Chargeur de batterie solaire : dispositif et principe de fonctionnement de la recharge solaire

De plus en plus d'amateurs de loisirs actifs préfèrent passer leurs vacances et leurs week-ends au plus près de la nature vierge.Mais il est difficile pour une personne moderne de refuser les bienfaits de la civilisation - qui d'entre nous n'emporte pas un téléphone portable, un ordinateur portable ou un appareil photo en voyage ?

Mais si vous avez un chargeur solaire dans vos bagages, le problème d’alimentation de vos appareils sera résolu. Il ne reste plus qu'à savoir comment choisir le bon appareil. L'article que nous présentons fournira une aide efficace pour clarifier tous les problèmes.

Qu’est-ce que la recharge solaire ?

Ces chargeurs sont capables de convertir l'énergie solaire en courant électrique continu. Ils peuvent fonctionner avec différents modèles de navigateurs, lecteurs, ordinateurs portables, téléphones, appareils photo et autres appareils portables.

Mais le temps de charge dépend directement de la puissance de l'appareil lui-même et du type d'appareil déchargé. Par conséquent, afin de choisir un appareil vraiment pratique et universel, il convient de comprendre ses caractéristiques.

Caractéristiques de conception de l'appareil

L'appareil lui-même se compose d'un panneau cristallin, d'un contrôleur de niveau de charge/décharge et d'un convertisseur d'énergie solaire-électrique.

Certains modèles sont également équipés d'une batterie tampon composée de plusieurs cellules au lithium, qui permet à l'appareil non seulement de se convertir, mais aussi d'accumuler de l'énergie afin de libérer une charge même dans l'obscurité.

Il y a quelques années à peine, les chargeurs solaires étaient des appareils assez chers, mais ils constituent aujourd'hui un produit de masse à un prix abordable.

Avantages des chargeurs solaires :

• Universel - adapté à divers appareils (des connecteurs USB sont fournis sur le boîtier et la plupart des modèles sont en outre équipés d'adaptateurs spéciaux pour différents types d'équipements électriques).
• Prend peu de place dans les bagages de voyage.
• Il existe un large choix de formes, de couleurs, de tailles et de puissances pour répondre aux différents besoins et goûts esthétiques.

Eh bien, l’inconvénient le plus important de tous les chargeurs solaires est le temps qu’il leur faut pour accumuler de la « puissance ».De plus, il faut comprendre que si presque n'importe quel modèle peut gérer l'alimentation d'un téléphone portable ou d'un appareil photo, alors un « absorbeur » d'énergie actif tel qu'un ordinateur portable nécessitera déjà une puissance impressionnante d'une batterie solaire et d'une batterie capacitive.

Comment fonctionne l'appareil

Les chargeurs solaires portables sont des systèmes autonomes capables de traiter l'énergie provenant aussi bien des rayons que du secteur, de lampes fluorescentes ou d'un ordinateur. De plus, de nombreux modèles n'ont pas besoin d'un soleil intense - ils accumulent de la charge même par temps nuageux, même si l'efficacité diminue bien sûr (de 20 à 70 %).

Si vous achetez un appareil capable de se connecter à une prise électrique, vous pouvez gagner considérablement du temps sur l'accumulation de charge par temps nuageux.

L'appareil fonctionne comme ceci : les cristaux sur le panneau absorbent l'énergie solaire, le convertisseur la « transforme » en courant électrique, qui est fourni à la source d'alimentation. Lorsqu'un téléphone mobile ou un autre appareil est connecté à cette source à l'aide d'un cordon, l'énergie accumulée s'écoule progressivement vers l'appareil déchargé.

Types de chargeurs solaires

En ce qui concerne l'apparence, les fabricants ont déjà essayé non seulement de diversifier la palette de couleurs et la forme des appareils, mais également de rendre l'appareil aussi pratique que possible pour une utilisation dans diverses situations. Examinons les options les plus populaires.

Monobloc – un appareil compact composé d'un panneau et d'un variateur enfermés dans un boîtier solide en métal ou en plastique. Un tel appareil « sauvera » un téléphone déchargé sur la plage ou lors d'un pique-nique et ne prendra pas beaucoup de place dans un sac ordinaire.

Les monoblocs sont pratiques pour la vie quotidienne - ils ne prennent pas beaucoup de place et peuvent être chargés non seulement au soleil, mais également en travaillant sur un ordinateur portable ou un ordinateur.

Panneau souple – un panneau fin pliable ou dépliable avec photocellules. Il prend peu de place dans vos bagages et pèse beaucoup moins que son concurrent solide et fermé. Mais malgré la zone de « couverture » décente, plaques flexibles accumulent la charge solaire presque deux fois plus lentement que les monoblocs.

De plus, la plupart des panneaux fonctionnent uniquement à la lumière directe du soleil, sans stocker d'énergie pour une utilisation future - ils n'ont pas de batterie intégrée. Cependant, vous pouvez toujours compléter votre charge avec un périphérique de stockage externe de la puissance requise.

Les panneaux flexibles sont donc une bonne option pour résoudre le problème de la recharge des appareils à faible consommation lors de vacances « stationnaires » - à la campagne, à la pêche, avec une tente. Mais pour une randonnée, mieux vaut envisager une autre option.

Pendant la conduite, le panneau flexible peut être plié de manière compacte et placé dans le coffre ou fixé sur le toit de la voiture, et au repos, il peut simplement être étalé au soleil.

Chargement intégré – l'appareil se compose de panneaux solaires, qui sont fixés à l'extérieur des sacs ou des sacs à dos de voyage. Ils vous permettent de recharger des appareils en voyage ou de stocker la charge dans la batterie intégrée.

Cet accessoire peut également être utilisé aux fins prévues : pour transporter des objets ou des appareils électroniques, ce qui est très pratique pour ceux qui aiment faire de la randonnée ou travailler en extérieur.

Bien que les « sacs à dos énergétiques » soient attrayants et élégants, vous pouvez tout aussi facilement attacher temporairement tout autre type de chargeur à votre sac (de nombreux modèles sont même équipés de mousquetons spéciaux) et ne pas vous soucier de la sécurité de l'appareil en cas de pluie ou de nettoyage.

Lits pliants – il peut s'agir soit de plusieurs panneaux flexibles, pliés de manière compacte en « pile », soit d'une variante de deux monoblocs enfermés dans un étui rigide en forme de livre déroulant.

L'objectif principal d'un tel dispositif est de minimiser la « capture » d'espace utilisable dans le volume de vos bagages et d'augmenter l'efficacité grâce à un plus grand nombre de photocellules. Un avantage appréciable est que la plupart des modèles sont équipés de supports pour un sac à dos ou une fenêtre de voiture.

La taille du clapet peut être choisie en fonction de vos besoins : pour charger un téléphone portable, un appareil de la taille du téléphone lui-même suffit, mais pour les ordinateurs portables et les tablettes, le panneau, même plié, ne sera pas plus petit qu'un A5 feuille

Mais quelle que soit leur conception, tous les chargeurs solaires fonctionnent selon le même principe. Examinons donc les nuances techniques importantes qui vous aideront lors de l'achat d'un appareil.

Comment choisir la bonne option ?

Tout d’abord, vous devez décider du nombre et des types d’appareils que vous envisagez de recharger à l’aide de la recharge solaire. La puissance de l'appareil et le type de port de sortie dépendent de ces paramètres.

Si l'appareil dispose de plusieurs ports USB, vous pouvez connecter et charger simultanément différents appareils, l'essentiel est que la puissance de la batterie le permette

Les caractéristiques des différents appareils peuvent être clarifiées en consultant leur mode d'emploi, et dans certains appareils, la tension de fonctionnement est également indiquée sur le chargeur inclus dans le kit, il ne sera donc pas difficile de s'y retrouver. En dernier recours, vous pouvez toujours acheter l'adaptateur nécessaire.

Paramètres de base et ajouts intéressants

Les caractéristiques du courant de charge déterminent le temps nécessaire à l'appareil pour recharger divers appareils. Cet indicateur se mesure en ampères et est indiqué sur les ports de l'appareil.

Valeurs:

• 1 ampère – destiné aux téléphones portables, cigarettes électroniques, montres, lecteurs.
• 2 ampères – convient aux tablettes, smartphones, appareils photo numériques et caméras vidéo.
• 2,5 à 3 ampères – permettra de charger les netbooks et les ordinateurs portables.

Il est également important de connaître la tension de sortie, car les appareils en cours de charge peuvent dépasser la puissance de charge solaire. Ainsi, pour la plupart des téléphones et des tablettes simples, vous aurez besoin d'une sortie de 5 volts, pour les appareils photo numériques et les gadgets de jeu - 9, et pour les ordinateurs portables et les réfrigérateurs de voiture - 12-24.

Mais la principale caractéristique du chargeur reste la puissance du panneau solaire. Le temps de charge de la batterie dépend directement de cet indicateur. Et ici, tout dépend des caractéristiques des panneaux collecteurs de lumière.

Par exemple, les éléments d'une puissance de 5 W (option budgétaire standard) auront un courant de 900 mA heures, et 10 W auront un courant de 1500 mA. Autrement dit, pour charger un téléphone à partir d'un chargeur solaire de 5 W, cela prendra 2 à 3 heures, mais un panneau de 10 W le fera en une heure et demie.

Pour les appareils puissants comme les tablettes de jeu et les ordinateurs portables, il est préférable d'acheter des modèles pliables avec plusieurs panneaux qui génèrent rapidement une charge

De plus, les appareils dotés de panneaux dont la puissance ne dépasse pas 2 W ne sont utilisés que pour accumuler la charge de la batterie intégrée. Et pour charger directement les appareils à partir de la lumière du soleil, vous avez besoin de panneaux d'une puissance de 3 W ou plus.

Autres paramètres importants :

1. Disponibilité de la batterie – si l'appareil ne dispose pas de périphérique de stockage, il ne peut fonctionner que dans un endroit éclairé. Les appareils équipés de batteries peuvent fournir une charge à tout moment de la journée et peuvent également être chargés à partir d'autres sources - un port USB d'un ordinateur portable ou une prise connectée à 220 V.
2. Type de photocellules – on pense que les monocristaux absorbent plus efficacement la lumière du soleil (leur efficacité est de 13 à 18 %). Pour les polycristaux, ce chiffre est inférieur - environ 10 à 12 %. Vous pouvez même les distinguer à l'œil nu : les panneaux polycristallins ont une teinte bleu foncé, tandis que leurs concurrents sont noirs.
3. Interface – les chargeurs solaires universels sont équipés d’un port USB informatif, où vous pouvez sélectionner l’option souhaitée en fonction du type d’appareil déchargé. Certains appareils sont également équipés d'un indicateur de l'intensité du soleil, qui permettra de déterminer l'emplacement optimal pour une charge rapide.
4. protection – a priori, tous les appareils disposent d’un système de sécurité qui permet de les utiliser en extérieur. Mais pour les amateurs d'aventures extrêmes, il vaut la peine de rechercher un appareil offrant une protection renforcée contre la pluie, la poussière, la saleté, les chocs et autres cas de force majeure.

Les fonctionnalités supplémentaires sont le plus souvent représentées par la fonction « lanterne » ou « lampe ». Cela peut être pertinent non seulement pour les amateurs de loisirs de plein air, mais aussi pour les automobilistes - lors du changement de pneu ou des réparations sur la route la nuit, une lumière vive deviendra un assistant indispensable.

Entre autres bonus, les fabricants peuvent proposer un hub USB ou un point Wi-Fi. Mais bien entendu, tout ajout augmente considérablement le coût final du produit. C'est à vous de décider s'ils sont vraiment nécessaires.

Nos modèles phares en termes d’intensité d’achat sont :

Recommandations générales pour l'utilisation du chargeur

Les appareils dotés d'une batterie intégrée doivent être complètement chargés avant la première utilisation, non pas au soleil, mais sur secteur. Connectez ensuite n'importe quel appareil au chargeur pour qu'il reçoive de l'énergie et décharge le lecteur.

Après cela, le panneau peut être exposé aux rayons et compenser la charge perdue. Pour les modèles fonctionnant directement à partir du soleil, cette règle ne fonctionne pas : ils peuvent être immédiatement installés dans des zones éclairées et connectés à des appareils.

La plupart des chargeurs solaires sont conçus pour fonctionner à des températures allant de – 20 à + 45 degrés, mais il existe également des modèles spéciaux qui fonctionnent dans des climats extrêmes, mais ils sont fabriqués sur commande.

Pour maximiser l’efficacité de la recharge solaire, nous recommandons ce qui suit :

1. Positionnez l'appareil de manière à ce que les rayons tombent sur le panneau à angle droit. Même si le soleil n'est pas à son zénith, vous pouvez donner au chargeur la bonne position en le soulevant à un angle de 40 degrés à l'aide d'une sorte de support. De cette façon, vous pouvez collecter 20 à 30 % de charge en plus que si vous placiez le panneau horizontalement dans un endroit éclairé.
2. Utilisez l'appareil avec un périphérique de stockage, non seulement sur les aires de repos, mais également lors de déplacements en voiture ou en randonnée.Un tel tandem sera capable de collecter de l'énergie pour 2-3 charges de téléphone, même par temps nuageux sans lumière directe du soleil.
3. Gardez à l'esprit que dans la plupart des appareils pliables, les panneaux sont connectés en série, il est donc important que tous les éléments soient éclairés de manière uniforme. Par exemple, même si l’ombre ne couvre que la moitié du premier des quatre panneaux, la puissance de la batterie diminuera de moitié.
4. Pour que les batteries haute capacité atteignent les paramètres indiqués, il est recommandé de les « overclocker » - de les décharger complètement, puis de les charger à 100 %. Et ainsi 3-4 fois.
5. Lors d'une longue interruption de fonctionnement (un mois ou plus), stockez le chargeur à température ambiante. S'il s'agit d'un appareil avec une batterie intégrée, il doit d'abord être chargé à 50-70 %.

Et le dernier conseil - même si la charge s'est détériorée ou est complètement en panne, ne la démontez pas vous-même, afin de ne pas endommager les éléments du système et le boîtier lui-même. Un appareil démonté annulera automatiquement la garantie, il est donc préférable de contacter un centre de service ou un fournisseur agréé.

Comment fabriquer un chargeur de vos propres mains ?

Bien que les chargeurs modernes aient cessé d'être des appareils haut de gamme et soient tout à fait abordables pour le consommateur moyen, si vous souhaitez économiser de l'argent, il est toujours possible de fabriquer vous-même un tel appareil.

Un exemple d'appareil fait maison dans un étui rigide fabriqué à partir d'une boîte métallique, équipé d'un connecteur USB et d'un convertisseur d'énergie pour charger des appareils à faible consommation

 Pour fabriquer un chargeur solaire simple, vous devez acheter plusieurs éléments de base :

• panneau poly ou monocristallin ;
• support de batterie;
• Diode de blocage Schottky ;
• prise de connecteur ;
• contrôleur de charge (cependant, si la charge produit 0,5-5 V, vous pouvez utiliser un convertisseur boost 5 V moins cher au lieu du contrôleur).

Quant au panneau lui-même, vous devez ici faire un petit calcul du nombre d'éléments, en fonction de la puissance de l'appareil que vous envisagez de charger.

Par exemple, si le courant de charge de la batterie est d'environ 10 % de sa capacité, la charge à 20 000 mA nécessite un courant de 2 A et il faudra environ 14 heures pour alimenter l'appareil. Si vous doublez le courant à 4A, le temps de charge sera réduit à 7 heures.

Le remplacement du contrôleur par un convertisseur vous permettra d'assembler un chargeur même en utilisant une batterie faible consommation provenant d'une lampe solaire à gazon - vous obtiendrez toujours la sortie 5V requise (même si la charge prendra beaucoup de temps)

En fonction des paramètres actuels de charge future (2 ou 4A), des éléments cristallins sont également sélectionnés. En règle générale, 1 pièce produit environ 0,5 V, c'est-à-dire que pour obtenir au moins 5 V, vous aurez besoin de 10 à 12 éléments.

Ensuite, ils doivent être soudés ensemble en série. Si vous utilisez un panneau de lampe de poche, même un standard de 70*70 cm peut produire de 2,5 à 4,5 V, il est donc préférable de vérifier avec un voltmètre.

La dernière étape consiste à enfermer le chargeur fait maison dans n'importe quel cadre approprié (même un pot de bonbons fera l'affaire) et à l'équiper d'un connecteur USB. Ensuite, vous devez souder une diode de blocage au connecteur, ainsi que les fils du panneau solaire au convertisseur et au support selon le schéma ci-dessous.

Une diode Schottky est nécessaire pour que lorsque l'appareil est allumé, les batteries ne se déchargent pas via le panneau solaire. Vous pouvez l'acheter, comme les autres composants, sur les marchés radiophoniques ou sur Internet

Il ne reste plus qu'à vérifier le fonctionnement de l'appareil au soleil avec un éventuel appareil déchargé.Si tout est en ordre, vous pouvez utiliser les adaptateurs appropriés et charger divers appareils.

Instructions photo pour les bricoleurs

Vous pouvez facilement assembler un chargeur compact avec un port USB pour alimenter votre téléphone de vos propres mains. Tous les composants sont disponibles à la vente gratuite ; dans les cas extrêmes, ils peuvent être commandés. Un produit fait maison coûtera des dizaines de fois moins cher qu'un produit fabriqué en usine, surtout s'il fait l'objet d'une large publicité.

Lors de l'achat de composants pour l'assemblage de l'appareil, vous devez tenir compte du fait que la batterie solaire doit être achetée avec une tension de 5 V ou plus. Nous avons déjà parlé de la tension de la batterie, elle est de 3,7 V. Cependant, nous n'avons pas mentionné une subtilité importante : la « protection PCB » doit être indiquée sur l'étiquetage de la batterie ou dans les documents techniques. Cela signifie qu'il est protégé contre les décharges profondes et les surcharges.

Vous aurez également besoin de deux connecteurs de 2,5 mm : un avec un loquet sur le panneau, le second avec un fil. Vous aurez également besoin d'un circuit boost USB pour fournir du courant continu.

Avez-vous fait le plein de tout ce dont vous avez besoin ? Commençons à assembler :

De plus, vous devez souder la diode. Il est connecté d'un côté par un fil à la batterie, de l'autre - à la broche centrale du connecteur. Il est conseillé de réaliser les connexions soudées le plus près possible de la diode, tous les nœuds doivent être protégés par des gaines thermorétractables ou au moins des gouttes de colle.

Il vous familiarisera avec les règles de sélection des panneaux solaires pour l'aménagement d'une maison privée ou d'un chalet. prochain articleconsacré à cette question intéressante.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Pour avoir une idée visuelle des chargeurs solaires et des principes de leur fonctionnement, nous vous proposons de visionner notre sélection de vidéos :

Conseils pratiques et astuces pour choisir un chargeur pour différents appareils. Vous pouvez regarder à l'intérieur et étudier le diagramme de la barre chocolatée avec l'auteur de cette vidéo :

Comment assembler un chargeur alimenté par les rayons solaires de vos propres mains :

Grâce aux progrès technologiques et à l'esprit brillant des inventeurs qui ont rendu l'énergie solaire accessible aux utilisateurs ordinaires. Grâce à de tels chargeurs, vous n'avez pas à craindre de vous retrouver sans communication avec la civilisation au bon moment pendant vos vacances.

Eh bien, si vous rencontrez des difficultés pour choisir un appareil, vous pouvez toujours demander conseil à des professionnels compétents en génie électrique.

Racontez-nous comment vous avez utilisé la recharge solaire en camping, en pique-nique ou sur la route. Veuillez écrire vos commentaires dans le bloc ci-dessous. Posez des questions, partagez vos impressions et informations utiles sur le sujet, publiez des photos.