097-442-72-72
099-442-72-72
Info_shok

Тест  солнечных зарядных устройств для телефона, планшета,  ноутбука

Вступление

Среди всего многообразия автономных зарядных устройств все их можно условно разделить на 4 типа.

  • Внешние аккумуляторы, накопители энергии Power Bank
    Преимущества: не зависимы от погоды, выдают стабильный ток.
    Недостатки: реальная емкость зачастую на порядок ниже заявленной, выдерживают не более 300 циклов заряд/разряд, длительное время самозарядки (10000 мА будет заряжаться от USB около 20 часов), не высокий КПД отдачи (85% в лучших моделях, в дешевых около 60-70%).
     
  • Преобразователи механической энергии в электрическую - ручные динамомашины и пр.
    Преимущества: работают в любое время в любом месте
    Недостатки: очень низкий КПД.
     
  • Солнечные накопители со встроенным аккумулятором.
    Преимущества: можно использовать как Power Bank предварительно зарядив от USB
    Недостатки: малая площадь солнечной панели 0.8 -2.5 Ватт -  практически не способна зарядить даже собственный аккумулятор.
     
  • Солнечные панели, солнечные зарядные устройства.
    Преимущества: мощные, широкая совместимость, полностью автономные, различные выходные напряжения, надежные, не теряют эффективность со временем.
    Недостатки: зависимость от погоды, может быть сломана при большой нагрузке, зависимость от положения к солнцу, заряд можно производить только днем.

  Солнечное зарядное устройство, отзывы о котором найти весьма сложно является доступной и современной альтернативной внешним аккумуляторам. Именно таким устройствам и посвящяется статья.

Реальные испытания зарядных устройств на солнечной батарее

     Цель - раскрытие   реальных возможностей портативных солнечных панелей номинальной мощности от 5 до 36 Ватт. Мы будем испытывать их в различных режимах нагрузки, с различными потребителями вплоть до КЗ. По классификации, в эксперименте участвуют панели моно и поликристаллического типа, отличающиеся структурой кремния. Поликристаллические панели представлены двумя моделями Solar Power SP-5,5  5W и Solar Power SP-5,5  7W,  все остальные – моно. Как по заказу выдалась хорошая солнечная погода,  а значит, есть реальная возможность извлечь все до последнего миллиампера. 

Для измерения выходного тока используется:

  1. Мультиметр
  2. USB измеритель тока и напряжения Charger Doctor

 

     При одновременном включении в цепь, показания двух приборов совпадают с точностью до 0,01 А, что дает основания доверять как тестеру так и  USB «доктору».

     В качестве потребителя, изначально было принято решение использовать мощные Power Bankи с потреблением до 1 ампера от источника, но уже на начальном этапе «банки» плохо показали себя в данной роли. Дело в том, что в зависимости от степени заряда аккумуляторов потребление тока может меняться. Так например на разряженных аккумуляторах заряд стартует с 1 Ампера и заканчивается в районе 0,1 А, что является технологической особенностью заряда Li-Ion аккумуляторов. Нас такое расположение вещей не устраивало (нам ведь максимум нужен), поэтому на помощь пришел старенький, но в то же время надежный  переменный  резистор, в простонародье – реостат. Допустимой мощности этого «гаджета» 24 Ватт оказалось достаточно для максимально точной проверки большинства солнечных панелей

Итак приступим……

     Хотелось сразу подключить множество различных девайсов : телефоны, планшеты и пр., измерить время заряда и выложить все как есть. Но,  гораздо полезнее знать реальный выходной ток. Ведь зная реальные цифры не сложно самостоятельно рассчитать время заряда любого устройства. (например аккумулятор смартфона емкостью 1500 mAh будет заряжен солнечной панелью с током 1000 mA  за 1500/1000 =~1.5 часа ~ 90 минут ).

 
            

     Первым подопытным стала самая младшая модель - солнечное зарядное  Solar Power SP-5,5  5W. При заявленном токе 900 мА мультиметр и Charger Doctor показали максимальный ток 0,67-0,71 А с просадкой до 4,6 В. Тучка, временно закрывшая солнце  снизила ток до 0,4 А. Ток короткого замыкания напрямую с USB контактов составил 1,53 Ампер, при просадке по напряжению до 0 Вольт.  Таким образом, удалось «снять» около 78 % от максимальной мощности чего вполне достаточно для  заряда большинства телефонов или смартфонов. Достойный результат в условиях реальных испытаний (в заводских условиях мощность панели измеряется на стенде с искусственным освещением эквивалентным мощности 1000 Вт/м.кв, реальных условиях солнечная активность меняется в течении года).  В качестве реального потребителя также был подключен смартфон с аккумулятором 1500 мАч. В процессе зарядки телефон лежал на солнце и сработала тепловая защита аккумулятора, пришлось спрятать телефон под солнечную панель. В таком положении зарядка пошла без проблем, аккумулятор был полностью заряжен с 10 до 100% за 2 часа. Во избежание перегрева не следует класть телефон под прямые солнечные лучи.

   
     Следующей на очереди оказалась монокристаллическая солнечная панель Solar Power SM-5,5/12  7W. При заявленном производителем токе 1270 мА нам удалось получить максимум 1140 мА с USB порта, что составило 89% от номинала. При дальнейшем повышении нагрузки напряжение стремительно падает, сила тока возрастает до 1,65 Ампер. С 12 Вольтового выхода прибор показал ток 0,66 А. Также нами была предпринята попытка запустить интеллектуальное зарядное Nitecore I4 (на фото ниже с 10,5W панелью) с тремя пальчиковыми  Ni-Mh аккумуляторами  (это зарядное может работать как от сети 220 В так и от 12В). При потребляемой мощности зарядки 10 Ватт  солнечной панели Solar Power SM-5,5/12  7W как и следовало ожидать оказалось недостаточно для стабильной работы устройства. Несмотря на более чем 30% перегрузку зарядка «завелась», но индикаторы периодически гасли, сообщая о нехватке мощности. А вот аналогичную зарядку Nitecore I2 с двумя 18650 Li-Ion солнечная панель приняла, но только с 1 аккумулятором, и это понятно, ее потребление составляет 8 Ватт, панель по расчетам выдала около 6,3 Ватт. Не рекомендуем использовать Nitecore  в сочетании с 7 Ваттной панелью,  имеет место большая  просадка тока, гораздо эффективнее заряжать такого рода аккумуляторы через USB выход солнечной панели посредством Power Bank или вот такого зарядного.

      

Солнечная панель Solar Power SM-5,5/12  10,5W с различными потребителями

     Солнечное зарядное  Solar Power SM-5,5/12  10,5W  за 2 часа смогла зарядить 3 Ni-Mh аккумулятора установленных в Nitecore I4 с  емкостью по 1000 мА каждый. Максимальной рабочий ток на USB выходе составил 1,33-1,45 А в рабочем диапазоне USB  напряжений, дальнейшее повышение нагрузки доводит это значение до 2А т.е ток короткого замыкания. Панель может успешно применяться для зарядки энергоемких смартфонов,  GPS навигаторов, небольших планшетов и прочей электроники с умеренным энергопотреблением.  


     Солнечная панель Solar Power SM-5,5/12  12W  была подключена четырехканальному зарядному устройству Nitecore I4  с потреблением 10 Ватт. Четыре Li-Ion аккумулятора установленных в него обеспечивали максимальное энергопотребление.  Зарядное включилось и начался заряд. Четыре индикаторные светодиодные полосы отображали степень заряда каждого из аккумуляторов в отдельности. Зарядка шла непрерывно, но синий индикатор работы Nitecore периодически снижал яркость свечения, это обусловлено тем, что на начальном этапе ток отдаваемый аккумуляторам имеет максимальное значения, то есть панель работала фактически на максимуме своих возможностей. По мере отключения каналов (после второго заряженного аккумулятора), индикатор вернулся в нормальное состояние. Общая продолжительность зарядки составила 2 часа 20 минут. Реальная емкость аккумуляторов 950 - 1000 мАч (более качественных аккумуляторов с большей емкостью к сожалению не нашлось).  Фактически удалось извлечь около 4000 мА. Можно было бы, конечно, использовать Power Bank  с аналогичными аккумуляторами подключив его к USB выходу панели.  Но даже при максимальном потреблении 1А от USB порта пришлось бы ждать целых 4 часа. Соответственно  Nitecore I4   имеет большую производительность чем обычные USB зарядки за счет 12 В входа.

     Для солнечной панели Solar Power SM-5,5/18  14W  у нас не нашлось достойного потребителя. Для нашего  ноутбука она оказалась не эффективна (нетбука не было на тест), а Nitecore I4   уже опробовано на 12 Ваттной модели, с разницей лишь в том,  что зарядка будет идти чуточку стабильнее.  Также следует отметить, что помимо большей мощности Solar Power SM-5,5/18  14W кроме USB порта   имеет уже 18 Вольтный выход, а не 12 как в предыдущей модели. Данная панель может успешно применяться для заряда 12В аккумуляторов в паре с внешним контроллером. Суть которого  заключается в активации заряда при просадке ниже определенного минимума и прекращении подачи тока по окончании заряда, т.е. для предотвращения перезаряда.


           

Солнечная панель Solar Power SM-5,5/18  28W  и Solar Power SM-5,5/18  36W соответственно

     Т.к. модели Solar Power SM-5,5/18  28W  и Solar Power SM-5,5/18  36W   представляют наибольший интерес для владельцев ноутбуков, 12 В аккумуляторов и прочих энергоемких приборов, в тесте принимало участие 2 ноутбука с различным энергопотреблением. К слову говоря, зарядка ноутбука дело совсем не легкое, ведь требуется напряжение 18-19 В, в то время как обычному автомобильному 12В аккумулятору достаточно  12-14 Вольт. А из опыта эксплуатации панелей известно, что при повышении нагрузки  напряжение падает, а ток растет. Таким образом эффективность заряда  12 В аккумулятора будет немного выше нежели ноутбука (имеются ввиду аккумуляторы сопоставимой мощности).  

     Первым на очередь стал мощный HP с диагональю 17 дюйм, очень энергоемкий компьютер с аккумулятором 64 ватт/час на борту. Во включенном состоянии, панели  мощностью 36 Ватт не достаточно для активации зарядки ноутбука, но аккумулятор разряжается медленнее. В выключенном состоянии ноутбук набрал 10% примерно за 20 минут. Панель мощностью 44 Ватт была бы более эффективным решением для такого энергопотребления, но на момент теста у нас ее не оказалось

     Второй ноутбук Samsung 15,3 дюйм показал куда более оптимистичные результаты. И это не удивительно, ведь  его аккумулятор выдает всего  44 Ватт/час. На максимальной яркости дисплея в рабочем состоянии, зарядка периодически "мигает", то есть мощность панели позволяет работать ноутбуку напрямую от солнца + пытается немного дозарядить его. На минимальной яркости экрана зарядка стабильна. В выключенном состоянии ноутбук набрал 21 % за те же 20 минут. После чего эстафета была передана зарядному Solar Power SM-5,5/18  28W  которое смогло добавить еще 10% заряда за следующие 15 минут. На этом тест солнечных батарей был завершен.

     Подводя итоги, хочется отметить, что солнечные зарядные устройства могут быть полезным помощником, как для туристов, так и для любителей активного отдыха. Портативные солнечные панели позволяют оставаться на связи, будучи в полной автономии и изоляции от внешнего мира. Они компактные и универсальные, не требуют ухода, не теряют эффективности при длительном хранении. Модельный ряд позволяет подобрать наиболее оптимальное и доступное решения для каждой конкретной ситуции. Для телефонов и смартфонов вполне достаточно панелей 5-7 Ватт, для планшетов и GPS навигаторов хорошим вариантом станут  10,5-14 W панели, для больших планшетов (10"), нетбуков и  ноутбуков требуется не менее 24 -30 Ватт, для мощных ноутбуков 36 и более Ватт. Не смотря на все свои преимущества, не лишены они также и недостатков. Главный – зависимость от солнечного света. Даже не большая туча способна заметно снизить КПД панели. Также КПД панели зависит от ее пространственного положения, максимальный эффект достигается под углом 90 град к солнцу. Поэтому наилучший результат достигается сочетанием внешнего промежуточного аккумулятора типа Power Bank с солнечной панелью. Таким образом,  заряд накопленный в течение дня можно в любой момент передать конечному потребителю – телефону, планшету, фотоаппарату и пр. не зависимо от погодных условий и времени суток.