Возьмём телефон с аккумулятором 1000 mah и сравним его со смартфоном с батареей 5000 mah. Зарядные солнечные панели для таких телефонов нужны совершенно различные по мощьности, а кроме того в вопросе зарядки телефонов от солнца есть куча важных нюансов - их и разберем далее.
От солнца достаточно по разному возможно зарядить телефон и мы разберемся с тем, в каких условиях это делается и какая солнечная панель нужна + какой usb контролер заряда нужно брать для этих целей.
Зарядка телефона напрямую от солнца не рекомендуется
Изначально отметим, что напрямую от солнечной панели зарядить телефон очень сложно, поскольку нужно стабилизировать напряжение и подавать именно такое стабилизированное напряжение на контролер батареи телефона.
Контроллер заряда батареи телефона встроен внутри аккумулятора каждого телефона, даже кнопочного.
Контролер заряда у телефона позволяет заряжаться телефону только после достижения определенного напряжения и отключает зарядку при достижении 4.2V.
При пониженном или повышенном напряжение контролер блокирует процесс зарядки литиевого аккумулятора..
Так же контролер заряда телефонной батареи ограничивает ток зарядки.
Например, когда зарядка только началась, ток может остигать 1A для аккумулятора ёмкостью 1000 mah, а когда этот аккумулятор заряжен уже до 80%, то ток заряда уже будет 200-300 миллиампер в час.
И так для стабилизации напряжения от солнечной панели к телефону мы используем USB преобразователь заряда.
Разные условия зарядки от солнца.
Солнечная панель для зарядки самого обычного кнопочного телефона с аккумулятором на 1000 mah может быть различной по мощности.
И мы считаем что такое устройство может собрать каждый! Но собрать его можно по разному и из разных запчастей.
Если в наши задачи входит заряжаться всегда и в идеальных условиях, то есть: под открытым небом, под хорошим углом к солнцу, в отсутствие тени, то мощность солнечной панели может быть в 3 раза ниже чем в случае, когда зарядка идёт в условиях не постоянного солнечного света..
В жизни не бывает идеальных условий зарядки от солнца, потому мы будем рассматривать, как раз, подбор солнечных панелей, которые заряжают телефоны в отсутствие идеальных условий.
Зарядка телефона от солнца в любых условиях.
В походе, в тени или в пасмурную погоду зарядка идёт значительно медленнее, и до телефона доходит в среднем 20-40% от номинальной мощности солнечной панели.
Давайте для примера возьмём 50W_12V солнечную панель, которая заряжает гелеевый аккумулятор 7А_12V.
При том что за световой яркий день аккумулятор 7000 mah как раз заряжается на 100% от этой панели.
На нашей практике аккумулятора ёмкостью 7А_12V хватает что бы 2 или 2,5 раза зарядить средний смартфон с обычной li-ion батареей на 5000 mah.
Уточним, что зарядку телефона от аккумулятора 7А_12V проводим через плату быстрой зарядки, как на фото выше!
Такая плата зарядки телефона нужна если вы имеете солнечную панель с номиналами напряжений от 6 до 30 вольт ихотите заряжать от нее обычный кнопочный телефон, или смартфон с системой быстрой зарядки.
P.S: Давайте отметим, что usb плата быстрой зарядки работает в 2 режимах: режим обычной зарядки и режим быстрой зарядки. Режимы быстрой зарядки подчиняются алгоритмам быстрой зарядки, которые должен поддерживать ваш смартфон. В ином случае активируется в телефоне и в usb плаье активируются режимы обычной зарядки.
Вернёмся к солнечным панелям. И так, если солнечная панель выдает на солнце 100% мощности то в облачную погоду может выдавать 20-50%.
В пасмурную погоду эти показатели ещё ниже, порядка 5-15%.
И примерно 20% от полной мощности солнечная панель выдает при попадание на нее тени от листьев деревьев.
Конденсатор ( ионистор ) в солнечной панели служит роль стабилизатора напряжения, а так же выполняет роль буфера энергии небольшой ёмкости.
Мы хотим сказать, что солнечная панель для зарядки телефона всегда должна быть с запасом по мощьности.
Именно потому что зачастую ток от солнечной панели в среднем равен 30% от номинальной величины, солнечные панели нужно брать по мощьности выше чем ток нагрузки.
Заряжаем аккумулятор телефона на 800 mah.
Для зарядки такого аккумулятора требуются токи около 100 mah, при напряжение 5V. Если перевести эти значения в мощность, то 0.1А*5V=0.5W.
Если мы будем прикладывать к аккумулятору энергию мощностью 0.5W, то от он зарядится примерно за 10 часов.
Для этих целей берутся 5 пластин от солнечной панели. Каждая пластина вырабатывает примерно 1W_1V_1A.
Общая мощность такой панели будет 5W. Это значит, что при плохой освещенности наша с вами солнечная панель скорее всего всегда сможет выдавать 0.5W или 10% от своей мощности. А время зарядки составит около 2 часов.
Обращаясь к строению каждой такой солнечной с размерами 12см*17см панельки уточним, что она состоит из множества кремниевых элементов, каждый из которых выдает 0.45-0.5 V. Соединены такие элементы паралельно-последовательно, что бы в сумме панелька могла давать 1 вольт_1ватт_1ампер.
Когда мы собираем цепь из пяти таких панелей, то получаем полноценные 5v_5W_5A.
Размер каждой такой панельки равен 120*70мм. В общем в нашем случае мы получим сборку размером 40 см в длину и 12 см. в ширину. В вашем случае конфигурация может быть и другой, как и форма каждой панельки.
Полученное от сборки напряжение в 5v нужно ещё стабилизировать конденсатором или ионистором, который ставим сразу после солнечной панели.
За тем не забываем прибавить в схему зарядную плату, на подобие той что вы видите на картинках ниже.
Зарядные платы так же отличаются своим КПД, которое колеблется от 70 до 95%.
Для достижения идеальной зарядки лучше всего что бы мощностью солнечной панели совпадала с мощностью платы.
Например мощность usb платы зарядки, что вы видите ниже как раз равняется мощности солнечной панели, которой будем заряжать наш мобильник.
Данная usb плата с солнечной панелью позволяет свободно заряжать кнопочный телефон за время от 3 до 10 часов.
Заряд ( быстрой зарядкой) телефона на 3000 mah.
Аккумулятор на 3000 mah является солидной ёмкостью.
Это уже смартфон, который позволяет с такой батареей практически целый день работать.
Важный момент: Телефон должен поддерживать быструю зарядку, а плата usb fast charge должна иметь протокол быстрой зарядки, поддерживаемый телефоном. В противном случае пойдет обычная зарядка током 1А_5V.
Предположим нам нужно зарядить полностью батарею этого телефона. Какую солнечную панель можно взять для такого телефона.
Если такой телефон имеет быструю зарядку, то нужно брать солнечную панель на 50W и обязательно использовать 5, а лучше 7 штук 50 фарадных ионисторов.
Ионисторы дают стабилизацию напряжения и обеспечивают бесперебойную работу платы usb fast charge.
В условиях средней освещенности солнечная панель 50W может зарядить телефон за 2-2,5 часа. Это честные результаты для реальных условий.
В условиях идеальной солнечной погоды и при прочих идеальных показателях угла к солнцу панель сможет дать аккумулятору емкостью 3000 mah до 80% от его полной ёмкости за 45 минут.
Конечно же телефон должен поддерживать быструю зарядку и протокол этой зарядки.