Как выбрать солнечную батарею и Powerbank для похода

Давно прошли те времена, когда электроэнергия в походе нужна была только для фонарика.

Сегодня в каждый поход мы берём всё больше всяких «гаджетов» — это фото и видео камеры, смартфон, навигатор, рация, электронная книга, квадрокоптер и т.д. Обойтись «мешком батареек» невозможно, так как большинство устройств имеют встроенные аккумуляторы, которые нужно периодически заряжать.

Большой внешний аккумулятор может спасти положение только в коротких походах. Затем его тоже нужно заряжать.

Каким же образом можно получать электроэнергию в походе вдали от розетки?

Ручной динамо — генератор

Ручной динамо-генератор

Ручной динамо — генератор

Крутишь ручку и он вырабатывает ток. Почти как фонарик «жучок». Вот только энергии этой мало — хватит разве что подзарядить мобильник, чтобы вызвать помощь.

Как правило, аккумуляторы большинства устройств даже при избытке энергии заражаются по несколько часов, а значит, крутить надо очень долго.

Плюс  динамо-генератора — возможность вырабатывать энергию независимо от внешних условий, даже на ходу или сидя в палатке.

Минус — трудно представить себе туриста, который часами крутит ручку вместо того, чтобы «махать вёслами».

Портативный ветрогенератор

Портативный походный ветрогенератор

Портативный походный ветрогенератор

Если к динамо-машине приделать пропеллер — получится ветрогенератор. Его уже не нужно крутить вручную и мощность он может давать гораздо большую, в зависимости от диаметра лопастей.

На парусном катамаране, который подолгу идёт под парусом постоянным курсом, для такого ветряка ещё может найтись место. А на байдарке, которая лавирует по реке, его не поставишь.

Плюс ветрогенератора — достаточно большая мощность, может работать даже в дождь и ночью.

Минус — даже портативное устройство достаточно тяжёлое и громоздкое, требует особых условий для установки, да и ветер бывает далеко не всегда.

Термогенератор Пельтье

Термогенератор на основе элементов Пельтье

Термогенератор на основе элементов Пельтье

Ещё во времена первых ламповых радиоприёмников существовали генераторы, вырабатывающие  электричество за счёт большой разницы температур.

Сейчас выпускаются портативные генераторы на основе элементов Пельтье, конструктивно совмещённые с турбопечкой или котелком. Вырабатывают энергию попутно с приготовлением пищи.

Плюсы — независимость от погоды и времени суток.

Минусы — не могут безопасно использоваться в движении, непригодны при недостатке топлива. Для зарядки больших аккумуляторов турист вынужден часами «кочегарить» подобное устройство.

Солнечная батарея

солнечная батарея для похода

Солнечная батарея для похода

Развитие полупроводниковых технологий привело к созданию лёгких и портативных солнечных батарей (solar battery).

Плюсы — в ясную погоду они вырабатывают достаточно энергии, полностью безопасны в применении, их можно использовать в движении.

Минус — работают только днём при безоблачном или малооблачном небе.

Как рассчитать мощность солнечной батареи

Как узнать, какой мощности солнечная панель потребуется для эффективной зарядки всех ваших походных гаджетов?

Давайте вспомним из курса физики, что мощность излучения Солнца, падающая на экваторе в полдень на один квадратный метр поверхности, составляет примерно 1300 Вт.

В средних широтах эта величина будет меньше, поэтому для простоты расчётов округлим её до тысячи.

Итак, 1000 Вт на кв.м. — это 10 Вт на квадратный дециметр (10 х 10 см). Это легко запомнить — 10 х 10 х 10.

КПД (коэффициент преобразования падающей энергии света в электрическую) современных кремниевых пластин обычно от 18 до 26%.  Возьмём среднюю цифру 20%.

Это значит, что только пятая часть энергии нашего светила превращается в электричество. То есть, с одного квадратного дециметра пластины можно получить около 2 Вт.

Большинство пластин солнечных батарей изготавливаются из стандартных кристаллов кремния диаметром 5 дюймов — примерно 12,5 х 12,5 см. Площадь такой пластины, с учётом срезанных уголков, примерно 1,5 квадратного дециметра. Значит, она может дать чуть больше 3 Вт электрической мощности.

Портативные solar battery для работы в полевых условиях различаются количеством использованных пластин (их суммарной площадью). Чем больше площадь — тем больше энергии может дать такой источник.

Например, самые популярные батареи содержат 6 пластин, и их мощность составляет примерно 18 Вт. Разные производители указывают мощность таких изделий в диапазоне 15 — 20 W.

Но это энергия, вырабатываемая кремниевыми пластинами. Она меняется в зависимости от температуры и освещения. При этом напряжение, которое дают пластины, также изменяется и оно выше, чем требуется потребителям.

Поэтому в изделии обязательно стоит стабилизатор — преобразователь, который выдаёт стандартные 5 вольт на  USB разъём. Разумеется, при таком преобразовании часть энергии теряется.

Ничего удивительного, что на корпусе и упаковке написано 20W, а выходная мощность составляет 5V х 3А = 15W.

И нет тут никакого обмана: первая цифра, 20W, это мощность, которую вырабатывают непосредственно пластины, а 15W — то, что достаётся потребителю.

 

От чего зависит мощность батареи

Зависимость мощности солнечной батареи от площади

Зависимость мощности солнечной батареи от площади

Как правило, раскладные солнечные батареи состоят из нескольких панелей — от одной до 12 и больше. Каждая панель — это две (реже полторы) пластины. Иногда используются прямоугольные обрезки забракованных пластин — такие панели обычно дешевле.

Мощность, которую генерирует одна панель, составляет от 4 до 6,5 Вт. Остаётся только умножить на количество панелей в батарее.

Внутри панели пластины соединены либо параллельно, тогда выходное напряжение около 6,5 вольт, либо последовательно — тогда около 13 В или 20 В.

Первый вариант используется в батареях, дающих 5 вольт, второй — 12 или 19 вольт (для ноутбуков).

Стабилизатор — преобразователь (он же контроллер) обеспечивает стабильное выходное напряжение и содержит два, реже три, разъёма. Это сделано для подключения нескольких устройств, а также потому, что ток, который может выдержать один USB-разъём, ограничен конструктивно.

Как выбрать мощность батареи

Здесь никаких точных цифр назвать нельзя — всё зависит от количества устройств, которые вы берёте с собой, от активности расходования энергии, от погоды и т.д.

Опытным путём я пришёл к выводу, что для экипажа байдарки в 1-2 человека оптимальна батарея из 6 пластин мощностью около 20 Вт.

Причём конструкция из трёх панелей по две пластины удобнее, чем из четырёх панелей по 1,5 пластины. Последняя ýже, но длиннее и размещать на байдарке её неудобно. К солнечной зарядке оптимален поуэрбанк на 20 А/ч.

Технология быстрой зарядки

В походе не обойтись без аккумуляторов большой ёмкости — Powerbank. Да и новые смартфоны имеют довольно ёмкие аккумуляторы — от 4 а/ч и выше. Такие батареи способны заряжаться довольно быстро, если им обеспечить достаточный зарядный ток.

Однако разъём micro-USB (usb-c), которым оснащены современные смартфоны и прочие устройства, не способен  пропускать сквозь себя ток более 2 ампер — крошечные контакты просто выгорят.

А при таком токе процесс зарядки растягивается на многие часы. Что делать?

Проблема была решена ещё в 19 веке — чтобы передать по тонким проводам больше энергии, надо повысить напряжение. Вот почему линии электропередач ЛЭП на дальние расстояния строят на напряжение 100 и даже 500 тысяч вольт.

Подобный подход применён и в технологии Quick Charge 3.0 от Qualcomm. Давайте вспомним, что протокол USB предназначен для быстрого обмена данными. А использование его для зарядки батарей — это «побочное явление».

В Qualcomm разработали технологию умного переключения режимов и назвали INOV — Intelligent Negotiation for Optimum Voltage, то есть интеллектуальное определение оптимального напряжения.

С обеих сторон, на источнике и потребителе, устанавливается специальный контроллер. По умолчанию источник выдаёт стандартные 5 вольт. Но если в обоих устройствах есть совместимые контроллеры, то они обмениваются информацией и «договариваются», какое напряжение нужно потребителю для быстрой зарядки.

Quick Charge 3.0 может  выдавать до 20 вольт. То есть, через обычный micro-USB пропускается в 4 раза больше энергии и зарядка может идти до четырёх раз быстрее.

Технология быстрой зарядки Quick Charge от Qualcomm

Технология быстрой зарядки Quick Charge от Qualcomm

Контроллеры, поддерживающие такую технологию, стали появляться и в солнечных батареях. Это значит, что пока «жарит» солнышко и зарядка даёт максимальную энергию, её можно быстро сохранить в Powerbank и других устройствах, понимающих Quick Charge.

Как не терять солнечную энергию

Дуэт солнечная батарея + Powerbank

Дуэт солнечная батарея + Powerbank

Энергия, вырабатываемая солнечной батареей, непостоянна. Поэтому нужно стараться использовать её максимально.

Для этого лучше всего подойдёт связка «батарея — пауэрбанк». Дело в том, что нередко батарея даёт больше энергии, чем потребляет смартфон, зарядное устройство и т.д. Часть энергии не используется. А когда аккумулятор устройства заряжается — оно автоматически отключается. И тогда вся энергия уходит в никуда. Та самая энергия, которой потом так не хватает в пасмурную погоду.

Стоит взять себе за правило всегда держать в солнечной батарее подключенный Powerbank, который будет вбирать в себя излишки энергии, неиспользуемые другими устройствами.

А потом, вечерком, отдавать её устройствам, которые успели подразрядиться. Это удобно, в частности, для фото и видеосъёмки: днём аккумуляторы  камер «в деле» и заряжать их нет возможности. Зато вечером и ночью их можно «заправить под завязку», чтобы с утра они снова были в полной боевой готовности.

Как я выбирал солнечную батарею в поход

Когда я стал снимать больше видео, мне пришлось брать с собой больше двух килограммов батареек. Но их приходилось экономить — а вдруг не хватит на самое интересное. В результате часть приехала домой.

Тогда я решил в корне решить проблему зависимости от энергии и стал рассматривать варианты, перечисленные в начале поста.

Тогда у меня был только Canon 60D, аккумулятор которого на 8,4 вольта. Значит, для его зарядки нужно вольт 10-12. Сразу на глаза попалась реклама Goal Zero. Не долго думая, заказал комплект Guide 10 Plus Solar Kit — тогда акция была.

Зарядка на солнечных батареях Guide 10 Plus Solar Kit

Зарядка на солнечных батареях Guide 10 Plus Solar Kit

Там есть гнездо прикуривателя, в которое подключается автомобильное зарядное устройство для аккумуляторов Кэнона.

Перед походом взял экшен-камеру от JVC, которая умеет заряжать аккумулятор внутри себя от USB. Тут-то пригодился выход USB на батарее Nomad 7 и на зарядном устройстве Guide 10 Plus.

Аккумуляторы Canon 60 заряжал только от батареи, а actioncamera — иногда и от «пауэрбанка» Guide 10 Plus.

Лето 2014 года было жарким, снимал я больше фото, чем видео, так что недостатка энергии не ощущал.

В 2016 году примерно треть похода была дождливой и треть пасмурной, а видео я снимал гораздо больше. Уже на первой неделе стала ощущаться нехватка энергии.

Доходило до того, что пришлось снимать на «дохлых» аккумуляторах — камера работала только 5 секунд, потом отключалась.

В 2017 году я сделал сразу два шага для решения проблемы энергии — взял solar battery в два раза большей площади и большой пауэрбанк.

Батарею BlitzWolf® 20W брал на Banggood.com —  там оказалась бесплатная доставка до двери всего за 3 недели.

Powerbank лучше брать в местном магазине, так как в большинстве транспортных компаний перевозка литиевых аккумуляторов воздушным транспортом запрещена. Будет очень долго ехать окольными путями, если вообще доедет.

Мой не доехал, но деньги вернули, и я взял Powerbank Xiaomi 20000 mah в магазине Онлайн Трейд в Твери.

BlitzWolf® 20W я сразу же модифицировал — сделал большой карман, в который помещается и Xiaomi 20000, и смартфон, и пара зарядных устройств.

Для питания ЗУ аккумуляторов LP-E6 от Canon 60D я использовал кабель — преобразователь, который делает 12 вольт из 5 вольт USB.

При малейших признаках солнышка я раскладывал батарею на корме байдарки и в ней постоянно что-нибудь заряжалось. Даже после недели хмари у меня оставалось энергии примерно треть пауэрбанка, хотя снимал много и активно пользовался смартфоном — слушал каждый день аудиокниги, смотрел карты и кино.

Считаю, что связка  BlitzWolf® 20W + Xiaomi 20000, или аналогичные модели других производителей, оптимальна для длительных одиночных походов.

Ещё широкая линейка солнечных батарей у компании AllPowers, хотя и немного дороже.

Хочу предостеречь от так называемых супер-зарядок на 30 000, 50 000, 60 000 mAh с встроенной солнечной батареей.

Во-первых, по расчётам выше вы легко можете определить, что крохотная солнечная батарея площадью менее 1 кв. дециметра, способна зарядить аккумуляторы разве что за неделю постоянного солнца.

Во-вторых, там используются nobrand аккумуляторы, на которых китайцы печатают произвольные цифры ёмкости. Хоть 6000 на каждом.

Реально максимальную ёмкость имеют литиевые аккумуляторы Panasonic — 3250 mAh с защитой от перегрева и короткого замыкания, такие использованы в оригинальных Xiaomi 20000 mah.

Рекомендации по солнечным батареям

  1. Выбирайте батарею из 6 пластин, лучше — имеющую три панели по две пластины. Их мощность — около 20 W.
  2. Выбирайте пауэрбанк на 20000 mAh, лучше оригинальный Xiaomi.
  3. Хорошо, если пауэрбанк, а лучше и батарея,  поддерживают технологию Quick Charge.
  4. Заказывайте Powerbank Xiaomi 20000 в местном магазине и проверяйте на оригинальность.
  5. В походе постоянно держите Powerbank подключённым к батарее, чтобы энергия не терялась.

Если информация была для вас полезной — поделитесь ей в соцсетях, свои вопросы и предложения оставляйте в комментариях.

Читайте также:

1 комментарий

  1. 10.01.2018

    […] В последующие годы я стал снимать гораздо больше видео, а погода чаще была пасмурной, поэтому я приобрёл более мощную солнечную батарею. […]

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *