Solarbatterieladegerät: Gerät und Funktionsprinzip des Solarladens

Immer mehr Liebhaber aktiver Erholung verbringen ihre Ferien und Wochenenden lieber in der Nähe der unberührten Natur.Aber es ist für einen modernen Menschen schwierig, die Vorteile der Zivilisation abzulehnen – wer von uns nimmt nicht ein Mobiltelefon, einen Laptop oder eine Kamera mit auf eine Reise?

Aber wenn Sie ein solarbetriebenes Ladegerät im Gepäck haben, ist das Problem mit der Stromversorgung Ihrer Geräte gelöst. Es bleibt nur noch herauszufinden, wie man das richtige Gerät auswählt. Der von uns vorgestellte Artikel wird eine wirksame Hilfe bei der Klärung aller Fragen sein.

Was ist Solarladung?

Diese Ladegeräte sind in der Lage, Sonnenenergie in Gleichstrom umzuwandeln. Sie können mit verschiedenen Modellen von Navigatoren, Playern, Laptops, Telefonen, Kameras und anderen tragbaren Geräten arbeiten.

Die Ladezeit hängt jedoch direkt von der Leistung des Geräts selbst und der Art des entladenen Geräts ab. Um ein wirklich praktisches und universelles Gerät auszuwählen, lohnt es sich daher, seine Eigenschaften zu verstehen.

Designmerkmale des Geräts

Das Gerät selbst besteht aus einem kristallinen Panel, einem Lade-/Entladeregler und einem Solar-zu-Elektro-Energiewandler.

Einige Modelle sind außerdem mit einem Pufferakku bestehend aus mehreren Lithiumzellen ausgestattet, der es dem Gerät ermöglicht, Energie nicht nur umzuwandeln, sondern auch zu speichern, um auch im Dunkeln eine Ladung abzugeben.

Noch vor ein paar Jahren waren Solarladegeräte recht teure Geräte, heute sind sie ein Massenprodukt zu einem erschwinglichen Preis

Vorteile von Solarladegeräten:

• Universell – für verschiedene Geräte geeignet (USB-Anschlüsse sind am Gehäuse vorhanden, und die meisten Modelle sind zusätzlich mit speziellen Adaptern für verschiedene Arten von Elektrogeräten ausgestattet).
• Nimmt im Reisegepäck wenig Platz ein.
• Es gibt eine große Auswahl an Formen, Farben, Größen und Leistung, um unterschiedlichen Bedürfnissen und ästhetischen Vorlieben gerecht zu werden.

Nun, der größte Nachteil aller Solarladegeräte ist die lange Zeit, die sie brauchen, um „Energie“ zu sammeln.Darüber hinaus sollte klar sein, dass, wenn fast jedes Modell ein Mobiltelefon oder eine Kamera mit Strom versorgen kann, ein aktiver „Energieabsorber“ wie ein Laptop bereits beeindruckende Energie aus einer Solarbatterie und einer kapazitiven Batterie benötigt.

Wie das Gerät funktioniert

Tragbare solarbetriebene Ladegeräte sind autonome Systeme, die Energie sowohl aus Strahlen als auch aus dem Stromnetz, Leuchtstofflampen oder einem Computer verarbeiten können. Darüber hinaus benötigen viele Modelle keine intensive Sonneneinstrahlung – sie laden sich auch an bewölkten Tagen auf, obwohl der Wirkungsgrad natürlich sinkt (von 20 auf 70 %).

Wenn Sie ein Gerät kaufen, das an eine Steckdose angeschlossen werden kann, können Sie bei bewölktem Wetter erheblich Zeit beim Aufladen sparen

Das Gerät funktioniert folgendermaßen: Kristalle auf dem Panel absorbieren Sonnenenergie, der Konverter „verarbeitet“ sie in elektrischen Strom, der der Stromquelle zugeführt wird. Wenn ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerät über ein Kabel an diese Quelle angeschlossen wird, fließt die angesammelte Energie nach und nach in das entladene Gerät.

Arten von Solarladegeräten

Was das Erscheinungsbild betrifft, haben die Hersteller bereits versucht, nicht nur die Farbgebung und Form der Geräte zu diversifizieren, sondern das Gerät auch für den Einsatz in verschiedenen Situationen so komfortabel wie möglich zu gestalten. Schauen wir uns die beliebtesten Optionen an.

Monoblock – ein kompaktes Gerät, bestehend aus einem Panel und einem Antrieb, eingeschlossen in einem soliden Metall- oder Kunststoffgehäuse. Ein solches Gerät „rettet“ ein entladenes Telefon am Strand oder beim Picknick und nimmt in einer normalen Tasche nicht viel Platz ein.

Monoblocks sind praktisch für den Alltag – sie nehmen nicht viel Platz ein und können nicht nur in der Sonne, sondern auch während der Arbeit am Laptop oder Computer aufgeladen werden

Flexibles Panel – ein dünnes Falt- oder Entfaltungspaneel mit Fotozellen. Es nimmt wenig Platz im Gepäck ein und wiegt deutlich weniger als sein solider, geschlossener Konkurrent. Aber trotz des anständigen „Abdeckungsgebiets“ flexible Platten sammeln Solarladung fast doppelt so langsam an wie Monoblöcke.

Darüber hinaus funktionieren die meisten Panels nur bei direkter Sonneneinstrahlung, ohne Energie für die zukünftige Verwendung zu speichern – sie verfügen nicht über eine eingebaute Batterie. Sie können Ihren Ladevorgang jedoch jederzeit durch einen externen Speicher mit der erforderlichen Leistung ergänzen.

Daher sind flexible Panels eine gute Möglichkeit, das Problem des Aufladens von Geräten mit geringem Stromverbrauch während eines „stationären“ Urlaubs zu lösen – auf dem Land, beim Angeln, mit einem Zelt. Aber für einen Wanderausflug ist es besser, sich eine andere Option anzusehen.

Während der Fahrt lässt sich das flexible Panel kompakt zusammenfalten und im Kofferraum verstauen oder auf dem Autodach befestigen, im Ruhezustand lässt es sich einfach in der Sonne ausbreiten.

Integriertes Laden – Das Gerät besteht aus Solarplatten, die außen an Taschen oder Reiserucksäcken befestigt werden. Sie ermöglichen das Aufladen von Geräten während der Reise oder das Speichern von Ladung im eingebauten Akku.

Dieses Zubehör kann auch für den vorgesehenen Zweck verwendet werden – zum Tragen von Gegenständen oder elektronischen Geräten, was für diejenigen, die gerne wandern oder im Freien arbeiten, sehr praktisch ist.

Obwohl „Energierucksäcke“ ansprechend und stilvoll aussehen, können Sie jedes andere Ladegerät genauso einfach vorübergehend an Ihrer Tasche befestigen (viele Modelle sind sogar mit speziellen Karabinern ausgestattet) und müssen sich bei Regen oder Reinigung keine Sorgen um die Sicherheit des Geräts machen

Klappbetten – Dies können entweder mehrere flexible Platten sein, die kompakt in einem „Stapel“ gefaltet sind, oder eine Variante von zwei Monoblöcken, die in einer starren Hülle in Form eines Dropdown-Buches eingeschlossen sind.

Das Hauptziel eines solchen Geräts besteht darin, die „Einnahme“ von nutzbarem Raum im Volumen Ihres Gepäcks zu minimieren und die Effizienz durch eine größere Anzahl von Fotozellen zu steigern. Ein schöner Bonus ist, dass die meisten Modelle mit Halterungen für einen Rucksack oder ein Autofenster ausgestattet sind.

Die Größe des Clamshells kann je nach Bedarf gewählt werden: Zum Aufladen eines Mobiltelefons reicht ein Gerät in der Größe des Telefons selbst aus, bei Laptops und Tablets ist das Panel jedoch auch im zusammengeklappten Zustand nicht kleiner als ein A5-Format Blatt

Aber unabhängig vom Design funktionieren alle Solarladegeräte nach dem gleichen Prinzip. Schauen wir uns also wichtige technische Nuancen an, die beim Kauf eines Geräts hilfreich sind.

Wie wähle ich die richtige Option aus?

Zunächst sollten Sie sich für die Anzahl und Art der Geräte entscheiden, die Sie mit Solarladung aufladen möchten. Die Leistung des Geräts und die Art des Ausgangsports hängen von diesen Parametern ab.

Wenn das Gerät über mehrere USB-Anschlüsse verfügt, können Sie verschiedene Geräte gleichzeitig anschließen und laden, Hauptsache, die Akkuleistung lässt es zu

Die Eigenschaften verschiedener Geräte können anhand der Bedienungsanleitungen geklärt werden. Bei einigen Geräten ist die Betriebsspannung auch auf dem im Kit enthaltenen Ladegerät angegeben, sodass die Navigation nicht schwierig ist. Als letzten Ausweg können Sie jederzeit den erforderlichen Adapter erwerben.

Grundparameter und nette Ergänzungen

Die Charakteristik des Ladestroms bestimmt die Zeit, die das Gerät zum Aufladen verschiedener Geräte benötigt. Dieser Indikator wird in Ampere gemessen und an den Anschlüssen des Geräts angezeigt.

Werte:

• 1 Ampere – bestimmt für Mobiltelefone, elektronische Zigaretten, Uhren, Player.
• 2 Ampere – geeignet für Tablets, Smartphones, Digitalkameras und Videokameras.
• 2,5–3 Ampere – reicht zum Aufladen von Netbooks und Laptops aus.

Es ist auch wichtig, die Ausgangsspannung zu kennen, da die zu ladenden Geräte die Leistung des Solarladens überschreiten können. Für die meisten Telefone und einfache Tablets benötigen Sie also eine Ausgangsspannung von 5 Volt, für Digitalkameras und Gaming-Geräte 9 Volt und für Laptops und Autokühlschränke 12–24 Volt.

Das Hauptmerkmal des Ladegeräts ist jedoch die Leistung des Solarpanels. Die Ladezeit des Akkus hängt direkt von dieser Anzeige ab. Und hier kommt es auf die Eigenschaften der Lichtsammelplatten an.

Beispielsweise haben Elemente mit einer Leistung von 5 W (Standard-Budgetoption) einen Strom von 900 mA pro Stunde und 10 W einen Strom von 1500 mA. Das heißt, das Aufladen eines Telefons mit einem 5-W-Solarladegerät dauert 2-3 Stunden, ein 10-W-Panel schafft es jedoch in anderthalb Stunden.

Für leistungsstarke Geräte wie Gaming-Tablets und Laptops empfiehlt es sich, faltbare Modelle mit mehreren Panels zu kaufen, die schnell eine Ladung generieren

Darüber hinaus werden Geräte mit Panels, deren Leistung 2 W nicht überschreitet, nur zum Laden der eingebauten Batterie verwendet. Und um Geräte direkt über Sonnenlicht aufzuladen, benötigen Sie Panels mit einer Leistung von 3 W oder mehr.

Weitere wichtige Parameter:

1. Batterieverfügbarkeit – Wenn das Gerät nicht über einen Speicher verfügt, kann es nur an einem beleuchteten Ort betrieben werden. Geräte mit Batterien können zu jeder Tageszeit aufgeladen werden und können auch über andere Quellen aufgeladen werden – einen Laptop-USB-Anschluss oder eine an 220 V angeschlossene Steckdose.
2. Art der Fotozellen – Es wird angenommen, dass Einkristalle das Sonnenlicht effektiver absorbieren (ihr Wirkungsgrad beträgt 13-18 %). Bei Polykristallen ist dieser Wert niedriger – etwa 10–12 %. Sie können sie sogar mit bloßem Auge unterscheiden – polykristalline Panels haben einen dunkelblauen Farbton, während ihre Konkurrenten schwarz sind.
3. Schnittstelle – Universelle Solarladegeräte sind mit informativem USB ausgestattet, wo Sie je nach Art des entladenen Geräts die gewünschte Option auswählen können. Einige Geräte sind außerdem mit einem Indikator für die Intensität des Sonnenlichts ausgestattet, der dabei hilft, den optimalen Standort für eine schnelle Aufladung zu bestimmen.
4. Schutz – A priori verfügen alle Geräte über ein Sicherheitssystem, das den Einsatz im Freien ermöglicht. Doch für Liebhaber extremer Abenteuer lohnt es sich, nach einem Gerät mit verbessertem Schutz vor Regen, Staub, Schmutz, Stößen und anderen höheren Gewalten zu suchen.

Zusätzliche Funktionen werden am häufigsten durch die Funktion „Laterne“ oder „Lampe“ dargestellt. Dies kann nicht nur für Liebhaber der Outdoor-Freizeit relevant sein, sondern auch für Autofahrer – beim Reifenwechsel oder bei Reparaturen unterwegs in der Nacht wird ein helles Licht zu einem unverzichtbaren Helfer.

Neben anderen Boni bieten Hersteller möglicherweise einen USB-Hub oder einen WLAN-Punkt an. Aber natürlich erhöhen alle Zusätze die Endkosten des Produkts erheblich. Ob sie wirklich benötigt werden, liegt in Ihrer Entscheidung.

Unsere führenden Modelle hinsichtlich der Einkaufsintensität sind:

Allgemeine Empfehlungen zur Verwendung des Ladegeräts

Geräte mit eingebautem Akku müssen vor dem ersten Gebrauch vollständig aufgeladen werden, nicht in der Sonne, sondern am Stromnetz. Schließen Sie dann ein beliebiges Gerät an das Ladegerät an, damit es Energie erhält und das Laufwerk entlädt.

Danach kann das Panel den Strahlen ausgesetzt werden und die verlorene Ladung ausgleichen. Bei Modellen, die direkt von der Sonne betrieben werden, gilt diese Regel nicht – sie können sofort in beleuchteten Bereichen installiert und an Geräte angeschlossen werden.

Die meisten Solarladegeräte sind für den Betrieb bei Temperaturen von – 20 bis + 45 Grad ausgelegt, es gibt aber auch spezielle Modelle, die in extremen Klimazonen funktionieren, nur diese werden auf Bestellung gefertigt

Um die Effizienz des Solarladens zu maximieren, empfehlen wir Folgendes:

1. Positionieren Sie das Gerät so, dass die Strahlen im rechten Winkel auf die Platte fallen. Auch wenn die Sonne nicht im Zenit steht, können Sie dem Ladegerät die richtige Position geben, indem Sie es mit Hilfe einer Stütze in einem Winkel von 40 Grad anheben. Auf diese Weise können Sie 20–30 % mehr Ladung sammeln, als wenn Sie das Panel horizontal an einem beleuchteten Ort platzieren.
2. Nutzen Sie das Gerät zusammen mit einem Aufbewahrungsgerät nicht nur auf Raststätten, sondern auch auf Reisen mit dem Auto oder auf einer Wanderung.Ein solches Tandem kann auch bei bewölktem Wetter und ohne direkte Sonneneinstrahlung Energie für 2-3 Telefonladungen sammeln.
3. Bedenken Sie, dass bei den meisten Faltgeräten die Panels in Reihe geschaltet sind. Daher ist es wichtig, dass alle Elemente gleichmäßig beleuchtet werden. Selbst wenn der Schatten beispielsweise nur die Hälfte des ersten von vier Panels bedeckt, sinkt die Akkuleistung um die Hälfte.
4. Damit Hochleistungsbatterien die angegebenen Parameter erreichen, empfiehlt es sich, sie zu „übertakten“ – vollständig zu entladen und dann auf 100 % aufzuladen. Und so 3-4 mal.
5. Lagern Sie das Ladegerät während einer längeren Betriebspause (einen Monat oder länger) bei Raumtemperatur. Handelt es sich um ein Gerät mit eingebautem Akku, muss dieser zunächst auf 50-70 % aufgeladen werden.

Und der letzte Ratschlag: Auch wenn der Ladevorgang schlechter geworden ist oder ganz ausgefallen ist, zerlegen Sie ihn nicht selbst, um die Systemelemente und das Gehäuse selbst nicht zu beschädigen. Bei einem zerlegten Gerät erlischt automatisch die Garantie. Wenden Sie sich daher besser an ein autorisiertes Servicecenter oder einen autorisierten Lieferanten.

Wie baue ich ein Ladegerät mit eigenen Händen?

Obwohl moderne Ladegeräte keine Premium-Geräte mehr sind und für den Durchschnittsverbraucher recht erschwinglich sind, gibt es, wenn Sie Geld sparen möchten, immer die Möglichkeit, ein solches Gerät selbst herzustellen.

Ein Beispiel für ein selbstgebautes Gerät in einem Hartschalenetui aus einer Metalldose, ausgestattet mit einem USB-Anschluss und einem Energiewandler zum Laden von Geräten mit geringem Stromverbrauch

 Um ein einfaches Solarladegerät herzustellen, müssen Sie mehrere Grundelemente kaufen:

• poly- oder monokristallines Panel;
• Batteriehalter;
• Schottky-Sperrdiode;
• Anschlussbuchse;
• Laderegler (wenn der Ladevorgang jedoch 0,5–5 V erzeugt, können Sie anstelle des Reglers einen günstigeren 5-V-Aufwärtswandler verwenden).

Was das Panel selbst betrifft, müssen Sie hier eine kleine Berechnung der Anzahl der Elemente durchführen, basierend auf der Leistung des Geräts, das Sie aufladen möchten.

Wenn der Ladestrom für den Akku beispielsweise etwa 10 % seiner Kapazität beträgt, ist für das Laden mit 20.000 mA ein Strom von 2 A erforderlich, und die Stromversorgung des Geräts dauert etwa 14 Stunden. Wenn Sie den Strom auf 4A verdoppeln, verkürzt sich die Ladezeit auf 7 Stunden.

Wenn Sie den Controller durch einen Konverter ersetzen, können Sie ein Ladegerät zusammenbauen, selbst wenn Sie einen Akku mit geringer Leistung aus einer Solar-Rasenlampe verwenden – Sie erhalten immer noch die erforderliche 5-V-Ausgabe (obwohl das Aufladen lange dauert).

Abhängig von den aktuellen Parametern für das zukünftige Laden (2 oder 4A) werden auch kristalline Elemente ausgewählt. Normalerweise erzeugt 1 Teil etwa 0,5 V, das heißt, um mindestens 5 V zu erhalten, sind 10-12 Elemente erforderlich.

Dann müssen sie in Reihe zusammengelötet werden. Wenn Sie ein Taschenlampenpanel verwenden, kann sogar ein Standard-70*70-cm-Panel 2,5 bis 4,5 V ausgeben, daher ist es besser, dies mit einem Voltmeter zu überprüfen.

Der letzte Schritt besteht darin, das selbstgebaute Ladegerät in einen geeigneten Rahmen (sogar ein Bonbonglas) einzuschließen und es mit einem USB-Anschluss auszustatten. Anschließend müssen Sie eine Sperrdiode an den Stecker sowie Drähte vom Solarpanel zum Konverter und zur Halterung gemäß der folgenden Abbildung anlöten.

Damit beim Einschalten des Geräts die Batterien nicht über das Solarpanel entladen werden, ist eine Schottky-Diode erforderlich. Sie können es, wie andere Komponenten auch, auf Radiomärkten oder im Internet erwerben

Es bleibt nur noch die Funktion des Gerätes in der Sonne bei entladenem Gerät zu überprüfen.Wenn alles in Ordnung ist, können Sie die entsprechenden Adapter verwenden und verschiedene Geräte laden.

Fotoanleitung für Heimwerker

Sie können ganz einfach ein kompaktes Ladegerät mit USB-Anschluss zusammenbauen, um Ihr Telefon mit Ihren eigenen Händen mit Strom zu versorgen. Alle Komponenten stehen zum freien Verkauf zur Verfügung, im Extremfall können sie bestellt werden. Ein hausgemachtes Produkt kostet zehnmal weniger als ein fabrikgefertigtes Produkt, insbesondere wenn es weithin beworben wird.

Beim Kauf von Komponenten zum Zusammenbau des Gerätes ist zu berücksichtigen, dass die Solarbatterie mit einer Spannung von 5V oder mehr erworben werden muss. Über die Batteriespannung haben wir bereits gesprochen, sie beträgt 3,7 V. Eine wichtige Feinheit haben wir jedoch nicht erwähnt – „PCB-Schutz“ sollte in der Batteriekennzeichnung oder in technischen Dokumenten angegeben werden. Dadurch ist es vor Tiefentladung und Überladung geschützt.

Sie benötigen außerdem zwei 2,5-mm-Anschlüsse: einen mit einer Verriegelung am Panel, den zweiten mit einem Kabel. Sie benötigen außerdem einen USB-Boost-Schaltkreis, um Gleichstrom bereitzustellen.

Haben Sie sich mit allem eingedeckt, was Sie brauchen? Beginnen wir mit dem Zusammenbau:

Außerdem müssen Sie die Diode löten. Es ist auf der einen Seite über ein Kabel mit der Batterie verbunden, auf der anderen Seite mit dem mittleren Pin des Steckers. Es empfiehlt sich, Lötverbindungen möglichst nahe an der Diode vorzunehmen; alle Knoten müssen mit Schrumpfschlauch oder zumindest Klebetropfen geschützt werden.

Er macht Sie mit den Regeln für die Auswahl von Solarmodulen für die Einrichtung eines Privathauses oder Ferienhauses vertraut. nächster Artikelwidmet sich diesem interessanten Thema.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Um einen visuellen Eindruck von Solarladegeräten und ihren Funktionsprinzipien zu bekommen, empfehlen wir Ihnen, sich unsere Auswahl an Videos anzusehen:

Praktische Ratschläge und Tipps zur Auswahl eines Ladegeräts für verschiedene Geräte. Sie können hineinschauen und gemeinsam mit dem Autor dieses Videos das Schokoriegeldiagramm studieren:

So bauen Sie mit Ihren eigenen Händen ein solarbetriebenes Ladegerät zusammen:

Dank des technologischen Fortschritts und der klugen Köpfe von Erfindern, die Solarenergie für normale Benutzer zugänglich gemacht haben. Dank solcher Ladegeräte müssen Sie sich keine Sorgen machen, dass Sie im Urlaub zur richtigen Zeit ohne Kommunikation mit der Zivilisation bleiben.

Wenn Sie Schwierigkeiten bei der Auswahl eines Geräts haben, können Sie sich jederzeit von Fachleuten der Elektrotechnik beraten lassen.

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