Описаны критерии выбора типа солнечной батареи для походов. Даны примеры и сравнения разных вариантов комплектов.
Поделиться этой страницей в:
Данная статья будет полезна тем, кто еще выбирает, какого типа солнечную батарею купить, гибкую (аморфный кремний) или жесткую (монокристаллический). В первой части статьи напомню основные плюсы и минусы тех и других. Во второй - попробую развеять пару-тройку мифов о солнечных батареях, которые гуляют по сети с сайта на сайт и часто используются продавцами для аргументации покупки. В третьей - сформулируем критерии выбора и приоритеты для разных путешествий.
Так как мы продаем и те и другие солнечные батареи и являемся официальным представителем производителей как монокристаллических складных батарей ("Солнечная Долина", г. Томск) так и гибких (SunCharger, г. Москва), то примеры, в основном будут приводиться по этой продукции, т.к. она проверена нами "по полной". Поскольку мне, как автору статьи и продавцу, нет смысла предпочитать один тип элементов перед другим, надеюсь, что буду, насколько это возможно, объективен.
Все характеристики батарей, их достоинства и недостатки будем рассматривать исключительно в контексте их применения в туризме. Это важно! Потому как для солнечных батарей, используемых стационарно, т.е. для дачи, для загородного дома - будут другие требования и критерии для выбора.
В этой статье не рассматриваются отдельно поликристаллические солнечные батареи. С точки зрения потребителя, это, фактически, те же монокристаллы. Поэтому здесь просто используем общий термин - кристаллическая как для моно, так и для поликристаллов. (Для тех, кто считает, что различия между этими типами фотоэлементов велики, рекомендую , где приведено подробное сравнение этих солнечных батарей.
Для начала - немного теории.
Кристаллические солнечные батареи.
Рис.1 Монокристаллические модули на стеклотекстолите, и готовая складная солнечная туристическая батарея.
Кристаллические элементы делают следующим образом (очень упрощенно). Сначала выращивают моно или поликристалл кремния в виде цилиндра диаметром сантиметров в десять и более. Потом его пилят, как колбасу на тонкие пластинки, обрабатывают поверхность, наносят электроды.
Далее пластины режут на кусочки нужного размера, спаивают между собой и закрепляют на жесткой подложке, которая может быть либо прозрачной (стекло) и стоять на лицевой стороне, либо это может быть стеклотекстолит, алюминий и т.п. и ставится с задней стороны фотоэлементов. Обратную сторону также герметизируют. В итоге имеем герметичную слойку на жестком основании.
И центре этой слойки находится кристалл фотоэлемента толщиной около 0.25…0.3мм. Он, конечно, хрупкий, но защищен жесткой основой, от которой и зависит живучесть солнечной батареи.
В туристических батареях стекло использую крайне редко, все же, тяжеловато. В большинстве батарей подложкой служит стеклотекстолит толщиной 1.5-2 мм. Чем толще - тем надежнее, но тяжелее.
Достоинства кристаллических солнечных батарей:
" Недорогие.
" КПД фотоэлементов больше, чем у гибких (обычно 15-18%), а значит нужна меньше площадь при одинаковой мощности.
Главный минус монокристаллических батарей:
" Боятся ударов, способных пробить подложку и повредить фотоэлемент.
Вообще говоря, хрупкость эта весьма относительна. Батареи можно спокойно ронять на землю, а в сложенном виде на некоторые модели можно и сверху сесть. Просто не надо их ронять плашмя на острые камни или топтаться по ним, т.к. при этом текстолит 1.5мм обычно пробивается и вместе с ним фотоэлемент.
Во-вторых, более хрупкие они - в разложенном состоянии (спокойная, контролируемая обстановка на бивуаке), а в сложенном, при транспортировке, когда 2-8 пластин лежат пакетом - получается весьма прочный брусок.
Батареи из аморфного кремния производят напылением множества тончайших слоев материала на гибкую основу, обычно стальную ленту-фольгу. Потом её режут на отдельные фотоэлементы, выводят электроды и далее, готовые фотоэлементы спаивают в батарею и ламинируют с двух сторон гибкими пластиковыми пленками. Готовое изделие легко гнется и не боится ударов.
Будьте внимательны, встречаются иногда в продаже батареи из аморфного кремния на жесткой, негнущейся подложке. То еще извращение - собрать все недостатки монокристаллических и аморфных батарей в одно изделие.
Рис.2 Гибкая солнечная батарея из аморфного кремния. Каждая темная полоса - один фотоэлемент.
Достоинства гибких батарей из аморфного кремния:
" Высокая стойкость к ударам и изгибу.
" Повышенная чувствительность в области УФ-спектра. Т.е., например, в горах они порадуют вас "бонусными" дополнительными ваттами.
" Лучше преобразуют рассеянный свет.
Главные недостатки:
" Высокая цена (примерно в два раза выше, чем у монокристаллических).
" Небольшой КПД (5-8%), что ведет к увеличению площади батареи, чтобы снять ту же мощность, что и кристаллическая.
Какие же из вышеперечисленных характеристик важны для носимых (складных, туристических) батарей, а какие - не особо? Чтобы понять это, попробую поспорить с некоторыми "мифами", гуляющими по сети.
1. Очень часто продавцы кристаллических солнечных батарей приводят аргумент, что кристалл круче, потому что у него КПД выше, чем у аморфников. Ну и что, что он выше, это всего лишь влияет на площадь батареи, нужную для того, чтобы получить одинаковую мощность. Вес же, как кристаллов, так и аморфников, в итоге, получается все равно примерно одинаковым. Т.е. КПД нам, вообще говоря, неважен, главное, чтобы батарея умещалась на рюкзаке, байдарке и т.д.
2. Так же часто продавцы аморфных батарей стучат себя пяткой в грудь и утверждают, что аморфники круче кристаллов, потому как лучше работают в сумерках и с рассеянным светом. Фигня полная! Это преувеличение. Да, эти батареи снимают немного больше при снижении освещенности (на десяток процентов). Это тот выигрыш, на который можно рассчитывать, но не более. В реальной эксплуатации эта разница просто неразличима!
Думать, что гибкая батарея, в отличие от жесткой, будет работать в тени или в сумерках - глупость, т.к. выходная мощность любой солнечной батареи, независимо от типа фотоэлементов, пропорциональна освещенности. А в плотной тени или под тучей эта освещенность может упасть в сотни раз, соответственно, во столько же раз снизится выходной ток батареи. И уже неважно, будут ли эти крохи энергии чуть больше или чуть меньше. Собирать их бессмысленно, слишком мало.
А уж если уж продавец обещает работу солнечной батареи от костра или света звезд (сам видел такое, честное слово), то стоит всерьез задуматься об адекватности такого продавца.
3. Еще один миф, гуляющий по сети - быстрое выгорание аморфных батарей и падение их мощности.
Здесь надо понимать следующее - аморфными называют часто любые фотоэлементы, кроме кристаллических. Технологий их изготовления несколько десятков. Среди них есть и такие, которые действительно могут терять в мощности десятки процентов в год, а есть и такие, стойкость которых не хуже кристаллов.
Поэтому в Интернете и слышны вопли тех обманутых покупателей, кто купив дешевую китайскую батарею, обнаружил, что на следующий год она еле дышит. И после этого считает, что все гибкие батареи такие же. Но на самом деле это не так - все зависит от того, по какой технологии изготовлены эти фотоэлементы.
В частности, все гибкие фотоэлементы солнечных батарей SunCharger'а и Smartum, что мы предлагаем, изготовлены по технологии трехслойного кремния. Это достаточно старый техпроцесс, ему уже около 20 лет, но один из лучших, хотя и дорогих.
Так вот, производители таких фотоэлементов дают гарантию на сохранение примерно 80% мощности за 20 лет при стационарной установке такой батареи на крыше, т.е. непрерывной эксплуатации. (У нас в Москве, на "Кванте" такая солнечная батарея их производства за 14 лет на крыше потеряла всего 4% мощности, и это с учетом деградации, помутнения пластика ламинации, микроцарапин от пыли и т.д.)
Для туриста, который использует солнечную батарею в режиме сложил-разложил и дальше полгода лежит на полке, ресурс батареи можно считать вечным. Она быстрее механически сломается в проводах или разъемах.
Поэтому, вывод по "выгоранию" - смотрите, что Вы покупаете. "Невыгорающие" существуют и их много.
Вывод из трех рассмотренных мифов примерно такой - не столь важно по какой технологии сделана ваша солнечная батарея, электрические характеристики на выходе будут похожи. Важнее обращать внимание на её эксплуатационные показатели, важные именно для вас - вес, площадь, неубиваемость, герметичность, качество изготовления, цена, долговечность именно конкретной модели.
Обычно батарею разумно выбирать по следующим критериям:
1. Мощность батареи.
2. Соотношение мощности и веса, или сколько грамм приходится на 1 Ватт паспортной мощности.
3. Рабочее напряжение батареи и возможность подобрать к ней стабилизаторы, накопители (PowerBank'и), и прочий обвес.
4. Цена.
5. Надежность (в основном зависит от производителя, качества пайки, проводов, ламинации и т.д.).
6. Конструктивные особенности. Сюда относим наличие и количество люверсов, какой разъем установлен, как и куда он выведен, есть ли встроенный стабилизатор (актуально для маломощных батарей), качество материалов, толщина текстолитовой подложки, расцветка и прочие технические, эргономические и дизайнерские фишки.
Теперь подробнее.
1. Необходимая мощность солнечной батареи зависит от количества гаджетов в группе и их прожорливости, от ожидаемой погоды и от способа использования солнечной батареи.
Если нужно заряжать только несколько телефонов, и звонков будет мало (а зачем в походе много звонков? Отдыхайте!), то вполне достаточно будет батареи мощностью 6-9ватт, например, или .
Если в группе есть фото-, видеокамера, планшет, то батарею лучше взять помощнее - 10-20 Ватт, и дополнить ее универсальным аккумулятором (PowerBank).
Если требуется запитать ноутбук, то солнечная батарея в 15 ватт - это минимум, и то, при условии, что работать вы планируете не больше 1-2 часов в день. И обязательно - PowerBank, любой, способный выдавать напряжения и мощность, нужные для зарядки ноутбука, например, или другие.
Здесь замечу, что в качестве накопителя может быть использован и обычный 12В аккумулятор совместно с автомобильным адаптером для ноутбуков. Это решение более простое и дешевое, чем PowerBank на LiIon аккумуляторах. Использование же в качестве 12В аккумулятора не свинцового, а собранного на ячейках позволяет даже не увеличить вес, по сравнению с LiIon.
В общем, накопители могут быть разных типов, но это тема отдельной статьи и не одной, а пока, возвращаемся к нашим солнечным батареям.
2. После того, как определились с мощностью батареи, естественно, хотелось бы выбрать модель полегче. Ниже приведены данные по мощности и весу для разных моделей солнечных батарей. Взяты батареи во всем диапазоне мощности - от мелких до самых мощных.
Как видим, соотношение мощности и веса у монокристаллических и аморфных солнечных батарей примерно одинаковое и на выбор батареи оказывает слабое влияние. Кристаллические батареи сделаны из более тяжелых пластин, но, зато их размеры меньше, чем у гибких, вот и выходит, что общий вес получается примерно равным.
3. Рабочее напряжение солнечных батарей для туристов, как правило, лежит в диапазоне 5-24В, при этом используют всего несколько стандартных значений - 5 (6В), 9В (реже), 12В (рабочее 13…17В), 24В рабочих используются только в очень мощных батареях.
Если вам нужно заряжать телефоны/планшеты, а так же, если ваш PowerBank заряжается от USB, то подойдет почти любая солнечная батарея. Есть модели со встроенным стабилизатором, что удобно, например, . Для всех остальных батарей есть понижающие с USB выходом.
Если вам нужно запитать 12 В свинцовый аккумулятор, например, для эхолота, то подойдет любая солнечная батарея с напряжением в точке максимальной мощности больше 15В. Если есть выбор, то лучше взять батарею, у которой сила тока больше, т.к. в реальных условиях солнечная батарея редко выдает свои паспортные значения (погода'с).
Если нужно питать ноутбук, то с вероятностью, эдак, 97% понадобится накопитель, либо в виде законченного PowerBank'а на LiIon/LiPol аккумуляторах, либо 12В аккумулятора плюс автоадаптер для ноутбуков.
Для PowerBank'а обычно нужна солнечная батарея с рабочим напряжением 15-20 В (почти все кристаллические Томские батареи). В этом случае можно либо брать солнечную батарею с рабочим напряжением 15-18 В и подключать её напрямую к накопителю, либо брать батарею на 12В и использовать (но не абы какой, а который может отслеживать напряжение на солнечной батарее, и не перегружать ее, чтобы работать около точки ее максимальной мощности).
4. Цена. В среднем, при равной мощности, стоимость гибких аморфных солнечных батарей будет примерно в два раза дороже монокристаллических.
5. Надежность при грубой эксплуатации. Аморфные гибкие солнечные батареи убить сложно. С монокристаллическими батареями просто надо быть поаккуратнее.
6. Конструктивные особенности. Тут как в песне: "каждый выбирает по себе…"
Вывод.
Так как, на сегодняшний день, на рынке представлено множество моделей, то подобрать нужную по мощности и по рабочему напряжению батарею можно как из монокристаллических, так и из аморфных батарей. Вес, при равной мощности, у них примерно одинаков. Таким образом, выбор сводится к банальному: купить подороже, но более стойкие к ударам, аморфные гибкие батареи или взять более доступные кристаллические, но более бережно их эксплуатировать.
И, наконец, для тех, кто пробежал статью по диагонали - краткие выводы по практическому применению различных солнечных батарей:
1. Для рыбаков и охотников, имеющих базовый лагерь и больше стоящих, чем передвигающихся на большие расстояния, для водных маршрутов, в основном по озерам и рекам до 2-3 категории - лучше не переплачивать и взять кристаллическую солнечную батарею. При аккуратном обращении она будет жить долго.
2. Для горного туризма и альпинизма, сложных пеших походов и вообще, где больше двигаются, чем стоят, а так же в тех случаях, когда от безотказной работы солнечной батареи зависит ваша жизнь и безопасность - лучше выбрать аморфную гибкую батарею, как более надежную. И тут не стоит экономить.
3. Для хождения по соленой воде лучше взять аморфную гибкую батарею, ламинированную целым листом. Так сделаны все батареи SMARTUM и большинство китайских гибких. У них единая герметизация всех фотоэлементов и проводов, но не герметичная выходная коробка, которую легко загерметизировать самостоятельно. Но подробнее об этом - в другой статье.
Успешной эксплуатации!
Носов Александр, интернет-магазин 25 ноября 2014г.
На главную
