protezione PCB". Ciò significa che è protetto da scarica profonda e sovraccarico.

Avrai bisogno anche di due connettori da 2,5 mm: uno con un fermo sul pannello, il secondo con un filo. Avrai anche bisogno di un circuito boost USB per fornire corrente CC.

Hai fatto scorta di tutto ciò di cui hai bisogno? Iniziamo ad assemblare:

Inoltre, è necessario saldare il diodo. È collegato da un lato tramite un filo alla batteria, dall'altro al pin centrale del connettore. È consigliabile effettuare i collegamenti saldati il ​​più vicino possibile al diodo; tutti i nodi devono essere protetti con guaina termoretraibile o almeno gocce di colla.

Ti familiarizzerà con le regole per la selezione dei pannelli solari per arredare una casa o un cottage privato. prossimo articolodedicato a questo interessante argomento.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Per avere un'idea visiva dei caricabatterie solari e dei principi del loro funzionamento, ti suggeriamo di guardare la nostra selezione di video:

Consigli pratici e suggerimenti su come scegliere un caricabatterie per i vari dispositivi. Puoi guardare dentro e studiare il diagramma della barretta di cioccolato insieme all'autore di questo video:

Come assemblare un caricabatterie alimentato dai raggi solari con le tue mani:

Grazie al progresso tecnologico e alle menti brillanti degli inventori che hanno reso l'energia solare accessibile agli utenti comuni. Grazie a tali caricabatterie, non devi preoccuparti di rimanere senza comunicazione con la civiltà al momento giusto durante le vacanze.

Bene, se hai difficoltà nella scelta di un dispositivo, puoi sempre chiedere consiglio a professionisti esperti in ingegneria elettrica.

Raccontaci come hai utilizzato la ricarica solare in campeggio, durante un picnic o in viaggio. Si prega di scrivere commenti nel blocco sottostante. Fai domande, condividi le tue impressioni e informazioni utili sull'argomento, pubblica fotografie.