Зарядка автомобильного аккумулятора с помощью солнечных батарей
В энергосистемы жилых помещений солнечные батареи проникли достаточно давно. Но автомобили, которые оснащаются зарядками аккумулятора от энергии солнца, пока ещё являются редкостью. Хотя уже есть серийные образцы, используемые в реальных условиях на дорогах общего пользования. Автомобильные гиганты занялись этим вопросом в связи с увеличением интереса к источникам альтернативной энергии во всех сферах народного хозяйства. И в продаже можно встретить всевозможные образцы, которые заряжают АКБ, преобразуя солнечную энергию в электрическую. Так, что уже можно использовать такие устройства на практике.
Солнечные батареи на автомобиль уже реальность?
Практически все автолюбители знакомы с проблемой разрядки аккумулятора автомобиля в самый неподходящий момент. Причины могут быть разные: длительное время была включена музыка, забыли выключить фары, автомобиль долго стоял. Очень повезёт, если в такой ситуации вам даст прикурить владелец другого автомобиля. Некоторые даже возят с собой запасную аккумуляторную батарею. В подобных ситуациях может выручить гелиопанель, которая представляет собой батарею из солнечных панелей. Это устройство подзарядит аккумулятор, что позволит завести автомобиль.
Производители уже освоили выпуск солнечных батарей, предлагая различные варианты по выдаваемому напряжению и мощности. В том, числе и для зарядки автомобильного аккумулятора. Поэтому выбрать есть из чего уже сейчас и в дальнейшем ассортимент будет только расширяться.
Здесь стоит отметить, что зарядка автомобильного аккумулятора от солнечных батарей является процессом, сильно растянутом по времени. Процесс зарядки полностью разряженного аккумулятора от такой панели может занимать от 9 до 11 часов. Так, что гелиопанели лучше всего применять для поддержания необходимого уровня заряда в поездке. А в экстренной ситуации солнечные батареи помогут восстановить заряд аккумулятора, необходимый для запуска. Солнечные панели, устанавливаемые в автомобилях, отлично подходят для тех, кто ездит на длительные расстояния и вдали от цивилизации.
Также гелиопанели могут заинтересовать тех, что активно использует мультимедийные системы в автомобилях, а также прочие системы с большим расходом энергии. Кстати, их можно использовать и на морском транспорте. Такие солнечные батареи уже приобрели популярность у рыбаков и людей, которые любят отдых на природе вдали от городов.
Установка гелиопанелей на автомобиле
Часто солнечные панели можно встретить в исполнении для установки на крышу автомобиля. Такие модели позволяют получить высокую отдачу и достаточно быструю зарядку. Для этого необходим модуль солнечных батарей, площадь которого примерно один метр квадратный. В местах с жарким климатом и большим количеством солнечных дней некоторые автовладельцы применяют несколько фотомодулей. Они закрепляют их на специальных стойках. В результате на крыше автомобиля находится мобильная электростанция, используя которую вы сможете заряжать аккумулятор.
Такие решения очень популярны в местах, которые удалены от цивилизации. Есть примеры, когда благодаря солнечным панелям из автомобиля убирали генератор. Вместо него зарядка аккумулятора велась от гелиопанели. В результате этого снимается некоторая нагрузка на двигатель и уменьшается расход топлива. Но такие решения не носят массовый характер. Для этого требуется достаточное количество солнечных батарей и наличие солнечного света.
Компактные солнечные батареи могут также размещаться и в салоне. В этом случае они применяются для питания приёмника, телевизора и некоторых других потребителей тока в салоне. Для зарядки автомобильного аккумулятора они не подойдут, а способны лишь освободить его от лишней нагрузки. Если цель в том, чтобы заряжать автомобильный аккумулятор, то потребуется более мощная модель.
Если вы не можете себе позволить установить солнечные батареи на крыше (допустим, там вы перевозите вещи, оборудование и т. п.), то можно подумать о приобретении мобильного варианта. Складные гелиопанели для зарядки аккумулятора автомобиля можно возить в багажнике.
При необходимости раскладываете их, подключаете к аккумуляторной батарее и подзаряжаете. Также можно рассмотреть вариант с несколькими компактными модулями. Они соединяются друг с другом, чтобы достичь необходимой выходной мощности.
Практически все современные солнечные батареи для автомобильных аккумуляторов предлагают для подключения два варианта:
- С помощью клемм напрямую к аккумулятору;
- Через прикуриватель.
В любом случае обязательно ознакомьтесь с инструкцией производителя батареи. Неправильное подключение может повредить, как саму батарею, так и электрооборудование автомобиля.
Вернуться к содержанию
Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи
Как вы знаете, процесс зарядки кислотных аккумуляторов для автомобиля – это не быстрая процедура. Эти АКБ должны заряжаться силой тока, составляющей 0,1 от номинальной ёмкости. При ускоренной зарядке большими значениями силы тока, сокращается срок службы аккумулятора.
Превышение параметров по току в случае с гелиопанелями практически исключено. Выходной ток большинства моделей не превышает 1 ампера. В этом случае вы сможете зарядить автомобильный аккумулятор по всем правилам, но достаточно долго. Поэтому этот метод используется для поддержания АКБ в заряженном состоянии или в целях реанимации, когда нужно немного «взбодрить» аккумулятор, чтобы завести автомобиль. Что касается конкретных параметров гелиопанелей, то для поддержки заряда хватает моделей с мощностью 5─6 Вт. Для полного заряда аккумулятора за более-менее разумное время потребуются модели, мощность которых составляет 30─60 ватт.
Специалисты рекомендуют для автомобиля выбирать модуль солнечных батарей, который в длину составляет 1 метр, номинальной мощностью примерно 15 ватт и напряжением 12 вольт. Крайне рекомендуется приобретать модель с контроллером заряда или приобретать отдельно соответствующее устройство. Контроллер требуется для того, чтобы защитить автомобильный аккумулятор от излишнего заряда или от обратного разряда. При достаточной площади крыши можно разместить несколько гелиопанелей и соединить их в единую цепь для большей мощности. К примеру, площадь крыши автобуса, микроавтобуса вполне может сгодиться для организации такой системы.
Вернуться к содержанию
Примеры гелиопанелей для автомобиля от разных производителей
Солнечная батарея «SunForce»
Компания «SunForce» — это производитель солнечных панелей из Канады. Они выпускают солнечные батареи различного назначения. В том числе, для зарядки автомобильных аккумуляторов. В их продуктовой линейке имеются достаточно мощные модели.
Солнечная батарея «SunForce»
Габариты солнечной автомобильной панели «SunForce» составляют 97 на 35 на 4 сантиметра. Мощность составляет 17 ватт. В комплекте с устройством поставляется контроллер 7 ампер / 12 вольт. Также имеются крокодилы и переходник для прикуривателя. Эту гелиопанель можно без проблем разместить на таких транспортных средствах, как автомобиль, трактор, фура, катер. Производитель отмечает, что их устройство функционирует в туман и дождь.
Вернуться к содержанию
Солнечная батарея «ТСМ-15F»
Эта гелиосистема для автомобиля выпускается в гибком корпусе.
Солнечная батарея «ТСМ-15F»
Габариты ТСМ-15F составляют 60 на 27 на 0,5 см. Мощность устройства равна 15 ватт. Ток заряда 1 ампер. Устройство имеет компактные размеры и без проблем устанавливается на крыше автомобиля.
КПД это гелиопанели составляет 22 процента. Корпус, согласно заявлениям производителя герметичный и надёжный.
Вернуться к содержанию
Sunsei Solar Power
У этого производителя для автомобилистов есть достаточно популярное устройство под названием Sunsei SE-500. Гелиопанель имеет габариты 37,5 на 36 на 2,6 см. Она производится в водонепроницаемом корпусе. Мощность составляет 7,5 ватт, а сила тока 0,5 ампер. На автомобиле Sunsei SE-500 крепится с использованием штатива, который приобретается отдельно. Панель предназначена для поддержания аккумулятора в рабочем состоянии. С его помощью можно спокойно использовать мультимедиа, пользоваться дополнительными приборами при заглушённом двигателе.
Sunsei Solar Power
Заряд автомобильного аккумулятора выполняется при включённом или выключенном двигателе. Солнечная панель Sunsei SE-500 имеет в комплекте «крокодилы» и адаптер для подключения прикуривателю. Модель пригодится не только для легковых автомобилей, но и на катерах, тракторах и другом транспорте.
Среди минусов можно отметить небольшую мощность панели Sunsei SE-500. Но зато она позволяет соединять несколько этих панелей вместе. Ток можно собрать систему с необходимой мощностью. Эти панели компактны и могут быть установлены практически в любом месте.
Вернуться к содержанию
Опрос
Напоследок скажем, что солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора представляет собой полезное устройство для тех, кто часто слушает музыку и смотрит телевизор в машине. Хотя о полноценной замене автомобильной АКБ говорить нельзя. На наш взгляд, лучше всего использовать гелиопанель в качестве подзаряжающего устройства в экстренной ситуации. Заряжать полностью севший аккумулятор лучше от сетевого ЗУ.
Вернуться к содержанию
Зарядка телефона в походных условиях с помощью солнца
Смартфоны в наше время объединяют в себе не только телефон и центр отправки сообщений, но и компас, фото- и видеокамеру, развлекательный комплекс, социальную сеть и… фонарик. Человек привык этим пользоваться каждый день (ну, кроме, возможно, фонарика и компаса) и не хочет лишаться функций смартфона даже в походе. Однако как быть с тем фактом, что этот девайс нужно заряжать каждый день? Где взять электричество? В лесу или поле ведь нет розетки. На помощь приходит альтернативная энергетика. И самое простое и элегантное решение – солнечное зарядное устройство. Однако, как правильно выбрать «зарядку», чтоб и полученной за день энергии хватило для электронного друга, и не тащить с собой лишние килограммы? Попробуем разобраться в этом, ответит для себя на несколько вопросов.
1. Сколько энергии нужно?
Для этого обратимся к производителю смартфона (читай «сходим в Интернет») за характеристиками аккумулятора. Допустим, у нас iPhone 4S. Зная ёмкость аккумулятора (1420мАч) и его напряжение (3,7В) легко узнаем необходимое для работы количество энергии: 5,25Вт-часа. При этом при заряде используется «вхолостую» порядка 20% от передаваемой энергии. Значит, для полной зарядки гаджета нам необходимо 6,3 ватта чистыми.
2. Как заряжать смартфон – напрямую или через powerbank?
Заряжая напрямую от солнечной батареи можно, однако не всегда удобно. Нужно, чтобы телефон был постоянно подключён к панели, а это вызывает определённый дискомфорт в виде проводов (за которыми тоже нужно следить). Более простой способ – это зарядка внешнего аккумулятора, лежащего в удобном месте в рюкзаке (как вариант – чехла-аккумулятора) с последующей передачей энергии смартфону. Возможно, на привале. Возможно, ночью.
Однако пауэрбанк также имеет свой КПД и для полноценной зарядки аккумулятора смартфона через него нужно будет добавить порядка 50% от первоначальной требуемой мощности. Итого, получаем необходимые нам 7,8Вт.
И всё-таки наш выбор – зарядка пауэрбанка, как наиболее удобная, не сковывающая движений туриста.
3. Какая солнечная панель необходима?
Найти солнечную панель с выходным напряжением 5В для зарядки смартфона или внешнего аккумулятора сейчас не проблема. Для полноценной и правильной зарядки необходимо правильно выбрать (рассчитать) мощность.
Пример. Солнечная панель с выходным напряжением 5В и током 360мА (мощность 1,8Вт) имеет размеры 20х20см (площадь солнечных ячеек – 0,036 квадратных метра). В средней полосе России за сутки летом на 1 квадратный метр приходит примерно 3,78кВт солнечного излучения (при условии, что панель будет находиться под углом 70-80 градусов относительно перпендикуляра к земле, имитирующем ношение на рюкзаке или в установленном положении на привале). При КПД ячейки в среднем в 12%, наша панель сможет за сутки выработать около… 16 ватт-часов электроэнергии. ЗА СУТКИ. Для того, чтобы зарядить наш аккумулятор за три-четыре часа нахождения солнечной панели на солнце, нам понадобилось бы как минимум две подобные панели.
Вывод
Лучше не поскупиться и купить солнечную зарядку (солнечная панель и внешний аккумулятор) мощностью 10-20Вт. Аккумулятор лучше иметь «отстёгиваемый», не прикреплённый к солнечной панели физически. Это нужно для того, чтобы можно было хранить его отдельно, так как при нагревании пауэрбанка его характеристики ухудшаются, а от чрезмерного перегрева он может взорваться.
Приятных походов и хороших фотографий!
УПД: Коллеги, благодарю Вас за комментарии, делающие публикацию более стройной, чёткой и полезной. Буду стараться оперативно отвечать или поправлять информацию, в которой найдены неточности.
УПД2: а вот и выпуск подкаста Солар-Ньюс про iPhone Х с солнечной батареей:
Солнечные батареи для зарядки автомобильного аккумулятора: принцип работы, особенности, производители и рекомендации специалистов
С проблемой разрядки аккумулятора в самый неподходящий момент сталкиваются, к сожалению, практически все автолюбители. Причины у такой неприятности могут быть разные. Автолюбитель может забыть выключить фары, использовать длительное время мультимедийные и энергоемкие электрические приборы в салоне и проч. Способов быстрой подзарядки аккумуляторов существует несколько. И одним из них является использование специальных солнечных батарей. Для зарядки автомобильного аккумулятора такие устройства сегодня применяют многие владельцы машин.
Простые способы подзарядки
Аккумулятор в машине, как известно, во время движения подзаряжается от генератора. Конечно, происходит это не так быстро и эффективно, как при использовании внешнего стационарного источника. Но все же зарядиться аккумулятор в данном случае может до 90 %.
Некоторые автолюбители, столкнувшись с проблемой запуска двигателя, также просто просят «прикурить» у своих коллег на дороге. Помимо этого, подзарядить аккумулятор можно и от самодельных устройств, собранных с использованием, к примеру, блоков питания ноутбуков или смартфонов.
Преимущества использования
От генератора АКБ подзаряжается достаточно эффективно. Но с проблемой его разрядки водители чаще всего встречаются все же в то время, когда машина не движется. Других автолюбителей на дороге в этот момент может просто не оказаться. Сборка же самодельных зарядных устройств с использованием гаджетов под силу далеко не каждому водителю. Поэтому подстраховываться от такой неприятной ситуации, как невозможность завести машину, стоит именно с использованием солнечной батареи.
Такие устройства отличаются компактностью и стоят относительно недорого. Допускается делать зарядку от солнечных батарей тяговых аккумуляторов или обычных. В больших городах такое устройство можно приобрести в автомагазине. Жители маленьких населенных пунктов обычно заказывают батареи этой разновидности через интернет.
Что представляет собой солнечная батарея для зарядки аккумуляторов
В домах панели этого типа для обеспечения жилых помещений электроэнергией начали использоваться довольно-таки давно. Зарядные же устройства для автомобилей этой разновидности появились на рынке всего несколько лет назад. Однако конструкцию солнечные зарядки уже сегодня имеют достаточно удобную.
Использовать солнечные батареи для зарядки автомобильного аккумулятора предельно просто. АКБ к такому устройству можно подсоединять посредством клемм. Также в продаже сегодня существуют модели, зарядку от которых легко производить через прикуриватель.
Зарядка аккумулятора от солнечной батареи своими руками — процедура, таким образом, абсолютно несложная. Способ использования для каждой конкретной батареи указывается в инструкции от производителя.
Собственно, само же такое устройство представляет плоскую панель, найти место для которой в автомобиле будет очень легко. Некоторые такие батареи могут изготавливаться в том числе и из гибких материалов.
Где можно разместить
Чаще всего солнечные батареи для зарядки автомобильного аккумулятора размещают на крыше машины. Общая площадь таких панелей обычно составляет около 1 м 2 . В жарких странах с большим количеством солнечных дней владельцы автомобилей устанавливают на крыше даже целые солнечные мини-электростанции. В таких машинах аккумулятор во время движения подзаряжается не от генератора, а именно от панели. Это позволяет сделать несколько более эффективной работу двигателя автомобиля.
В России такой принцип подзарядки, поскольку климат у нас в стране не слишком жаркий, конечно же, не используется. На крышу автолюбители нашей страны устанавливают обычно простые панели. Заряжать аккумуляторы от них можно по мере необходимости.
Иногда случается так, что разместить панель на крыше автомобиля не получается. К примеру, так происходит тогда, когда здесь перевозятся какие-либо вещи. В этом случае панель можно просто возить с собой в багажнике. Солнечные батареи для аккумуляторов имеют компактные размеры, могут складываться и слишком много пространства не занимают.
В некоторых случаях солнечные батареи для зарядки аккумуляторов (на 12 вольт, например) могут устанавливаться и в салоне автомобиля. Однако таким образом обычно размещают только панели не слишком высокой мощности, предназначенные не для аккумуляторов, а для подзарядки разного рода электронных устройств.
Конструкция
На рынке сегодня существует два основных вида подобных панелей: предназначенные для полной зарядки аккумулятора или же просто его реанимации с возможностью завести двигатель. Первый тип батарей отличается высокой выходной мощностью и стоит достаточно дорого. Такие солнечные панели автолюбители используют редко. Чаще отечественные владельцы машин приобретают простенькие модели, предназначенные только для реанимации автомобиля.
В любом случае все поставляемые на рынок панели этого типа состоят из особых фотоэлеметов, при освещении солнцем создающих разность потенциалов. В последовательном соединении эти части конструкции батареи обеспечивают постоянное напряжение, а в параллельном — увеличивают силу тока. Достигаются необходимые для зарядки аккумулятора параметры, таким образом, путем сборки фотоэлементов в модуль.
Дополнительные элементы
Помимо, собственно, самой панели, в конструкцию солнечных батарей для зарядки автомобильного аккумулятора обычно входит и контроллер. Этот элемент нужен для регулировки заряда АКБ. Также элементом конструкции солнечной батареи является инвертор, преобразующий постоянное напряжение в переменное. За накопление энергии в таких модулях отвечают аккумуляторы.
Принцип работы
Как же функционируют солнечные батареи для зарядки аккумуляторов на 12В? Фотоэлементы, являющиеся основой любой такой панели, представляют собой два слоя полупроводников, имеющих разную проводимость. Посредством припаянных к ним с обеих сторон контактов они включаются в общую цепь. Один из слоев полупроводников (n) является катодом с электронной проводимостью, а второй — соответственно, анодом (p) с «дырчатой».
Что же происходит, когда панель помещается под солнечные лучи? В этом случае начинают движение «дырки» (атомы, потерявшие электрон). За счет этого и создается ток. В действительности «дырки», конечно же, не передвигаются. Такую иллюзию создают перемещающиеся от одного такого атома к другому электроны.
Место соприкосновения полупроводников в фотоэлементе называется p-n-переходом. При освещении n-зоны электроны получают дополнительную энергию и начинают проникать сквозь эту границу. В результате число «дырок» и электронов меняется, что приводит к возникновению разницы потенциалов.
Расчет батареи: сила тока
Расчет солнечных батарей для зарядки аккумуляторов — процедура достаточно простая. Слишком сложных вычислений при покупке такого устройства делать обычно не приходится. Но выбирать такую панель, конечно же, нужно правильно. Подзаряжаются аккумуляторы от таких батарей, к сожалению, очень долго. Даже при использовании самой мощной современной модели стопроцентного результата можно достичь только через 9-11 часов.
Заряжаются аккумуляторы машин силой тока, равной минимум 0,1 от емкости. Большие значения тока для этого использовать нельзя. Иначе аккумулятор быстро выйдет из строя. Опасности испортить АКБ при применении солнечной батареи практически не существуют. Сила тока в таких панелях обычно не превышает 1 А. Это на самом деле очень мало. Из-за небольшой силы тока использовать такие батареи лучше всего именно для экстренной реанимации аккумулятора или же просто для поддержки его заряда.
Напряжение
Обычно владельцы автомобилей, решившие использовать панель подобным образом, покупают модель мощностью 5-6 Вт. Если же батарею предполагается применять для полной зарядки аккумулятора, лучше будет, конечно же, рассмотреть вариант, к примеру, на 30-60 Вт. От такого устройства заряжаться аккумулятор будет долго, но все же на все сто процентов.
В большинстве случаев специалисты рекомендуют приобретать солнечные батареи 12В для зарядки автомобильных аккумуляторов длиной не менее одного метра. Для современного автомобиля среднего класса такой батареи, скорее всего, будет вполне достаточно. Именно такие модели для России сегодня считаются оптимальным вариантом.
На крышах больших автомобилей, к примеру, микроавтобусов, могут одновременно располагаться и несколько панелей, объединенных в модуль. Это позволяет добиться большей мощности батареи и, соответственно, более эффективной и быстрой зарядки. Объединять панели в модуль, благодаря их особой конструкции, совершенно несложно. Для этого даже не нужно использовать никаких дополнительных инструментов.
Производители
Самыми популярными компаниями, занимающимися выпуском солнечных батарей для зарядки аккумуляторов на 12В, заслужившими хорошие отзывы от потребителей, на настоящий момент в России являются:
SunForce (Канада). Хорошее мнение о панелях от этого производителя у автолюбителей сложилось прежде всего благодаря их высокой мощности. При размерах 97 х 35 х 4 см панели этой марки способны выдавать напряжение 17 Вт.
Гибкие ТСМ-15F. Эти модели заслужили хорошие отзывы в том числе и за компактность. Габариты их равны 60 х 27 х 0,5 см. Мощность их при этом составляет 15 Вт.
Зарядка литиевых аккумуляторов от солнечных батарей этих производителей, как и любых других, происходит достаточно быстро. Сами же панели этих марок собираются из качественных материалов, отличаются надежностью и служат долго.
Несколько рекомендаций от специалистов
При покупке такого устройства специалисты и опытные автолюбители на марку его производителя обращать внимание советуют обязательно. Приобретать батареи от неизвестных компаний в любом случае не стоит. Дело в том, что некоторые китайские «мастера» изготавливают солнечные панели для машин с использованием дешевого некачественного пластика. Такие батареи в будущем, конечно же, долго не прослужат. Находясь постоянно на солнце, корпуса таких панелей просто-напросто в скором времени начнут плавиться и трескаться.
При покупке панели, помимо всего прочего, стоит обратить внимание и на то, входит ли в комплект контроллер. Этот элемент, конечно же, удорожает панель. В принципе, если батарея нужна только в качестве подстраховки, приобретать можно и модель без контроллера. Но все же опытные автолюбители советуют немного переплатить и приобрести панель, дополненную этим элементом (или же купить его отдельно).
Контроллер может пригодиться, к примеру, при длительном отдыхе на природе. Батарею в этом случае можно будет подсоединить к этому элементу и поставить на крышу машины. Благодаря этому не придется ежедневно заводить машину для подзарядки аккумулятора. При этом можно будет и свободно слушать на отдыхе музыку из машины. И, конечно же, обязательно с контроллером солнечную батарею нужно приобретать тем автолюбителям, которые хотят использоваться такое устройство для полной периодической зарядки аккумулятора.
Источник https://akbinfo.ru/stati/solnechnaja-batareja-dlja-zarjadki-avtomobilnogo-akkumuljatora.html
Источник https://habr.com/ru/post/374937/
Источник https://fb.ru/article/424543/solnechnyie-batarei-dlya-zaryadki-avtomobilnogo-akkumulyatora-printsip-rabotyi-osobennosti-proizvoditeli-i-rekomendatsii-spetsialistov
