Cargador de batería solar: dispositivo y principio de funcionamiento de la carga solar.

Cada vez más amantes de la recreación activa prefieren pasar sus vacaciones y fines de semana más cerca de la naturaleza virgen.Pero es difícil para una persona moderna rechazar los beneficios de la civilización: ¿quién de nosotros no se lleva de viaje un teléfono móvil, una computadora portátil o una cámara?

Pero si lleva un cargador de energía solar en su equipaje, el problema de alimentar sus dispositivos quedará resuelto. Todo lo que queda es descubrir cómo elegir el dispositivo adecuado. El artículo que presentamos proporcionará asistencia eficaz para aclarar todas las cuestiones.

¿Qué es la carga solar?

Estos cargadores son capaces de convertir la energía solar en corriente eléctrica directa. Pueden trabajar con varios modelos de navegadores, reproductores, portátiles, teléfonos, cámaras y otros dispositivos portátiles.

Pero el tiempo de carga depende directamente de la potencia del dispositivo en sí y del tipo de dispositivo descargado, por lo que para elegir un dispositivo verdaderamente práctico y universal, vale la pena comprender sus características.

Características de diseño del dispositivo.

El dispositivo en sí consta de un panel cristalino, un controlador de nivel de carga/descarga y un convertidor de energía solar a eléctrica.

Algunos modelos también están equipados con una batería de respaldo que consta de varias celdas de litio, lo que permite que el dispositivo no solo convierta, sino también acumule energía para liberar carga incluso en la oscuridad.

Hace apenas un par de años los cargadores solares eran dispositivos bastante caros, pero hoy en día son un producto de masas y a un precio asequible.

Ventajas de los cargadores solares:

• Universal: adaptado para varios dispositivos (se proporcionan conectores USB en el estuche y la mayoría de los modelos están equipados además con adaptadores especiales para varios tipos de equipos eléctricos).
• Ocupa poco espacio en el equipaje de viaje.
• Existe una amplia selección de formas, colores, tamaños y potencias para adaptarse a diferentes necesidades y gustos estéticos.

Bueno, el inconveniente más importante de todos los cargadores solares es el mucho tiempo que tardan en acumular “energía”.Además, debe entenderse que si casi cualquier modelo puede alimentar un teléfono móvil o una cámara, entonces un "absorbente" activo de energía, como una computadora portátil, ya requerirá una potencia impresionante de una batería solar y una batería capacitiva.

Cómo funciona el dispositivo

Los cargadores solares portátiles son sistemas autónomos que pueden procesar energía tanto de los rayos como de la red eléctrica, lámparas fluorescentes o un ordenador. Además, muchos modelos no necesitan recibir sol intenso: acumulan carga incluso en días nublados, aunque la eficiencia, por supuesto, cae (del 20 al 70%).

Si compra un dispositivo con la capacidad de conectarse a una toma de corriente, puede ahorrar mucho tiempo al acumular carga en tiempo nublado.

El dispositivo funciona así: los cristales del panel absorben la energía solar, el convertidor la "procesa" en corriente eléctrica, que se suministra a la fuente de energía. Cuando se conecta un teléfono móvil u otro dispositivo a esta fuente mediante un cable, la energía acumulada fluye gradualmente hacia el dispositivo descargado.

Tipos de cargadores solares

En cuanto a la apariencia, los fabricantes ya han intentado no sólo diversificar la combinación de colores y la forma de los dispositivos, sino también hacer que el dispositivo sea lo más conveniente posible para su uso en diversas situaciones. Veamos las opciones más populares.

Monobloque – un dispositivo compacto que consta de un panel y una unidad encerrados en una carcasa sólida de metal o plástico. Un dispositivo de este tipo "salvará" un teléfono descargado en la playa o en un picnic y no ocupará mucho espacio en una bolsa normal.

Los monobloques son convenientes para la vida cotidiana: no ocupan mucho espacio y se pueden cargar no solo con el sol, sino también mientras se trabaja en una computadora portátil o computadora.

paneles flexibles – un panel fino abatible o desplegable con fotocélulas. Ocupa poco espacio en el equipaje y pesa mucho menos que su competidor sólido y cerrado. Pero, a pesar del área de “cobertura” decente, placas flexibles acumulan carga solar casi el doble de lento que los monobloques.

Además, la mayoría de los paneles funcionan únicamente con la luz solar directa, sin almacenar energía para uso futuro; no tienen una batería incorporada. Sin embargo, siempre puedes complementar tu carga con un dispositivo de almacenamiento externo de la potencia requerida.

Por tanto, los paneles flexibles son una buena opción para resolver el problema de recargar dispositivos de baja potencia durante unas vacaciones "estacionarias": en el campo, pescando, con una tienda de campaña. Pero para una excursión es mejor buscar otra opción.

Mientras se conduce, el panel flexible se puede plegar de forma compacta y colocar en el maletero o fijarse al techo del coche, y en reposo simplemente se puede extender al sol.

Carga incorporada – el dispositivo consta de paneles solares, que se fijan al exterior de bolsos o mochilas de viaje. Le permiten recargar dispositivos mientras viaja o almacenar carga en la batería incorporada.

Este accesorio también se puede utilizar para el fin previsto: transportar cualquier objeto o dispositivo electrónico, lo cual resulta muy conveniente para quienes gustan de hacer caminatas o trabajar al aire libre.

Aunque las "mochilas energéticas" parecen atractivas y elegantes, con la misma facilidad puedes conectar temporalmente cualquier otro tipo de cargador a tu bolso (muchos modelos incluso están equipados con mosquetones especiales) y no preocuparte por la seguridad del dispositivo durante la lluvia o la limpieza.

Camas plegables – pueden ser varios paneles flexibles, plegados de forma compacta en una “pila”, o una variación de dos monobloques encerrados en una caja rígida con forma de libro desplegable.

El objetivo principal de este dispositivo es minimizar la “captura” de espacio utilizable en el volumen de su equipaje y aumentar la eficiencia gracias al mayor número de fotocélulas. Una buena ventaja es que la mayoría de los modelos están equipados con soportes para una mochila o una ventanilla del automóvil.

El tamaño de la cubierta se puede seleccionar según sus necesidades: para cargar un teléfono móvil, un dispositivo del tamaño del teléfono en sí es suficiente, pero para portátiles y tabletas, el panel, incluso plegado, no será más pequeño que un A5. hoja

Pero independientemente del diseño, todos los cargadores solares funcionan según el mismo principio, así que veamos los matices técnicos importantes que le ayudarán a la hora de comprar un dispositivo.

¿Cómo elegir la opción correcta?

Primero, debes decidir la cantidad y los tipos de dispositivos que planeas cargar mediante carga solar. La potencia del dispositivo y el tipo de puerto de salida dependen de estos parámetros.

Si el dispositivo tiene varios puertos USB, puedes conectar y cargar varios dispositivos simultáneamente, lo principal es que la potencia de la batería lo permita

Las características de varios dispositivos se pueden aclarar consultando sus instrucciones de funcionamiento, y en algunos dispositivos el voltaje de funcionamiento también se indica en el cargador incluido en el kit, por lo que no será difícil navegar. Como último recurso, siempre puedes adquirir el adaptador necesario.

Parámetros básicos y buenas adiciones.

Las características de la corriente de carga determinan el tiempo que tarda el dispositivo en recargar varios dispositivos. Este indicador se mide en amperios y se indica en los puertos del dispositivo.

Valores:

• 1 amperio: destinado a teléfonos móviles, cigarrillos electrónicos, relojes y reproductores.
• 2 amperios: apto para tabletas, teléfonos inteligentes, cámaras digitales y cámaras de vídeo.
• 2,5-3 amperios: servirán para cargar netbooks y portátiles.

También es importante conocer el voltaje de salida, porque los dispositivos que se cargan pueden exceder la potencia de carga solar. Por lo tanto, para la mayoría de los teléfonos y tabletas simples necesitará una salida de 5 voltios, para cámaras digitales y dispositivos de juegos, 9, y para computadoras portátiles y refrigeradores de automóviles, de 12 a 24.

Pero aún así, la principal característica del cargador es la potencia del panel solar. El tiempo de carga de la batería depende directamente de este indicador. Y aquí todo depende de las características de los paneles captadores de luz.

Por ejemplo, elementos con una potencia de 5 W (opción de presupuesto estándar) tendrán una corriente de 900 mA hora y 10 W tendrán una corriente de 1500 mA. Es decir, cargar un teléfono con un cargador solar de 5 W tardará entre 2 y 3 horas, pero un panel de 10 W lo hará en una hora y media.

Para dispositivos potentes como tabletas para juegos y computadoras portátiles, es mejor comprar modelos plegables con varios paneles que generan carga rápidamente.

Además, los dispositivos con paneles cuya potencia no supera los 2 W se utilizan únicamente para acumular carga de la batería incorporada. Y para cargar dispositivos directamente desde la luz solar, se necesitan paneles con una potencia de 3 W o más.

Otros parámetros importantes:

1. Disponibilidad de batería – si el dispositivo no tiene un dispositivo de almacenamiento, sólo puede funcionar en un lugar iluminado. Los dispositivos con baterías pueden cargarse en cualquier momento del día y también pueden cargarse desde otras fuentes: un puerto USB de una computadora portátil o un tomacorriente conectado a 220 V.
2. Tipo de fotocélulas – Se cree que los monocristales absorben más eficazmente la luz solar (su eficiencia es del 13-18%). Para los policristales, esta cifra es menor: alrededor del 10-12%. Incluso puedes distinguirlos a simple vista: los paneles policristalinos tienen un tinte azul oscuro, mientras que sus competidores son negros.
3. Interfaz – Los cargadores solares universales están equipados con USB informativo, donde se puede seleccionar la opción deseada según el tipo de dispositivo descargado. Algunos dispositivos también están equipados con un indicador de la intensidad de la luz solar, que ayudará a determinar la ubicación óptima para una carga rápida.
4. Proteccion – A priori, todos los dispositivos cuentan con un sistema de seguridad que permite su uso en exteriores. Pero para los amantes de las aventuras extremas, vale la pena buscar un dispositivo con protección mejorada contra la lluvia, el polvo, la suciedad, los golpes y otras causas de fuerza mayor.

Las características adicionales suelen estar representadas por la función "linterna" o "lámpara". Esto puede ser relevante no solo para los amantes de la recreación al aire libre, sino también para los automovilistas: al cambiar un neumático o realizar reparaciones en la carretera por la noche, una luz brillante se convertirá en un asistente indispensable.

Entre otras ventajas, los fabricantes pueden ofrecer un concentrador USB o un punto Wi-Fi. Pero, por supuesto, cualquier complemento aumenta significativamente el coste final del producto. Depende de usted decidir si realmente son necesarios.

Nuestros modelos líderes en términos de intensidad de compra son:

Recomendaciones generales para el uso del cargador.

Los dispositivos con batería incorporada deben cargarse completamente antes del primer uso, no al sol, sino a la red eléctrica. Luego conecte cualquier dispositivo al cargador para que reciba energía y descargue el disco.

Después de esto, el panel puede exponerse a los rayos y compensar la carga perdida. Para los modelos que funcionan directamente desde el sol, esta regla no funciona: pueden instalarse inmediatamente en áreas iluminadas y conectarse a dispositivos.

La mayoría de los cargadores solares están diseñados para funcionar en temperaturas que oscilan entre -20 y +45 grados, pero también hay modelos especiales que funcionan en climas extremos, solo que se fabrican bajo pedido.

Para maximizar la eficiencia de la carga solar, recomendamos lo siguiente:

1. Coloque el dispositivo de modo que los rayos caigan sobre el panel en ángulo recto. Incluso si el sol no está en su cenit, puedes darle al cargador la posición correcta levantándolo en un ángulo de 40 grados con la ayuda de algún tipo de soporte. De esta forma podrás recoger entre un 20 y un 30% más de carga que si colocas el panel en posición horizontal en un lugar iluminado.
2. Utilice el dispositivo junto con un dispositivo de almacenamiento, no sólo en las paradas de descanso, sino también mientras viaja en coche o de excursión.Un tándem de este tipo podrá recolectar energía para 2 o 3 cargas telefónicas incluso en tiempo nublado y sin luz solar directa.
3. Ten en cuenta que en la mayoría de dispositivos plegables los paneles están conectados en serie, por lo que es importante que todos los elementos estén iluminados de manera uniforme. Por ejemplo, incluso si la sombra cubre sólo la mitad del primero de los cuatro paneles, la energía de la batería se reducirá a la mitad.
4. Para que las baterías de alta capacidad alcancen los parámetros indicados, se recomienda "overclockearlas": descargarlas por completo y luego cargarlas al 100%. Y así 3-4 veces.
5. Durante una pausa prolongada en el funcionamiento (un mes o más), guarde el cargador a temperatura ambiente. Si se trata de un dispositivo con batería incorporada, primero se debe cargar al 50-70%.

Y el último consejo: incluso si la carga ha empeorado o se ha estropeado por completo, no la desmonte usted mismo para no dañar los elementos del sistema ni la propia carcasa. Un dispositivo desmontado anulará automáticamente la garantía, por lo que es mejor ponerse en contacto con un centro de servicio o proveedor autorizado.

¿Cómo hacer un cargador con tus propias manos?

Aunque los cargadores modernos han dejado de ser dispositivos premium y son bastante asequibles para el consumidor medio, si desea ahorrar dinero, siempre existe la oportunidad de fabricar dicho dispositivo usted mismo.

Un ejemplo de un dispositivo casero en un estuche rígido hecho de una lata de metal, equipado con un conector USB y un convertidor de energía para cargar dispositivos de bajo consumo.

 Para hacer un cargador solar sencillo necesitas adquirir varios elementos básicos:

• panel policristalino o monocristalino;
• soporte de la batería;
• diodo de bloqueo Schottky;
• conector hembra;
• controlador de carga (sin embargo, si la carga produce 0,5-5 V, puede utilizar un convertidor elevador de 5 V más económico en lugar del controlador).

En cuanto al panel en sí, aquí debes hacer un pequeño cálculo de la cantidad de elementos, en función de la potencia del dispositivo que planeas cargar.

Por ejemplo, si la corriente de carga de la batería es aproximadamente el 10% de su capacidad, entonces cargar a 20.000 mA requiere una corriente de 2 A y tardará unas 14 horas en alimentar el dispositivo. Si duplicas la corriente a 4A, el tiempo de carga se reducirá a 7 horas.

Reemplazar el controlador con un convertidor le permitirá ensamblar un cargador incluso usando una batería de baja potencia de una lámpara solar para césped; aún obtendrá la salida requerida de 5 V (aunque la carga tardará mucho tiempo)

Dependiendo de los parámetros actuales para carga futura (2 o 4A), también se seleccionan elementos cristalinos. Normalmente, 1 parte produce aproximadamente 0,5 V, es decir, para obtener al menos 5 V, necesitará entre 10 y 12 elementos.

Luego es necesario soldarlos en serie. Si usa un panel de linterna, incluso uno estándar de 70*70 cm puede emitir de 2,5 a 4,5 V, por lo que es mejor comprobarlo con un voltímetro.

El último paso es encerrar el cargador casero en cualquier marco adecuado (incluso un frasco de dulces servirá) y equiparlo con un conector USB. Luego, debe soldar un diodo de bloqueo al conector, así como los cables del panel solar al convertidor y al soporte de acuerdo con el diagrama a continuación.

Es necesario un diodo Schottky para que al encender el dispositivo las baterías no se descarguen a través del panel solar. Puedes adquirirlo, como otros componentes, en los mercados de radio o en Internet.

Solo queda comprobar el funcionamiento del dispositivo al sol con cualquier dispositivo descargado.Si todo está en orden, puedes utilizar los adaptadores adecuados y cargar varios dispositivos.

Instrucciones fotográficas para aficionados al bricolaje.

Puede montar fácilmente un cargador compacto con un puerto USB para alimentar su teléfono con sus propias manos. Todos los componentes están disponibles para la venta de forma gratuita; en casos extremos, se pueden solicitar. Un producto casero costará decenas de veces menos que uno fabricado en fábrica, especialmente si se publicita ampliamente.

Al comprar componentes para ensamblar el dispositivo, es necesario tener en cuenta que la batería solar debe comprarse con un voltaje de 5 V o más. Ya hemos hablado del voltaje de la batería, es de 3,7 V. Sin embargo, no mencionamos una sutileza importante: la "protección de la PCB" debe indicarse en el etiquetado de la batería o en los documentos técnicos. Esto significa que está protegido contra descargas profundas y sobrecargas.

También necesitará dos conectores de 2,5 mm: uno con un pestillo en el panel y el segundo con un cable. También necesitará un circuito de refuerzo USB para suministrar corriente CC.

¿Te has abastecido de todo lo que necesitas? Empecemos a montar:

Además, necesitas soldar el diodo. Está conectado por un lado mediante un cable a la batería y por el otro, al pin central del conector. Es aconsejable realizar conexiones soldadas lo más cerca posible del diodo; todos los nodos deben protegerse con tubos termorretráctiles o al menos gotas de pegamento.

Él le familiarizará con las reglas para seleccionar paneles solares para amueblar una casa o cabaña privada. próximo artículodedicado a este interesante tema.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

Para tener una idea visual de los cargadores solares y los principios de su funcionamiento, le sugerimos ver nuestra selección de vídeos:

Consejos prácticos y sugerencias sobre cómo elegir un cargador para varios dispositivos. Puedes mirar dentro y estudiar el diagrama de la barra de chocolate junto con el autor de este vídeo:

Cómo montar un cargador alimentado por rayos solares con tus propias manos:

Gracias al progreso tecnológico y las mentes brillantes de los inventores que hicieron que la energía solar fuera accesible para los usuarios comunes. Gracias a estos cargadores, no tienes que preocuparte por quedarte sin comunicación con la civilización en el momento adecuado durante tus vacaciones.

Bueno, si tienes alguna dificultad para seleccionar un dispositivo, siempre puedes buscar el consejo de profesionales con conocimientos de ingeniería eléctrica.

Cuéntenos cómo utilizó la carga solar mientras acampaba, hacía un picnic o estaba de viaje. Por favor escriba comentarios en el bloque a continuación. Haga preguntas, comparta sus impresiones e información útil sobre el tema, publique fotografías.