Обзор солнечных батарей для туристов

Выбор солнечной батареи для туризма

Отправляясь в поход, каждый человек должен предусмотреть массу различных вещей. Вдалеке от цивилизации может возникнуть потребность в использовании технических устройств. В таких условиях не обойтись без туристических солнечных батарей. Они относятся к портативным источникам питания. Батареи обеспечивают максимальную отдачу, обладая небольшим размером и весом.

Солнечные батареи используют там, где отсутствует возможность к подключению обычной электросети. Поэтому они так незаменимы в различных туристических походах. Но стоит обращать внимание на то, куда именно человек собирается отправиться.

Так, для охоты, рыбалки, экстремальных видов спорта лучше всего подойдут переносные зарядные устройства и жилеты, выполненные на основании солнечных батарей. Для обыкновенного кемпинга рекомендуется использовать модульные солнечные батареи, отличающиеся большой площадью и удобством в применении.

К особенностям солнечных батарей можно отнести то, что они будут постоянно подвергаться климатическим изменениям. Поэтому важно выбирать качественную батарею, либо самостоятельно устанавливать дополнительные средства защиты на более дешевый вариант.

Также покупку стоит совершать у проверенных производителей, зарекомендовавших себя на рынке данного вида услуг.

Какие бывают туристические солнечные батареи?

Солнечная батарея состоит из фотоэлементов, которые преобразуют энергию света в электричество.

Исходя из этого, они делятся на два типа, содержащие:

• кристаллический фотоэлемент – это полупроводник, который образуется на плоскости кристализированного кремния;
• аморфный фотоэлемент – это пленка кремния и прочих элементов, нанесенных на специальную подложку, например на металлизированную фольгу;

Характеристики солнечных батарей на кристаллическом фотоэлементе:

• коэффициент полезного действия составляет от 8% до 14%;
• хрупкие, требуется дополнительная защита;
• долговечны;
• обладают незначительным весом;

Характеристики солнечных батарей на аморфном фотоэлементе:

• коэффициент полезного действия варьируется от 6% до 8%;
• обладают пластичностью;
• устойчивы к повреждениям;
• легкие;

В основном, стационарные батареи изготавливают с применением кристаллического кремния, а переносные из аморфного. Важным критерием при подборе солнечной батареи является мощность.

Обзор моделей

SOLAR

Мобильное устройство, предназначенное для заряжания на солнечных батареях, китайской компании, может применяться при экстремальных погодных условиях. Служит для зарядки различной техники: ноутбуков, сотовых телефонов и другого.

Общие характеристики:

• мощность, в районе 10 Вт;
• цена от 3000 рублей и более;
• размер 450мм х 224 мм х 4, 5 мм;
• масса 1 кг;
• ток зарядки 800 мА;
• температура рабочего состояния варьируется от -40 С° до +50С°;
• многофункционален;

К минусам данного аппарата можно отнести повышенную стоимость, отсутствие дополнительного адаптера и значительный вес.

Солнечная батарея SCN-4/6

Компании Sun-Charge, в основе аморфный кремний.

Общие характеристики:

• мощность 3, 9 Вт;
• цена 2500 рублей;
• размер 200 мм х 195 мм х 10 мм;
• вес 290 г:
• эффектный дизайн;

К минусам относится отсутствие достаточной защиты от механических повреждений, недолговечность.

Зарядное устройство на солнечных батареях для внешнего использования марки SOLAR представляет собой аккумулятор маленького размера.

Общие характеристики:

• мощность 5, 5 Вт;
• размер 120 мм х 62 мм х 17 мм;
• цена, начиная от 1000 рублей;
• отличается компактностью;
• небольшой вес;
• удобная комплектация: usb-кабель, кабель питания, дополнительные адаптеры;

Из минусов можно выделить небольшую мощность.

СЗУ2-БСА-7.5

Универсальные зарядные устройства на солнечных батареях, предназначены для заряжания аккумуляторов из свинца, мобильного и портативного оборудования.

Общие характеристики:

• мощность 14 В;
• температура рабочая от -30 С° до + 40 С°;
• вес 1, 1 кг;
• 1640 мм х 230 мм х 3 мм;
• конструкция складная;
• цена 9700 рублей;

К минусам можно отнести достаточно весомую стоимость, большие размеры, скорее подойдет для компании, а не для одного человека.

Складная солнечная батарея от компании НПФ «Санэнеджи»

Обладает высокой стойкостью в самую неустойчивую погоду.

Общие характеристики:

• мощность 7, 72 Вт;
• размер в упакованном состоянии 215 мм х 170 мм х 17 мм;
• вес 420 г;
• температура работы от -30 С° до + 80 С°;
• цена 3100 рублей;
• удобна в применении;

Солнечная батарея от фирмы SOLAR в виде жилета

Представляет зарядное устройство на основе солнечных батарей с заламинированными панелями.

Общие характеристики:

• мощность 5 Вт, 6 Вт, 9 Вт, 12-20 Вт;
• цена 4500 рублей;
• удобство в применении;
• размер 135 мм х 60 мм;
• интересный дизайн;

К минусам можно отнести высокую стоимость и слабоватый поток электрического тока.

Правильный выбор качественной солнечной батареи позволит сделать отдых каждого человека намного комфортнее.

Советы по выбору

1. Стоит помнить, что более качественные солнечные батареи отличаются достаточно высокой ценой. Поэтому на данном оборудовании не рекомендуется экономить, иначе покупка не сможет оправдать ожиданий.
2. Обращаем внимание на мощность. Чем она выше, тем эффективнее будет заряжено устройство.
3. Также при покупке смотрите на комплектацию батарей. Всегда должен присутствовать добавочный адаптер и пара шнуров для отдельного вида техники.
4. Защита от механических повреждений будет являться безусловным плюсом солнечной батареи.
5. Помним, что чем больше размер зарядного устройства, тем больше энергии он сможет впитать, а затем отдать.
6. Обращайте внимание на те материалы, из которых изготовлена солнечная батарея. Если для подложки использовался обычный картон, то при первом намокании устройство придет в негодность.
7. При качественном изготовлении все фотоэлементы должны быть заламинированы в пластик.

Отзывы покупателей

Переносная панель на солнечных батареях, мощностью 10 Вт, китайского производства марки SOLAR по отзывам покупателей неудобно использовать для туристических походов на длительные расстояния, так как они тяжелые и не складываются.

Для них придется брать с собой отдельную сумку или рюкзак. Стоимость также достаточна высока. Однако, со своей главной функцией – зарядом разнообразных устройств справляется на отлично.

Внешнее устройство для зарядки – аккумулятор на солнечных батареях, мощностью 5, 5 Вт все той же марки SOLAR интересен совмещением в себе двух устройств в одном. Оно достаточно легкое и компактное, свободно помещается в походную сумку. Его комплектация также не может не радовать.

Огромное количество дополнительных шнуров является преимуществом. Но незначительная выработка электрического тока не позволяет заряжать крупные устройства, например ноутбуки. А, для зарядки смартфона потребуется более 9 часов.

Жилет на основе солнечных батарей производителя SOLAR, основываясь на выводах покупателей, представляет собой устройство, соединяющее в себе несколько функций. Основным назначением является то, что его можно использовать, как одежду. Вторым – это использования элемента наряда, как зарядное устройство.

Для данного оборудования норма выработки в течение дня составляет 5 Вт. Это устройство подходит для пеших путешествий, велопробегов и автотуризма. Еще одним из удобных моментов, является то, что солнечные панели можно снять с самого жилета и положить их для зарядки в другое место. Правда для летнего времени этот элемент одежды довольно жарок и обладает слабым эффектом заряда, подходящим мелкому портативному оборудованию.

Солнечная батарея Goal-Zero

Большинство покупателей для зарядки разнообразного мобильного оборудования советуют приобретать солнечные батареи марки Goal Zero. Они обладают достаточной мощностью, эффективно перерабатывают энергию и удобны в применении.

Популярным среди туристов набором считается Goal Zero Adventure Kit. Он состоит из панели и устройства зарядного, подходит для больших компаний, путешествующих на транспорте. К его минусам относят большую стоимость и достаточно значительный вес.

Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что качественный подход к выбору солнечной батареи обеспечит соответствующий результат. Повторим, что при покупке – в первую очередь обращаем внимание на производителя, мощность, качество материалов, общие характеристики. Также не забываем учитывать то, где планируется применяться данное устройство.

Для кемпинга, пеших походов требуются одни батареи, для экстремальных развлечений – другие. Эффективная солнечная батарея помогает облегчить условия пребывания и добавит комфорта, где бы не находился человек. Делайте правильный выбор и путешествия будут проходить с комфортом в веселой атмосфере.

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