Солнечная батарея своими руками для зарядки. Схема подключения солнечных батарей: к контроллеру, к аккумулятору и обслуживаемым системам

Любители активного отдыха часто сталкиваются с проблемой разрядки аккумуляторов мобильных телефонов, навигаторов, планшетных ПК и прочего, необходимого в походе, оборудования. Запасные аккумуляторы – не лучший выход из положения. Предлагаем попробовать изготовить зарядку на солнечной батарее своими руками. Так можно не только обеспечить бесперебойную связь во время путешествия, но и сэкономить немалые деньги.

Определяем параметры зарядки

Чтобы определиться с мощностью солнечной батареи, нужно знать ее предназначение. Для того, чтобы зарядить мобильный телефон и навигатор, достаточно источника напряжения в 6 В мощностью около 4 Вт. Для планшетного ПК, фотоаппарата и ноутбука потребуется 12 В напряжения мощностью 15 Вт. Изготавливать солнечную батарею самостоятельно – дело хлопотное, проще приобрести складную конструкцию в готовом виде в радиомагазине.
Следует учитывать, что напряжение зарядки (ЗУ) должно соответствовать параметрам аккумулятора заряжаемого устройства. Процесс зарядки не будет происходить при напряжении зарядника более низком, чем у аккумулятора. Превышение приводит к разрушению пластин и выходу аккумулятора из строя.

Схема зарядки на солнечной батарее своими руками

Зарядное устройство на солнечных батареях своими руками можно собрать по несложной схеме. Аккумулятор GB2 подключается к одноименным клеммам GB1 солнечной батареи. В цепь последовательно включается VD1 (диод Шоттки), например, MBR140 или 1N5817, 1N5818 для того, чтобы аккумулятор не разряжался через солнечную батарею. Принцип его работы не отличается от других полупроводниковых приборов, использующих принцип p-n перехода, но основан на использовании перехода «металл-полупроводник».

Диод такого типа имеет преимущество перед другими диодами: падение напряжения при его использовании не превышает 0,4 В. Для батареи на 6в достаточно одного диода. Чертой на корпусе диода обозначают катод, другой выход является анодом. Схему можно упростить, если приобрести батарею с уже встроенным обратным диодом.

Что нужно для самостоятельного изготовления зарядного устройства

Итак, для изготовления ЗУ понадобится: солнечная гибкая батарея, двужильный медный кабель с сечением жил 0,75 мм², диод Шоттки, два штекера типа PLUG (или аналогичных) для устройства разъемов XS1 и XS2, два JACK-гнезда, штекер, такой как у ЗУ от сети 220 В и термоклей. Для изготовления разъемов можно использовать разъемы для наушников. Если потребуется зарядка аккумуляторов типа ААА или АА, необходимо приобрести специальный контейнер. Эти детали есть на радиорынке или в специальном магазине. Штекеры для зарядки современных мобильных телефонов унифицированы под micro-USB. В том случае, если для зарядки сотового терминала потребуется штекер старого образца, следует приобрести универсальный переходник, который не следует включать в схему на постоянной основе: в будущем такие все равно использоваться не будут.

Процесс сборки

Собрать зарядное устройство на солнечных батареях своими руками достаточно просто. Двужильный кабель необходимо припаять к выходам солнечной гибкой панели, а к другому его концу – штекер. Если солнечная панель уже оснащена выходным разъемом – необходимо подобрать к нему ответную часть для коммутации с остальной частью устройства.
Следующий этап – сборка контейнера для зарядки аккумуляторов типа ААА (АА). Желательно использовать корпус для трех элементов питания: два места в нем будут служить по назначению, а в одном необходимо собрать схему с диодом Шоттки. Двужильный провод, ограниченный штекером, вводим в корпус, фиксируем термоклеем и соединяем со схемой. Для надежности, весь отсек со схемой можно полностью залить термоклеем.

Если необходимо заряжать только ноутбуки, планшетные ПК, фотоаппараты и мобильные устройства, диодную схему можно собрать в корпусе штекера XS2, где для фиксации следует также применить термоклей. Для удобства коммутации желательно изготовить переходной кабель, ограниченный соответствующими разъемами. При необходимости контролировать силу тока во время зарядки в схему можно последовательно включить амперметр, в качестве которого можно использовать самый дешевый китайский тесте

Автору пришла идея создать зарядное устройство для своего телефона на основе солнечной батареи. Обычно для того, чтобы зарядить мобильный телефон требуется постоянное напряжение в 5 В. Напряжение вырабатываемое от солнечных батарей не постоянное и во многом зависит от освещенности. Поискав выход из данной ситуации автор обратил внимание на стабилизатор напряжения КР142ЕН5А, который позволит питать аккумулятор телефона от энергии сообщаемой солнечной батареей.

Материалы необходимые для создания зарядного устройства на основе солнечной батареи:

1) солнечные батареи с напряжением по 3В 2 штуки
2) стабилизатор напряжения на 5 В, в данном случае микросхема КР142ЕН5А
3) USB разъем для кабеля питания телефона
4) провода
5) припой
6) термоклей
7) паяльник

Рассмотрим основные моменты создания данного устройства.

Стабилизатор КР142ЕН5А является зарубежным аналогом L7805CV, их вы можете заказать через интернет или посмотреть в магазине радиодеталей своего города. Главное достоинство подобного стабилизатора заключено в том, что при подаче на вход напряжения от 5 В до 15 В, он выводит стабильные 5 В.

Это в свою очередь означает возможность использования солнечной панели с вырабатываемым напряжением от 5 В до 15 В соответственно диапазону работы стабилизатора.

Однако у данной схемы есть и минус, который заключается в том, что если подаваемое напряжение от солнечной батареи будет меньше 5 В, то устройство не будет заряжать аккумулятор телефона.

После чего была произведена пайка всех элементов в одну схему.

Как это видно на фотографиях аккумулятор телефона начал заряжаться, что означает правильную работу данного устройства. Данное зарядное устройство оказалось очень легким для сборки, содержит в себе минимум работы паяльником, но в то же время является очень полезным. Так как его размеры минимальны, его довольно удобно брать с собой и заряжать свой телефон в случае необходимости.

Автономные системы электроснабжения загородных объектов позволяют жить в комфорте даже вдалеке от централизованных коммуникаций. Нередко наряду с традиционными схемами используют альтернативные, основанные на использовании энергии солнца.

Чтобы гелиосистема функционировала правильно, необходима грамотно составленная схема подключения солнечных батарей. Потребуется комплект качественного оборудования, способный справляться с возложенными обязанностями.

Мы расскажем, как грамотно спланировать размещение компонентов мини-электростанции. Вы узнаете, как выбрать технические устройства для сборки системы и как их правильно подключить. С учетом наших советов вы сможете соорудить эффективно действующую установку.

Рассмотрим, как устроена и работает гелиосистема для загородного дома. Главное ее назначение – преобразовать энергию солнца в электричество 220 В, которое является основным источником питания для домашних электроприборов.

Основные части, из которых состоит СЭС:

1. Батареи (панели), преобразующие солнечное излучение в ток постоянного напряжения.
2. Контроллер, регулирующий заряд АКБ.
3. Блок аккумуляторных батарей.
4. Инвертор, преобразующий напряжение АКБ в 220 В.

Конструкция батареи продумана таким образом, что позволяет оборудованию функционировать в различных погодных условиях, при температуре от -35ºС до +80ºС.

Выходит, что правильно установленные будут работать с одинаковой производительностью и зимой, и летом, но при одном условии – в ясную погоду, когда солнце отдает максимальное количество тепла. В пасмурную эффективность работы резко снижается.

Эффективность СЭС в средних широтах велика, но не настолько, чтобы полностью обеспечивать электричеством большие дома. Чаще гелиосистема рассматривается как дополнительный или резервный источник электроэнергии

Вес одной батареи на 300 Вт равен 20 кг. Чаще всего панели монтируют на крышу, фасад или специальные стойки, установленные рядом с домом. Необходимые условия: разворот плоскости в сторону солнца и оптимальный наклон (в среднем 45° к поверхности земли), обеспечивающий перпендикулярное падение солнечных лучей.

При возможности устанавливают трекер, отслеживающий движение солнца и регулирующий положение панелей.

Верхняя плоскость батарей защищена закаленным противоударным стеклом, которое легко выдерживает удары града или тяжелые снежные наносы. Однако необходимо следить за целостностью покрытия, иначе поврежденные кремниевые пластины (фотоэлементы) перестанут работать

Контроллер выполняет насколько функций. Кроме основной – автоматической регулировки заряда АКБ, регулирует подачу энергии от солнечных батарей, предохраняя тем самым аккумулятор от полной разрядки.

При полном заряде контроллер автоматически отключает АКБ от системы. Современные устройства оборудованы панелью управления с дисплеем, показывающим напряжение батарей.

Для самодельных гелиосистем лучшим выбором являются гелевые аккумуляторы, отличающиеся сроком бесперебойного функционирования 10-12 лет. После 10-летней работы их емкость уменьшается примерно на 15-25 %. Это необслуживаемые и абсолютно безопасные устройства, не выделяющие вредных веществ.

Зимой или в пасмурную погоду панели также продолжают работать (если их регулярно очищать от снега), но выработка энергии снижается в 5-10 раз

Стоит знать, что бытовые электростанции способны обслуживать постоянно работающий холодильник, периодически запускаемый погружной насос, телевизор, систему освещения. Чтобы обеспечить энергией функционирование котла или даже микроволновки, потребуется более мощное и очень дорогое оборудование.

Простейшая схема солнечной электростанции, включающая главные составные элементы. Каждый из них выполняет свою функцию, без которой работа СЭС невозможна

Существуют и другие, более сложные , однако данное решение является универсальным и наиболее востребованным в быту.

Шаги подключения батарей к оборудованию СЭС

Подключение происходит поэтапно, обычно в следующем порядке: сначала соединяют контроллер с аккумулятором, затем контроллер с солнечными панелями, затем аккумулятор с инвертором, и уже в последнюю очередь делают разводку по потребителям.

Этап #1: подключение к аккумулятору

Аккумуляторы занимают в сети четко определенное место. Они подключены к солнечным панелям не напрямую, а через контроллер, который регулирует их загрузку/разгрузку. С другой стороны аккумуляторный блок подсоединяют к инвертору, преобразующему ток.

Таким образом, схема подключения к аккумулятору выглядит так:

• производим соединение аккумулятор/контроллер (затем контроллер/солнечные батареи);
• соединяем аккумулятор и инвертор.

Возможны и другие варианты подключения, но данный является оптимальным, так как сохраняет незатраченную энергию, а при необходимости отдает ее потребителям.

Существует два варианта приобретения аккумуляторов: в составе полностью готовой к установке солнечной электростанции или отдельно, по заданным параметрам. Недорогой китайский комплект стоит не более 2000 рублей

Если одного аккумулятора недостаточно, приобретают несколько батарей с одинаковыми характеристиками. Их устанавливают в одном месте и подключают последовательно.

Для удобства использования и обслуживания блоки устанавливают на металлическом стеллаже с полимерным покрытием.

Рассмотрим, как аккумулятор подключается к контроллеру и инвертору.

Галерея изображений

Следующий шаг – подключение контроллера к солнечным панелям, а аккумуляторного блока – к инвертору.

Этап #2: подключение к контроллеру

Рассмотрим вариант, который часто используют на практике владельцы загородных домов. Они заказывают недорогое оборудование производства КНР на одной из интернет-площадок.

Бюджетный контроллер с минимальным количеством настроек, оснащенный тремя парами клемм, способный обслужить блок солнечных батарей мощностью 150 Вт. Стоимость – 1300 рублей

Подключение происходит в следующем порядке:

• Сначала к контроллеру подключают блок аккумуляторных батарей. Это производится намеренно, чтобы проверить, как прибор выявит номинальное напряжение сети (стандартные значения – 12 В, 24 В). При соединении с АКБ используют первую пару клемм.
• Затем присоединяют непосредственно солнечные панели , используя прилагающиеся к ним провода, а у контроллера – вторую пару клемм.
• В последнюю очередь устанавливают оборудование для ночного освещени я – именно для этого и предназначена третья пара клемм. Кроме низковольтного освещения, которое действует исключительно после наступления темноты и запитывается от АКБ, другое оборудование использовать нельзя.

При любом виде подключения необходимо следить за полярностью.

Несоблюдение полярности приводит к мгновенной поломке контроллера, а также выходу из строя деталей солнечных панелей.

После подключения контроллера к аккумулятору и панелям присоединяем инвертор и, при необходимости, низковольтные осветительные приборы.

Место установки инвертора в системе солнечной электростанции – между аккумуляторным блоком и потребителями энергии, то есть домашними бытовыми устройствами, приборами освещения и др. (+)

Приобретается прибор так же, как и остальные части гелиосистемы: в составе комплекта СЭС или отдельно.

Порядок действий при подключении инвертора к аккумулятору:

Галерея изображений

Достаем из коробки прибор, проверяем его на целостность, снимаем защитные пленки. Изучаем инструкцию, чтобы не наделать ошибок при подключении

Вместе с прибором в комплекте обязательно присутствуют 2 провода со специальными клеммами и «крокодилами» для подключения его к аккумулятору.

Специальный кабель, которым укомплектован инвертор, устанавливается очень легко: клеммы надеваются на контакты прибора и закрепляются пластиковыми завинчивающимися крышками

Подключение к аккумулятору происходит также очень просто: два специальных зажима фиксируем на контактах АКБ, соблюдая полярность – плюс к плюсу, минус к минусу

Если вы ранее не занимались установкой солнечных электростанций, рекомендуем приобретать не отдельные приборы, а систему в комплекте.

Преимущество готовой для монтажа системы – в соответствии параметров оборудования (правильно подобранные по мощности аккумуляторы, необходимое количество солнечных панелей, набор проводов для быстрого подключения).

Логично, что совместимые по емкости, напряжению и мощности приборы будут намного эффективнее преобразовывать солнечную энергию и обеспечивать дом электричеством. Фактически бесплатную “зеленую энергию” можно использовать с системах отопления

Видео #3. Обзор одного из вариантов домашней установки:

Использование альтернативной энергии для нужд человечества – это действительно большой технологический скачок. Сегодня каждый домовладелец может самостоятельно собрать и подключить солнечную электростанцию, питающую дом электричеством. С учетом окупаемости и экологической чистоты это практичное и результативное решение.

Хотите рассказать о том, как собрали небольшую солнечную электростанцию собственными руками? Есть интересные факты и полезные сведения по теме статьи? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, мнением и тематическими фотоснимками.

Зарядить сотовый телефон можно многими способами. В нашем сайте вы можете ознакомиться многими такими способами, а мы сегодня будем рассматривать еще одно, так называемое солнечное зарядное устройство. Заряжать мы сегодня наш телефон будем солнечными элементами. В производстве есть калькуляторы с солнечной батарейкой, стоят они копейки (10 рублей), если купить оптом, то дешевле. Нам нужно 9 калькуляторов, почему именно девять - узнаете чуть позже.

Сначала осторожно разбираем калькуляторы и достаем оттуда солнечные элементы. Одна такая батарейка способна отдавать до 3 вольт напряжения на ярком солнце. Так называемое <<Золотое напряжение>> для всеx типов мобильныx телефонов составляет 5 вольт (напряжение USB борта компьютера). Берем три батарейки (далее в тексте, солнечные панельки от калькуляторов назовем батарейками) и подключаем иx последовательно, затем таким образом поступаем с остальными 6-ю батарейками, подключая по три батарейки последовательно.

Таким образом мы получили три блока, в каждом блоке по три батарейки. Затем блоки нужно подключить параллельно для получении большого зарядного тока. И зарядный ток может достигать 80-100 миллиампер. Но телефон мы будем заряжать не от солнечныx батареек. Берем 5 никель-металл-гидридные батареек с напряжением 1,2 вольт, с емкостью от 800 миллиампер и подключаем иx последовательно получая общее напряжение 7,2 вольт. Итак, принцип работы нашего солнечного зарядного устройства очень простой - солнечные элементы , а батарейки в свою очередь заряжают наш мобильный телефон. Ниже приведена сxема зарядного устройства.

Такая конструкция дает возможность заряжать мобильник в любое время суток независимо от погоды. Теперь нужно поискать удобный корпус для такого девайса. Его также можно сделать своими руками из пластмассовыx лист. Для клейки пластмассы удобно использовать силикон. Можно изготовить две солнечные панельки рецептом который был указан выше и подключить иx параллельно для получении зарядного тока до 200 миллиампер. Итак, после изготовлении корпуса нужно внутрь поместить батарейки и диоды, а снаружи при помощи клея момент приклеить солнечную панель. Теперь у вас своя собственная электростанция и его можно использовать не только для зарядки мобильного телефона, но и для радио приемников, плееров и так далее.

Можно также смастерить небольшой светильник из светодиодов и у вас будет свет в палатке во время поxодов. Нужно дополнить устройство гнездом и выключателем, который будет отключать и включать панель от аккумуляторов. Это делают для того, чтобы в нужный момент можно было бы использовать солнечный элемент в другиx целяx, например для зарядки батареек или сотового телефона напрямую от солнца, или же для зарядки более мощного аккумулятора и тому подобное. Такое зарядное устройство может служить вам десятки лет, поскольку солнечные модули практически вечные, а срок годности аккумуляторов свыше 5 лет! На этом всё, удачи - АКА.

Приветствую всех радиолюбителей! На связи AndReas и сегодня я вам поведаю о полезном устройстве для всех ваших мобильных, переносных, портативных и прочих гаджетов, которыми вы каждодневно… нет, ежеминутно пользуетесь. А речь пойдёт о зарядном устройстве на солнечных батареях (или по-другому, Power Bank) , которое вполне реально и недорого можно собрать своими руками . А потом заряжать свой мобильный телефон, смартфон, айфон, планшет и прочие «-фоны», находясь вне дома, в отсутствии полноценного доступа к сети 220 вольт или к иному зарядному устройству.

Не надо говорить, что подобные устройства сейчас очень востребованы и популярны. Для тех, у кого не лежит душа к конструированию этого портативного Power Bank или кто просто не хочет возиться, в конце статьи есть возможность . Я даже покажу сейчас его фото:

Делаем своими руками

Итак, нам понадобятся следующие элементы:

1. Солнечная панель на 5,5…6 вольт, не менее 160 мА (лучше больше) — 1 или 2 шт.;
2. 18650 литиевая батарея от, скажем, старого аккумулятора ноутбука (их в нём несколько);
3. Диод 1N4007 — 1 или 2 шт.;
4. Резистор 47 Ом;
5. Ползунковый переключатель;
6. Плата зарядного устройства для литиевых батарей с microUSB и встроенной защитой (об это ниже);
7. Плата DC-DC преобразователя на 5 вольт с USB выходом (об этом ниже).

Из всех элементов нам, пожалуй, придётся купить только три — солнечную батарею и две последние из списка платы . Всё это добро можно заказать прямо из дома на знаменитом китайском ширпотребе Aliexpress, ну или на eBay. Товары по ссылкам: солнечная панель , плата зарядного устройства , плата DC-DC конвертера . Все элементы очень дёшевы. Всё выйдет на 300 рублей с копейками на момент написания статьи. Там же заодно можно присмотреть корпус нашего будущего Power Bank.

Теперь переходим непосредственно к сборке (недостающие элементы уже у вас, не так ли ).

Схема подключения этих всех компонентов очень проста:

Диод припаиваем к одному из выводов солнечной панели, чтобы защитить её и входную цепь от обратной полярности и протеканию тока от батареи к батарее при параллельном включении.

Резистор 47 Ом припаивается к USB выходу DC-DC преобразователя, чтобы было возможно заряжать некоторые смартфоны типа iPhone.

Наш самодельный Power Bank будет иметь возможность заряжаться как от солнечной панели (или нескольких, подключенных параллельно), так и по micro USB разъёму от компьютера или ноутбука, или подходящего зарядного устройства. Все нюансы указаны, теперь можно приступить к сборке всех компонентов в одно устройство.

Процесс сборки показан на фото ниже

Вот и всё! Просто, практично и удобно, и недорого.

Купить готовый Power Bank 20000 мА*ч

Для тех же, кто хочет купить уже готовое портативное универсальное зарядное устройство, оснащённое солнечной батареей и встроенным аккумулятором, даю такую возможность.

Техническая характеристика и условия покупки/доставки:
Размеры: 120×75×22 мм
Корпус: пластик и нержавеющая сталь
Выходное напряжение: 5 В 1, А, 5 В 2, А, может заряжать сразу 2 гаджета
Заряд: солнечная энергия или сеть 220 В
Батарея: литиевая (400-600 полных зарядов)
Преобразование солнечной энергии: 95%
Вход: два USB разъёма и один micro USB
Рабочая температура: от -20 до + 40 °С
Цвет: черный
Масса: 240 г.
Отлично подходит для: нетбуков, ноутбуков, планшетов, игровых консолей, телефонов, смартфонов, айфонов, видеоаппаратуры, MP3 плееров, цифровой аудиотехники, текстбуков, ридеров, читалок, мобильной гарнитуры
Дополнительно: встроенный светодиодный фонарик и кабель-переходник в комплекте
Доставка: в любой регион России и по странам СНГ (в том числе в Украину и Беларусь) до 12 рабочих дней (средняя цена 350 руб.)