Аккумулятор для похода с солнечной батареей

Солнечная батарея для туризма и похода — советы по выбору устройства

Автономная зарядка – больной вопрос для каждого туриста. А в современном мире большого количества электронных устройств, призванных обеспечить удобство и безопасность в походе, без нее и вовсе не обойтись. Приходится носить с собой большое количество всевозможных аккумуляторов и батареек. Альтернативная автономная зарядка обеспечивает питанием мобильные телефоны и другие средства связи. Поэтому солнечная батарея, заряжаемая от солнечной энергии, должна быть у каждого любителя дальних походов или прогулок.

Как работает солнечная батарея

Оптимально разместить солнечную батарею на рюкзаке

Зарядное средство работает не от лучей, а от солнечного света в принципе. Электромагнитное излучение вырабатывается круглый год. Даже в зимнее время года при попадании снега на ее поверхность, она не прекращает преобразовывать солнечную энергию. Дело в том, что фотоэлементы нагреваются и снег оттаивает. Самая лучшая погода для солнечной батареи в походе зимой – это безоблачный морозный день.

В облачную погоду энергии вырабатывается меньше, поэтому и эффект от применения соответственно меньший.

В зависимости от комплектации, принцип работы солнечного зарядного устройства разный:

1. Аккумуляторные. Сначала лучи попадают на панель, затем преобразуются в энергию, заряжают встроенный аккумулятор, а он уже питает саму батарею.
2. Без аккумуляторный. Лучи падают на поверхность батареи, преобразуются в энергию и напрямую питают устройство.

В зависимости от степени мощности панели и емкости аккумулятора, время зарядки варьируется от 12 до 50 часов. Используя заряженную батарею, за 1,5-2 часа можно полностью зарядить телефон, и за 2-4 часа – планшет.

Достоинства портативных зарядок от солнца в походе

Варианты солнечных батарей

Солнечная батарея имеет множество преимуществ:

1. Солнце есть в любой точке планеты, поэтому данный источник считается доступным и неиссякаемым.
2. Экологичность. Они наносят минимальный вред окружающей среде, не имеют вредного воздействия на воздушные массы, не загрязняют воды и не истощают природные ресурсы и считаются абсолютно безопасными для животных и людей.
3. Длительный срок эксплуатации. Изнашиваются очень медленно – некоторые модели могут прослужить до 30 лет.
4. Независимость. Такой источник можно установить в любом месте или помещении, при этом вы не будете зависеть от поставщиков электроэнергии и цен на топливо.
5. Бесплатно. После того, как ваша батарея окупиться, вы будете получать бесплатную энергию для зарядки портативных устройств.
6. Широкое разнообразие моделей.

L Среди необязательных, но рекомендованных предметов в рюкзаке, можно назвать рацию. Нужна она вам или нет, станет яснее после прочтения данной статьи: Как выбрать рацию для похода?

Недостатки

Мобильное солнечное зарядное устройство имеет несколько недостатков:

1. Затраты на покупку. Чем больше питания для электронных устройств вам понадобиться в походе, тем более дорогой окажется панель.
2. Степень эффективности работы зависит от погоды. К примеру, когда пасмурно, туман или пониженная температура эффективность работы панели падает. Кроме того, распределение солнечного света по всей планете неравномерное – каждая страна получает разное количество солнечной энергии, что также влияет на эффективность работы панели.
3. Выработка небольшого количества питания.

Как выбирать солнечную батарею для туристов

При выборе портативной солнечной батареи для походов следует учесть несколько факторов.

Мощность

Очень важно, чтобы выбранная модель обладала необходимой мощностью, иначе нет смысла в ее приобретении. Прежде всего нужно просчитать параметры потребления. Соберите все девайсы, которые планируете брать с собой и составьте общее время с минимальной производительностью батареи.

Солнечная батарея удобный источник электроэнергии, но требует благоприятных погодных условий

Самое «прожорливое» устройство станет основной для исходных характеристик туристического устройства.

Для зарядки мобильника с кнопками, повербанка емкостью до 500mah или Action-камеры подойдет модель SP 5 Watt или SP 7 Watt. У этих зарядок есть один USB порт. Выход энергии – в диапазоне от 0,8 до 1,2 ампера.

Для смартфонов, планшетов и внешних аккумуляторов (от 8000 до 12000 mAh) подойдет: Allpowers 10 Watt, Allpowers 14 Watt или Blitzwolf 15 Watt. Эти устройства универсальные, т. к. с помощью них можно заряжать одновременно два устройства. Максимальный ток – от 1,5 до 2,1 ампера.

Если вам нужно подзарядить аккумулятор авто, мини-холодильник, ноутбук или аккумулятор емкостью 12 вольт, следует обратить внимание на: Allpowers 21 WattDC, Allpowers 40 Watt или Allpowers 60 Watt.

Также учитывайте длительность похода:

• для поездки на 2-3 дня можно взять: Allpowers 10 Watt или Allpowers 14 Watt;
• для похода длительностью около двух недель подойдут модели мощностью от 14 Вт и выше.

Вес и габариты

Если вы планируете поход на автотранспорте или у вас будет возможность нести отдельно батарею, то вес и габариты не играют большой роли. Как правило, ее вес варьируется от 7 до 9 кг. Нести такую систему туристу будет несложно, при условии, что при нем не будет дополнительного груза.

Использование солнечной энергии — поддержание правильной «зеленой» энергетики

Если это будет длительный пеший поход, тогда следует отдать предпочтение компактной модели с небольшим весом, которая с легкостью войдет в рюкзак и не будет занимать много места. Можно взять раскладную модель, которая легко складывается и заряжает одновременно несколько устройств.

Прочность

Выбирайте панель, которая не будет повреждаться под воздействием факторов окружающей среды. Не стоит на этом экономить, эффективность работы такой системы будет равна 100%.

Лучшие производители портативных зарядных устройств

Современный рынок предлагает широкое разнообразие панелей, однако по мнению туристов, самыми лучшими считаются лишь несколько моделей.

Фотопанель для зарядки

1. Goal Zero Nomad 7. Оснащена 7-ватной фотопанелью, обладает хорошей герметизацией. Поэтому при контакте с влагой или снегом на не выходит из строя. У этой модели есть несколько портов USB с возможностью подсоединения аккумуляторов и дополнительной такой же панели. Goal Zero Normad 7 обладает компактным размером даже в раскрытом виде, поэтому подходит для эксплуатации в небольшом пространстве.
2. Solarmonkey Adventurer. Популярная модель от компании PowerTraveller, заряжает девайсы через USB. Модель оснащена буферным аккумулятором емкостью 2500 мАч со скоростью зарядки – 9 часов. Отличается маленьким размером и небольшим весом – 265 г.
3. Fuse. Удобная модель, которая фиксируется на рюкзаке, поэтому идеально подходит для похода в горы. Производитель – американская компания Voltaic Systems. 6-ватная мощность, относительно легкая по весу – 600 г, заряжается от солнца – 7 часов, от других источников питания – 5,5 часов, выдает напряжение – 5,5 В с силой тока – 1 А.

Лучшие модели от китайских производителей – SCN-4/6 и SOLAR, из отечественных наилучшими считаются – СЗУ2-БСА-7.5 и НПФ «Санэнеджи».

Как экономить энергию батареи в походе

К сожалению, не всегда портативное зарядное устройство на солнечной батарее может обеспечить питанием необходимые устройства на все время пребывания в походе. Поэтому, рекомендую запастись дополнительными устройствами для подзарядки и экономии энергии панели.

Солнечные панели могут быть разнообразных видов и размеров

1. Для современных устройств (айфонов, планшетов, смартфонов) подойдет портативный аккумулятор-повербанк, который можно зарядить от небольшой солнечной батареи мощностью 5-9 Ватт.
2. Для фотоаппарата подойдет емкий повербанк в сочетании с панелью. Также можно использовать универсальное зарядное, а еще лучше – взять в собой несколько запасных аккумуляторов, желательно фирменных, т. к. они дольше держат заряд.
3. Для сотовых телефонов и MP3-плееров, которые не требуют много зарядки, достаточно иметь обычный аккумулятор и кабель для подсоединения.
4. Чтобы подзарядить Action-камеру, вам понадобиться тот же повербанк и небольшая панель в случае, если вы запланировали длительный поход.
5. Для ноутбука понадобиться мощный повербанк, совместимый с напряжением на аккумуляторе вашего устройства.

Заключение

Как видите, солнечная панель, действительно незаменима в турпоходе и обеспечивает энергией разные устройства. Выбирая портативное устройство для туризма, обязательно учитывайте его вес, мощность, габариты и количество устройств, которые вы планируете с помощью него заряжать.

Источник

Складная туристическая солнечная батарея на 10 китайских ватт: выясняем реальные возможности

Современному настоящему туристу (который с рюкзаком ходит, а не который в зарубежном отеле «всё включено» сидит) в походе жизненно необходимо электричество.
В первую очередь оно нужно для подзарядки смартфона и/или навигатора, во вторую очередь — для поддержания жизнеспособности фонариков, в третью очередь — для всего остального.
В особо сложных походах может требоваться и подзарядка средств спутниковой связи и спасения (они должны быть в постоянной боевой готовности, и очень хорошо, если не потребуются).
И вот здесь на помощь приходят туристические солнечные батареи (часто именуются туристическими солнечными панелями, но называть батареями — правильнее).

Эта солнечная батарея из пяти солнечных элементов была куплена на Алиэкспресс у этого продавца, цена на дату обзора — $22.3 (в дальнейшем может меняться). В продаже есть и аналогичная батарея, но не с пятью, а с четырьмя солнечными элементами. Её цена — $20.4, но её покупать нет смысла (значительная потеря в энергии при незначительной экономии в стоимости).

Производитель заявляет для батареи мощность в 10 Ватт. Но так ли это, и на сколько именно «ошибся» производитель — разберёмся по ходу обзора.

Прежде чем перейти к обзору, разберёмся с ближайшим конкурирующим решением: павербанком со встроенной солнечной панелью.

Сравнение полезности туристических солнечных батарей и павербанков с солнечными панелями

Часто можно встретить рекламу павербанков со встроенными солнечными панелями в качестве походных устройств для туристов.

Выглядят они примерно так:

Но, уважаемые читатели, их полезность для зарядки от солнечной энергии крайне мала.

Главная, но не единственная, причина их слабой пригодности для преобразования солнечной энергии — маленькая площадь солнечного элемента. Элементы такой площади могут отдать от 0.5 до 1.5 Вт мощности даже на прямом солнечном свете (в зависимости от площади и других факторов).

В результате для зарядки типового павербанка с ёмкостью 10000 мА*ч (37 Вт*ч) может потребоваться несколько дней.

А если погода будет не очень солнечная, то павербанк вообще так и не зарядится за весь поход.

Вторая причина — это потеря КПД при передаче заряда от павербанка к смартфону.

Сначала от солнечной батареи должен зарядиться аккумулятор в павербанке, а затем энергия от аккумулятора павербанка должна быть передана аккумулятору смартфона.

Типовой КПД павербанков при передаче энергии на смартфон составляет 65-75%. Соответственно, при прямом заряде смартфона от туристической солнечной батареи этих потерь не будет.

Третья причина — это перегрев аккумулятора в павербанке при зарядке от прямого солнечного света.

Предмет, лежащий на солнцепёке, может нагреваться на 20-30 и более градусов выше температуры окружающей среды.

Для литий-ионных аккумуляторов такой нагрев вреден и приводит к преждевременному старению аккумулятора (с соответствующей потерей ёмкости, если его заряжать таким способом систематически).

И, наконец, последняя причина, которая может и не состояться: некоторые производители припаивают солнечную панель в павербанках напрямую к аккумулятору, минуя контроллер. В этом случае аккумулятор может ещё страдать и от перезаряда, если вдруг не остановить зарядку, когда он уже заряжен до 100%.

В качестве итога можно сказать, что пользоваться такими павербанками для зарядки от солнечного света можно только в чрезвычайных, когда другого выхода нет. Во всех прочих случаях такие устройства лучше заряжать классическим способом — от сетевого адаптера, если Вы уже стали владельцем подобного девайса.

Теперь можно вернуться к основному предмету обзора.

Конструкция туристической солнечной батареи

Тестируемая туристическая солнечная батарея состоит из 5-ти солнечных панелей и аналогичного по форме блока контроллера, т.е. всего в устройстве 6 пластин.

Так солнечная батарея выглядит в разложенном виде:

Обратите внимание на разные соединительные промежутки между панелями. Так сделано, чтобы при складывании батареи получилась аккуратная стопка панелей, т.к. внешние витки при складывании получаются длиннее внутренних.

Панели соединены с помощью очень мягкого кожзаменителя. Интересно, что панели не просто вставлены в карманы, а очень плотно приклеены к кожзаменителю как с задней стороны, так и с передней (по периметру).

Благодаря этому обеспечивается защита выходных контактов солнечных панелей от влаги.

Сами панели имеют матовую поверхность:

Думается, что это — дань эстетике, поскольку вряд ли матовая поверхность даст увеличение КПД по сравнению с глянцевой поверхностью.

Размер активной части каждой солнечной панели составляет 134*65 мм, т.е. 0.871 кв. дм.

Все пять панелей соединены параллельно.

В отличие от солнечных панелей, блок контроллера не столь надежно защищён от влаги.

На блоке контроллера предусмотрено два запараллеленных выхода: UBS (универсальный) и micro-USB (увы, постепенно отмирающий вид соединения).

Корпус контроллера представляет собой две пластиковых половинки, соединённых защёлками и парой шурупов без проклейки или резиновых уплотнителей.

В контроллере есть встроенный в него кабель micro-USB с длиной шнура 75 мм.

С нижнего торца контроллера расположен стандартный USB-порт:

Слева от порта USB находится прямоугольное отверстие для видимости излучения индикаторных светодиодов (об их работе будет рассказано далее).

Раскроем корпус контроллера:

Половинки корпуса соединены очень плотно, но резиновых уплотнений или проклейки по периметру нет.

В результате не исключена возможность попадания влаги, если солнечная батарея окажется полностью погруженной в воду. Такие ситуации возможны, например, при переходе речек вброд, переворачивании байдарок и при других туристических приключениях. Для подобных случаев рекомендуется позаботиться о дополнительной защите устройства.

И, конечно, оставлять устройство прямо под дождём тоже не рекомендуется.

Теперь изучим плату контроллера:

Соединения платы с солнечными панелями и с выходным micro-USB разъёмом выполнены тонким многожильным проводом, устойчивым к перетиранию на изгибах (как в проводах наушников).

На плате, помимо обвязки, размещены два чипа: понижающий DC-DC преобразователь XL1410E1 и сдвоенный операционник LM358.

Вопрос: зачем нужен преобразователь; или почему нельзя смартфон (или другое устройство) запитать напрямую от солнечной батареи?

Для зарядки смартфонов и большинства других устройств, нужных туристу, требуется напряжение 5 Вольт. Но от солнечной батареи невозможно получить напряжение ровно 5 Вольт — оно будет меняться в зависимости от освещённости и уровня нагрузки.

Решение проблемы: применить солнечные батареи с более высоким номинальным напряжением; а до уровня 5 В довести его с помощью понижающего импульсного DC-DC преобразователя.

Такие преобразователи имеют более высокий КПД, чем линейные, и решают задачу понижения напряжения до требуемого уровня почти без потерь энергии.

Кстати, преобразователь XL1410 имеет также функции термозащиты и защиты от короткого замыкания, что также поможет выживаемости устройства в условиях туристического похода.

Максимально-допустимый ток выхода для этого преобразователя — 2 Ампера.

Операционник на плате выполняет функцию полного отключения напряжения на выходе, если напряжение солнечной батареи слишком мало (ниже, чем примерно 3 В). Нужна ли ещё и такая защита — не уверен, но она есть.

Напряжение холостого хода на выходе солнечных панелей при наилучших условиях освещения, поступающее на вход преобразователя, составляет 7.1 В.

На плате расположены два светодиода: красный и зелёный (на следующем фото — в левом нижнем углу платы):

Красный светится, если на выходе есть напряжение (к работе готов).

Зелёный светится, если на выход подключена нагрузка с током от 0.28 А и выше.

В сложенном виде туристическая солнечная батарея получается довольно компактной:

В комплект также входят карабин и компас. С помощью карабина можно повесить батарею на дерево или на заднюю сторону рюкзака при движении, и т.п.

Что касается компаса — то это очень дешевое и примитивное устройство, работает плохо, стрелка иногда застревает. В общем, годится только как украшение.

Ещё одна не очень полезная часть комплекта — дополнительный micro-USB кабель 30 см. Зачем он тут — не знаю.

В сложенном виде солнечная батарея занимает примерно столько же места по площади, сколько типовой смартфон с экраном 5.5 — 6 дюймов:

Для транспортировки солнечная батарея получается очень компактной и занимает мало места. Её вес — тоже весьма умеренный — 260 грамм.

Теперь пора оценить её полезность при использовании по прямому назначению — как источник энергии.

Испытания туристической солнечной панели в условиях, приближенных к боевым

Испытания проводились в начале июня на широте 56 градусов с.ш. (эти данные очень важны для работы солнечных батарей, подробнее будет в заключении). Кстати, вблизи этой широты расположены такие крупные города, как, например, Нижний Новгород, Казань, Омск, Новосибирск, и даже Москва, Копенгаген и Эдинбург.

Пример применения туристической солнечной батареи на природе:

Для создания оптимального угла наклона под батарею можно что-нибудь подложить, например, кусок бревна, как на фото.

А вот питаемое устройство (смартфон) располагать, как на фото, не надо. Во избежание перегрева его надо положить в тень; или хотя бы прямо под эту же батарею.

Вернёмся к методике испытаний.

При испытаниях нагрузка повышалась до тех пор, пока напряжение на выходе батареи не упадёт до уровня примерно в 4.2 В.

Это напряжение — точка максимальной зарядки большинства литий-ионных аккумуляторов, т.е. при более низком напряжении зарядного устройства аккумуляторы не смогут зарядиться на 100%.

При самых наилучших условиях (полдень, открытое место, ориентация батареи перпендикулярно солнечным лучам) максимальный ток, который удалось «выжать» из батареи, составил 1.14 А:

Итого, отдаваемая мощность составила 5.04 Ватт, т.е. почти точно в 2 раза ниже заявленной производителем.

Надо сказать, что такой обман далёк от предельного, который можно встретить в рекламе китайских солнечных батарей. Там могут заявить мощность и в 10 раз больше реальной!

Кроме того, надо отметить, что все поголовно производители солнечных батарей указывают отдаваемую мощность для «идеальных» условий, которых у нас не может быть: замер должен быть произведён вблизи экватора точно в астрономический полдень при строго перпендикулярно падающих лучах Солнца и при абсолютно прозрачной атмосфере. Такие условия могут реально существовать в некоторых пустынных районах Южной Америки (в африканской Сахаре слишком пыльно).

Теперь — измерение при горизонтальном положении батареи (без наклона в сторону Солнца):

Мощность снизилась до 4.37 Вт. То есть, наклонять батарею на Солнце всё-таки смысл есть, если погода безоблачная или с умеренной (не сплошной) облачностью. Как увидим дальше из таблицы, чем ниже положение Солнца, тем важнее правильный наклон батареи.

Далее в таблице сведены данные этих и других измерений при разной погоде и в разное время суток:

Условия измерения	Угол Солнца над горизонтом	Ток выхода солнечной батареи
Полдень, Солнце светит перпендикулярно батарее	57°	1.14 А
Полдень, Солнце, батарея лежит горизонтально	57°	0.99 А
18:00, Солнце светит перпендикулярно батарее	23°	0.93 А
11:00, полупрозрачная облачность, батарея лежит горизонтально	53°	0.72 А
18:00, Солнце, батарея лежит горизонтально	23°	0.44 А
11:30, сплошная лёгкая облачность, батарея лежит горизонтально	55°	0.42 А
Полдень, «рваная» облачность 5 баллов, в тени облаков, батарея лежит горизонтально	57°	0.25 А
9:30, сплошная тяжелая облачность	44°	0.07 А
Помещение, светодиодная лампа 10 Вт на расстоянии 1 м	—	0 А (преобразователь не включился)

Угол Солнца над поверхностью рассчитывался с помощью этого сервиса.

Мораль из этой таблицы: эффективность батареи крайне сильно зависит от погодных условий и правильного угла наклона батареи (может изменяться в разы). При тяжелой сплошной облачности батарея становится практически бесполезной.

Реальная удельная отдача энергии от панели при наилучших условиях составляет 1.16 Вт/кв. дм (с активной поверхности, без учёта обрамления, естественно). Эта цифра может пригодиться при оценке других солнечных батарей.

Возможные проблемы

Один из покупателей этой батареи обратил внимание, что после 6 часов использования на прямом Солнце произошло отслаивание края «кармана» одной из панелей от самой панели:

(фото с Алиэкспресс)

Возможно, есть смысл класть панель для работы на проветриваемом месте, например, подкладывать под панель что-либо для создания воздушного промежутка между панелью и поверхностью под батареей. Также лучше не класть батарею на горячие камни и т.п.

Кроме того, не следуют прикладывать сдвигающее или растягивающее усилие к материалу оболочки батареи.

Такая ситуация не исключена и с другими солнечными батареями, за исключением тех из них, которые находятся в жестких корпусах или заламинированы в пластик.

С тестируемой батареей пока такого случая не было, но и большой жары в наших краях тоже пока не было.

Итоги и выводы

Протестированная туристическая солнечная батарея показала свою пригодность для использования в турпоходах, но при этом надо учитывать множество нюансов.

1. Солнечная батарея не может выдать обещанные 10 Вт даже в наилучших условиях (реальная мощность — до 5 Вт). Если трезво смотреть на её возможности, то она в состоянии обслужить в походе только одно непрерывно используемое устройство (смартфон, навигатор и т.п.).

2. Эффективность солнечной батареи (не только этой, но и вообще любой) крайне сильно зависит от сезона, угла наклона батареи, погоды и географической широты. Для средних широт лучше не надеяться на солнечную энергетику в период с осеннего до следующего весеннего равноденствия.

3. Рекомендация: в походе надо подзаряжать своё основное устройство при каждой возможности, не дожидаясь, например, когда заряд дойдёт до 50%. Иначе, в случае длительного ухудшения погоды, в течение длительного времени будет невозможна и подзарядка.

4. Не возбраняется взять с собой в поход, помимо солнечной батареи, ещё и небольшой павербанк на 5000 — 10000 мАч. Он может пригодиться для экономного использования в крайних случаях (при затяжном ненастье).

5. Для краткосрочных походов (или краткосрочных переходов между пунктами доступа к розетке до 3-х дней включительно) лучше вообще не связываться с солнечными батареями, а взять с собой 1-2 мощных хорошо заряженных павербанка (от 20000 мАч).

Теперь снова вернёмся к позитиву.

Кроме использования в походах, эта солнечная батарея подойдёт для подзарядки мобильных устройств в самых различных местах, не соединённых с централизованным источником электроэнергии (туристические приюты, горные домики, охотничьи и рыбачьи избушки и т.п.).

Данная модель солнечной батареи имеет несколько других модификаций с разным числом панелей — от 1 до 4. С точки зрения энергетической и экономической полезности нет смысла приобретать батареи с числом панелей менее 5-ти.

Конечно, существуют и более мощные панели, чем протестированная в этом обзоре, но и места они тоже занимают больше; и не всегда столь же удобны для транспортировки.

Купить эту туристическую солнечную панель можно, например, здесь.

Источник