Ładowarka słoneczna
Tomasz Bartuś
Tweet
2017-08-02
Wstęp
W związku ze zbliżającymi się wakacjami, postanowiłem zbudować prostą ładowarkę opartą o panel ogniw solarnych, która w warunkach terenowych będzie przydatna do ładowania akumulatorów urządzeń elektronicznych powszechnego użytku. Założeniami projektowymi były: budżetowa cena elementów oraz możliwość wykorzystania na biwaku czy campingu. Urządzenie musiało być lekkie, poręczne, z możliwością przyczepienia do plecaka czy ścianek namiotu.
Opis konstrukcji
Do budowy ładowarki (Fig. 1) wykorzystano 8 popularnych paneli słonecznych o napięciu 6V i maksymalnej mocy 1W (Fig. 2). Wg. sprzedawcy, za pomocą pojedynczego panelu, w optymalnych warunkach pomiarowych, można uzyskać prąd do 200mA. Cena jednego panelu oscyluje w granicach 1-1,5USD. Użyto także przetwornicy o szerokim zakresie napięć wejściowych 6V-18V i napięciu wyjściowym 5V, o maksymalnym prądzie do 2A (Fig. 3). Cechuje się ona wysoką sprawnością 95%, szerokim zakresem temperaturowym pracy (-40-~+85ºC). Posiada standardowe wyjscie USB umożliwiające łatwe podpinanie urządzeń zewnętrznych, posiada niewielkie rozmiary i jest sprzedawana wraz z obudową. Koszt konwertera to około 3USD.
Lista części
- panele słoneczne 6V 1W (8 sztuk),
- moduł konwertera step down DC 6V-18V na 5V 2A USB,
- przewody,
- płytka styropianowa o grubości 5mm,
- taśmy izolacyjne, taśma typu DUCT.
Panele połączono równolegle (Fig. 4). Napięcie osiągane na wyjściu zmienia się w zależności od warunków oświetleniowych i maksymalnie wynosi ok. 7V. Teoretyczny prąd możliwy do osiągnięcia to ok. 1,6A. Na wyjście podłączono przetwornicę prądu stałego typu step down, której zadaniem jest konwersja napięcia wejściowego do stabilnego napięcia 5V.
Schemat ideowy
Jako tablicę montażową wykorzystano płytę styropianową o grubości ok. 5mm. Można ją nabyć w sklepach plastycznych. Nie jest ona może zbyt trwała ale jest lekka i łatwa w obróbce. Panele można do niej przykleić za pomocą kleju na gorąco. Ja jednak wypaliłem tylko otworki na przewody i w ten sposób osadziłem ogniwa na płycie. Połączenia paneli wykonano za pomocą rozbiórkowych przewodów. Całość zabezpieczono taśmami izolacyjnymi i srebrną taśmą naprawczą typu DUCT (Fig. 5). Przetwornicę przyklejono taśmą dwustronną. Niestety pod wpływem temperatury taśma się odkleiła. W drugim wariancie obudowę układu przyklejono za pomoca kleju na gorąco.
Ładowarka umożliwia podłączenie dowolnego urządzenia wykorzystującego akumulatory Lipo (telefony, mp3, GPS, powerbanki i inne). W praktyce, aby osiągnąć wysoką wydajność, ładowarka potrzebuje silnego nasłonecznienia (Fig. 6). W warunkach silnego letniego nasłonecznieenia, w szerokościach geograficznych Polski, maksymalny prąd jaki udało się osiągnąć to około 1A. Najczęściej prąd ten jednak jest mniejszy o około połowę.
Podsumowanie
Całkowity koszt ładowarki to około 15USD. Wydaje się przydatnym urządzenie. Po zaopatrzeniu w niezbędne otwory, będzie ją można przyczepić do ścianek namiotu lub plecaka.
