Продолжение описания комплектов мобильных зарядок для различных устройств. Нынче опишем набор по кличке "Дубовый", т.е. простой и "неубиваемый".
Поделиться этой страницей в:
Продолжение. Начало в Части и .
Сегодня рассмотрим набор, который можно назвать "Дубовый". Это будет один из самых простых, но в тоже время, один из самых надёжных вариантов мобильного электропитания.
Базовый состав набора очень прост: - на 12В, любая - 8 Вт, 11 Вт или 15 Вт и - на 12В. Обычно 4.5Ач, 7Ач или 9Ач.
Основные достоинства такого набора:
1. Простота - кроме солнечной батареи и аккумулятора больше ничего нет, в случае необходимости, починить такой комплект, скрутив пару проводов, может даже человек далекий от электроники,
2. Надёжность - т.к. всего два элемента, то и ломаться практически нечему,
3. Второй показатель надёжности - это возможность замены вышедших из строя элементов, т.е. в случае проблем с аккумулятором, в качестве запасного можно использовать любой 12В аккумулятор от мотоцикла, автомобиля и т.п..
4. Высокая эффективность использования энергии, связана с двумя факторами: отсутствие потерь на преобразования в электронике при зарядке аккумулятора и то, что аккумулятор и солнечная батарея согласованы по напряжениям друг с другом, т.е. зарядное напряжение аккумулятора примерно равно напряжению максимальной мощности солнечной батареи, т.е. мы автоматически снимаем с батареи максимум, что она может дать при данном освещении,
5. Этот набор является наиболее стойким к морозу, т.к. может заряжаться при отрицательных температурах до -10…-20гр.С. а отдавать ток и при более низких.
6. При этом, использование свинцового аккумулятора оказывается самым дешёвым вариантом накопления энергии.
Главный недостаток "дубового" набора - это, конечно же, вес. Поэтому он подходит, в основном, для туристов-водников и других, кто не тащит весь груз на себе.
Хотя, если посчитать, прибавка в весе, может быть и не такой уж значительной. Например, комплект из солнечной батареи 15Вт (0.9кг) и накопителя на литиевых аккумуляторах ёмкостью около 100 Втч (ок.1кг) весит около 1.9кг, а комплект со свинцом такой же ёмкости 9Ач*12В=108 Втч будет весить 0.9кг+2.7кг=3.6кг. Т.е. на 1.7кг больше (4 банки сгущенки ;-).
Дополнительные устройства, которые расширяют возможности данного набора, рассмотрим ниже.
Как обычно, вначале краткие характеристики элементов.
1. Солнечные батареи.
Рис.1. Солнечные батареи 8Вт, 11Вт и 15Вт.
Характеристики приведу в одном списке, т.к. эти три батареи различаются только количеством секций, которые добавляют батарее размеров, веса и выходного тока.
- Выходная мощность реальная 7.8Вт, 11.7Вт, 15.6Вт, - Выходное напряжение - 12 В(рабочее), 16.5В(без нагрузки), - Выходной ток - 0.66А, 1А, 1.3А(рабочий), - Габариты сложенной - 21х35х0.8(1.5; 2)см, раскрытой 42(63; 85)х35см - Вес около 460г, 600г, 920г. - Цена на март 2010г - 5500р, 7700р, 9700р.
Особенности батарей были приведены в обзора, т.е. - гибкие, прочные, герметичны, не выгорают,
Электрические характеристики фотоэлементов также были подробно описаны .
2. Герметичные свинцовые аккумуляторы ёмкостью 4.5Ач, 7Ач и 9Ач.
Рис. 2. Герметичные свинцовые аккумуляторы. (7Ач и 9Ач имеют одинаковые размеры, поэтому показан только один из них.)
Характеристики:
- напряжение разряда 12В, - напряжение разряда и максимального заряда 10В и 13.6В, соответственно, - ёмкость 4.5Ач, 7Ач, 9Ач, - Размеры аккумулятора 4.5Ач - 102х90х70 мм - Размеры аккумулятора 7Ач и 9Ач - 151х94х65 мм - Вес аккумуляторов 4.5Ач/7Ач/9Ач (около 1.5 кг/2.2 кг/ 2.7 кг.) - цена на март 2010г - 500/800/1000р с комплектом проводов, - (дополнительно аккумулятор может быть упакован в сумку).
Обычно батарею меньшей мощности комплектуют аккумулятором меньшей ёмкости, но жёсткой зависимости нет - ориентироваться тут проще на здравый смысл. Зачем, например, солнечной батарее аккумулятор на 9Ач, если она его будет заряжать три дня? А батарея на 15Вт аккумулятор на 4.5Ач зарядит за 3 часа и заставит его "выкипать", если вовремя не отключить, значит потребует чаще проверять напряжение на нём, что неудобно.
Для солнечной батареи 8Вт предпочтительней аккумуляторы на 4.5Ач, для батарей 11Вт и 15Вт - 7Ач и 9Ач.
Солнечная батарея подключается к аккумулятору напрямую (плюс к плюсу, минус к минусу), обратный диод в батарею уже впаян, поэтому даже если солнце сядет или уйдёт за тучу, аккумулятор разряжаться не будет.
Никаких контроллеров заряда и другой электроники также не требуется. Дело в том, что напряжение на полностью заряженном аккумуляторе, составляет около 13.5…13.8В, это напряжение уже находится за точкой максимальной мощности солнечной батареи SanCharger'а, поэтому зарядный ток при таком напряжении резко снижается относительно максимального, и аккумуляторы практически находятся в безопасности - не взорвутся и не "выкипят".
Да, если продолжать заряжать полный аккумулятор, подключенный к солнечной батарее, то он будет потихоньку "выкипать", но поскольку ток заряда небольшой, то и "выкипание" незначительно, тем более, что в современных аккумуляторах степень рекомбинации газов доходит до 95%, т.е. почти вся разложившаяся вода возвращается обратно в электролит.
Понятно, что чем больше будет ёмкость аккумулятора относительно мощности батареи, тем безопаснее будет зарядка и тем слабее будет "кипение".
Кстати, как ни странно, именно "кипение" является одним из наиболее надёжных критериев зарядки свинцового аккумулятора. Поскольку напряжение зарядки зависит от температуры и тока зарядки, то точно определить его сложно. "Кипение" же, вернее, разложение воды на водород и кислород под действием зарядного тока, начинается лишь тогда, когда аккумулятор полностью зарядился. При этом, если приложить ухо к аккумулятору, то можно услышать шум, похожий на шуршание воды в закипающем чайнике.
Работа.
Также, как и в предыдущем комплекте, солнечная батарея и аккумулятор должны как можно больше времени "проводить вместе". Т.е. солнечная батарея должна постоянно заряжать и заряжать аккумулятор.
Ток зарядки при этом не важен - сколько даст солнечная батарея, то и сгодится. Зарядку можно прерывать и продолжать в любой момент. Аккумулятору от этого хуже не будет. Скорее, даже пойдет на пользу, т.к. получится более растянутый во времени щадящий режим зарядки.
Поскольку ёмкость аккумулятора достаточно велика, то и время для его зарядки нужно большое. Например, в средней полосе, чтобы полностью зарядить аккумулятор 7Ач батарее 11Вт потребуется больше 10 часов, даже на ярком солнце. Именно поэтому и рекомендуется, чтобы солнечная батарея работала как можно большее время - энергии всегда не хватает.
Рис.3. Комплект: солнечная батарея 11Вт и аккумулятор в сумке.
Для подключения нагрузки служит стандартный разъём прикуривателя (мама), к которому подключаются любые устройства, способные работать от автомобильного прикуривателя.
Для удобства работы обычно вместо одиночного разъёма прикуривателя ставится ставится тройник-разветвитель, чтобы можно было подключить несколько нагрузок одновременно.
Провода, которыми соединяются аккумулятор и солнечная батарея, естественно, идут в комплекте. Также, с помощью прилагаемого комплекта проводов, возможно зарядить аккумулятор и от автомобиля, при этом, встроенный в провод диод не позволит разряжаться нашему аккумулятору в автомобильный, если тот имеет меньшее напряжении, а впаянный резистор ограничит зарядный ток до безопасного.
Во избежание глубокого разряда аккумулятора рекомендуется также иметь небольшой дешевый мультиметр, которым можно измерить напряжение на клеммах аккумулятора, чтобы оно при разряде не опускалось ниже, приблизительно, 10В, а при полном заряде - выше 14В (под зарядным током).
Аккумулятор, провода, тройник и тестер удобно хранить в сумке-чехле, которая приведена на фото ниже.
Рис.4. Комплект из аккумулятора, тройника, мультиметра в сумке и без.
Какие устройства можно заряжать и как.
Аккумулятор является очень мощным источником тока, поэтому от него, через различные преобразователи и адаптеры можно питать любую мобильную электронику до ноутбуков и телевизоров включительно, т.е. всё, что может питаться от автоприкуривателя.
Пальчики АА, ААА, проще всего заряжать через зарядники, способные питаться от 12В. В настоящее время их выпускается достаточное количество различными фирмами и они легко могут быть куплены в магазинах.
Сотовые телефоны, КПК, навигаторы, плееры и т.п. питаются от своих адаптеров в прикуриватель.
Также, можно использовать и универсальные зарядные устройства для различных типов аккумуляторов, например, уже упоминавшийся в предыдущей части, Ansmann Vario. Он позволит зарядить те аккумуляторы, на которые не удалось найти зарядник.
Отдельного упоминания заслуживает зарядка ноутбука. Дело в том, что комплект из солнечной батареи 15Вт (11Вт), 12В герметичного аккумулятора и автоадаптера для ноутбуков, является наиболее дешёвым стандартным набором для этих целей. А благодаря минимуму электроники, он получается простым и надёжным.
Рис.5. Набор для зарядки ноутбуков.
Ещё одним преимуществом использования свинцового 12В аккумулятора, является возможность получить напряжение 220В с помощью маломощного преобразователя. Никакой другой распространённый накопитель не выдаёт достаточную мощность для работы преобразователя 12В - 220В.
Рис.6. Преобразователь 12В - 220В работающий от свинцового аккумулятора.
Замечу, что использование преобразователя на 220В - это крайне неэкономичный способ использования энергии солнечной батареи, поскольку при повышении от 12В до 220В будут потери, а потом при понижении с 220В до нужного потребителю, например, 5В, снова потери - в результате, половина мощности будет просто рассеяна в виде тепла. Но, если нет возможности зарядиться другим способом, то приемлем и такой вариант.
Вариантом замены тяжелого буфера на свинцовом аккумуляторе может служить набор пальчиковых Ni-Cd/Ni-Mh аккумуляторов - 10 штук последовательно соединённых пальчиков будут эквивалентны по напряжению одному свинцовому 12В аккумулятору.
Это вполне рабочий вариант буфера, особенно для тех, кому важен вес. Но при его использовании нужно учитывать несколько особенностей.
1. Ток, отдаваемый буфером на пальчиках будет небольшим, обычно не более 1.5…2А. Поэтому питать мощные нагрузки типа автоадаптера для ноутбуков или преобразователя 12В - 220В от него нельзя. Но для "мелких" адаптеров он подходит замечательно.
2. Необходимо, чтобы все аккумуляторы, входящие в буфер были одинаковой ёмкости и степени зарядки. Иначе, при разряде, часть аккумуляторов, с пониженной ёмкостью может быть просто испорчена. Отсюда вытекает требование периодической проверки напряжения на каждом из десяти аккумуляторов.
3. При наборе аккумуляторов в буфер, нет смысла гнаться за максимальной ёмкостью входящих аккумуляторов, т.к. такие аккумуляторы обычно нестабильны и очень быстро возникает разбалансировка аккумуляторов в такой батарее. Полагаю, оптимально использование ёмкостей от 1800 до 2400 мАч.
4. Буфер на Ni-Mh пальчиках, в отличие от свинцового, будет плохо работать на морозе. Желательно использовать его при положительных температурах. На холоде можно использовать Ni-Cd аккумуляторы, но в этом случае почти вдвое увеличивается вес батареи и ... может быть не стоит использовать ядовитые аккумуляторы без особой необходимости?
Эта часть статьи получилась не слишком длинной, поскольку не хочется повторяться и приводить все способы зарядки устройств, приведённые в предыдущих частях. Всё, что было описано там, будет работать и здесь. Единственное, что стоит учитывать, это то, что ток, отдаваемый 12В аккумулятором, может быть очень!!! большим и подключать непосредственно к нему другие аккумуляторы для зарядки нельзя, могут просто взорваться - нужно использовать какой-нибудь ограничитель тока (резистор, лампочку накаливания), либо штатный зарядник, работающий от прикуривателя. К солнечной батарее можно подключать всё точно так же, как и описано в части 2.
Выводы.
- Гибкие солнечные батареи от SunCharger'а с выходным напряжением 12В (8Вт, 11Вт и 15Вт) хорошо согласованы по параметрам с 12В свинцовыми герметичными аккумуляторами. В аккумулятор поступает практически максимальная мощность от солнечной батареи без использования дополнительной электроники и потерь. Поэтому их совместная работа даёт весьма неплохой комплект, даже по сравнению с "продвинутыми" накопителями на литиевых аккумуляторах.
- По температурным свойствам свинцовый аккумулятор превосходит другие распространённые типы - LiIon, LiPol, NiMh, пожалуй, только сборки из NiCd аккумуляторов могут составить ему конкуренцию при работе на морозе. (Да, есть , способные работать и до -30гр.С, но они либо будут страшно дороги, либо недоступны.)
- Мощная солнечная батарея 11Вт или 15Вт обеспечивает группу туристов с достаточно большим количеством оборудования, причём разного. Наличие стандартного разъёма прикуривателя позволяет использовать "магазинные" зарядки, что упрощает проблему поиска подходящего разъема, в том числе, и в будущем.
- Напомню, что хотя сегодня мы и не рассматривали подробно, как заряжать конкретные устройства, но все варианты, рассмотренные в предыдущих двух частях, применимы также и здесь. Т.е. идём по нарастающей, когда каждый последующий вариант, может выполнять работу предыдущего.
- Ну, и не забываем, что в данной части был представлен самый дешевый вариант накопителя на сегодняшний день.
- Главный же его недостаток - вес. Но для многих задач он вполне приемлем.
PS: "Лирическое отступление".
Так получается, что в данном цикле статей рассматриваются в основном гибкие солнечные батареи от компании , электроника с сайта и лишь изредка элементы от других производителей. Кто-то может упрекнуть в рекламе именно этих изделий, поэтому попробую объяснить такой выбор оборудования.
Что касается объективности - согласен, любое мнение, и моё, в том числе, субъективно. Однако, за 5 лет работы в данной области, удалось "подержаться" за разные изделия, и тот набор, что отфильтровался, когда отпали менее подходящие варианты, здесь и описываю. Т.е. из нескольких аналогов был выбран лучший, с ним и работаю. Вариантов, на самом деле, огромное число, но рассмотренные здесь, мне кажутся оптимальными для туриста на сегодняшний день.
Например, солнечные батареи. Сейчас доступны и гибкие, и "жесткие" кристаллические. Жесткие практически сразу отсекаю по причине их хрупкости. Но при желании можно использовать и их, тем более, что они вдвое дешевле, описываемых здесь гибких. Пожалуйста.
Из гибких в России на сегодняшний день наиболее известны батареи от SunCharger'а, затем идут, появившиеся недавно, китайские батареи от , и изредка попадаются плёночные типа PowerFlex и т.п. Последние в России почти не встречаются, тем более, что по всем параметрам, кроме веса, уступают первым двум. Из первых же, в настоящее время я предпочитаю батареи от Санчаржера, т.к. чётко знаю, кто производит фотоэлементы (США), кто ламинирует (Европа), кто паяет и шьет (Россия), что они имеют стабильные характеристики и т.д. Вы можете использовать батареи и от AcmePower, пожалуйста, но для себя я пока вижу больше преимуществ у Санчаржера.
Например, в данной статье мы рассмотрели накопитель на свинцовом аккумуляторе, который напрямую заряжается от солнечной батареи. Так вот, если использовать гибкие батареи от AcmePower равной мощности, то зарядка от них всё равно будет идти на 25…30% медленнее, чем от батарей Санчаржера, а окончание зарядки будет не таким безопасным, т.к. ток после зарядки практически не снижается, что вынуждает нас использовать контроллер заряда. Это вызвано завышенным напряжением у AcmePower и, следовательно, меньшим током. Ну, и много подобных нюансов. Однако, в некоторых случаях, которые мы рассмотрим в следующей части статьи, которая будет посвящена зарядке ноутбуков, использование батарей от Acme окажется предпочтительным для некоторых накопителей.
Примерно такая же картина и с электроникой. Те изделия, что представлены на сайте vampirchik-sun.nm.ru были разработаны "не от хорошей жизни", а потому, что существующие аналоги не устраивали или просто их не было.
Повторюсь, я ориентируюсь на "ходячего" туриста, которому нужна реальная зарядка, а не рекламная. И могу предпочесть даже более примитивный вариант оборудования, но более надёжный, потому что "у чёрта на Куличках" починить навороченный супер-пупер накопитель не получится, а надёжность его на порядки ниже, чем у простого аккумулятора, поэтому связка "солнечная батарея-аккумулятор", описанная в данной части, может быть предпочтительней для сложных условий.
Впрочем, основная цель данных статей, сделать так, чтобы читающий понял, о чём идёт речь и мог сделать свои выводы, что же нужно именно ему, и не попадался на рекламу, обещающую зарядить всё и вся от миниатюрной батарейки. И, конечно же, имею немного "шкурного интереса", а именно, желание чуток сэкономить своё время, чтобы десятки раз не объяснять одни и те же элементарные вещи различным людям. ;-)))
Автор: Носов Николай 27.03.10
Все статьи на сайте разрешены к копированию, но с обязательным указанием ссылки на нас .
На главную
