Статьи

Как сделать солнечную батарею для телефона

Алексей Гаранжа / 30.07.2010 / 08:57

Активный образ жизни современного человека подразумевает, что досуг он большей частью проводит не в бетонных джунглях мегаполиса, а на лоне природы. Но эта самая природа почему-то не озаботилась питанием наших мобильных любимцев. Розетки на деревьях отсутствуют, а прожорливые гаджеты постоянно просят кушать. Между тем нас щедро (особенно в эти дни) и абсолютно бесплатно снабжают солнечной энергией. Остается только воспользоваться этим даром.

Уже несколько лет ведущие производители телефонов с завидной регулярностью выпускают модели с солнечными батареями (например, LG GD510 и Puma Phone), а количество зарядных устройств, способных преобразовывать энергию солнца, достаточно велико — на любой вкус.

Однако «солнечные» телефоны по своим характеристикам представляют собой довольно слабые в техническом плане модели и пользуются небольшим спросом. Зарядник же на солнечных батареях — это дополнительный вес, объем и затраты. Оптимальным компромиссом, на наш взгляд, был бы выпуск производителями крышки аккумулятора или чехлов с солнечными элементами. Данный вариант мы и предлагаем сделать самостоятельно.

Что потребуется

Для начала надо приобрести заднюю панель телефона и разъем питания. Стоимость подходящего китайского изделия не превысит 50-100 рублей при приемлемом качестве пластика. Серьезной задачей на первый взгляд может оказаться поиск подходящих по размеру солнечных элементов.

 

Солнечные элементы, как один из видов фотовольтных преобразователей, бывают нескольких типов: на основе арсенида галлия (GaAs), кремниевые монокристаллические, кремниевые поликристаллические и на основе аморфного кремния. Первый вид элементов используется в космосе и в продаже практически не встречается, хотя и обладает максимальным КПД (40%) и космической ценой. Среди кремниевых наибольшее распространение получили моно- и поликристаллические элементы из-за приличного КПД (9-16 %) и отработанной технологии изготовления. Из минусов стоит отметить хрупкость таких батарей, дороговизну и то, что они подвержены влиянию атмосферных осадков. Аморфные солнечные элементы значительно дешевле в производстве, устойчивы к внешнему воздействию, но обладают низким КПД (6-8 %), а время их работы ограничено 5-6 годами. Тем не менее пока только на их основе изготавливают гибкие батареи, в том числе и в виде пленок.

При подборе солнечной батареи следует учитывать два момента: габариты ячеек и требуемое напряжение. Одиночный элемент выдает около 0,5 вольта при максимальном освещении — и, следовательно, их потребуется не менее 10. Мы пока специально опускаем вопрос с силой тока, генерируемого элементами различной площади. Нам важно, чтобы солнечная батарея поместилась на ограниченной поверхности и выдавала требуемое напряжение.

При сборке батареи из отдельных элементов на основе монокристаллического кремния могут возникнуть трудности при пайке. Дело в том, что кремний отлично проводит тепло и сильно окисляется при нагреве. Поэтому при отсутствии продвинутых навыков пайки желательно обратить внимание на готовые модули солнечных батарей.

 

Честно говоря, спаять самостоятельно нормальную батарею из миниатюрных (15х6 мм) монокристаллических модулей автору статьи не удалось. Конструкция получилась хрупкой и с неровной поверхностью. Это чисто промышленный вариант, и повторять его в домашних условиях не стоит. Вместе с тем батарея обеспечивала достаточный уровень энергии, и даже больший, чем у варианта, который мы использовали ниже.

 

В магазинах электронных компонентов можно встретить как отдельные элементы, так и уже собранные в батарею модули. Идеальным был бы модуль из 10 монокристаллических элементов с выходным напряжением 5 В и подходящий по размерам к корпусу телефона. Плюс здесь еще и в том, что элементы уже спаяны и залиты прозрачным пластиком для защиты от внешней среды.

Приобрести такую батарею можно в одном из многочисленных китайских онлайн-магазинов.

Возможно также, что будет проще и дешевле раздобыть солнечные элементы из китайских калькуляторов с солнечным питанием или садовых светодиодных светильников.

В калькуляторах используются преимущественно аморфные солнечные элементы, где слой полупроводника нанесен на тонкую стеклянную пластинку. Однако выходное напряжение таких модулей редко превышает 1,5 В — и, соответственно, их понадобится не менее 4 штук с последовательным соединением.

Сборка

Мы выбрали более практичный вариант с батареей от светодиодного фонарика-брелка стоимостью 50 рублей.

На ярком свете солнечный модуль уверенно выдавал 5,5 В, а два параллельно подключенных генерировали ток короткого замыкания около 200 мА.

Разумеется, под нагрузкой сила тока будет значительно ниже. Стоит заметить, что при прочих равных условиях монокристаллические элементы генерируют более высокий ток. Спаянную в параллель пару модулей размещаем на крышке телефона с помощью двустороннего скотча и подпаиваем разъем питания, соблюдая полярность.

Кроме этого, к положительному выводу батареи необходимо подпаять диод. Он будет служить в качестве вентиля, не позволяя аккумулятору разряжаться через солнечную батарею. Диод, кстати, можно выпаять из платы фонарика.

Для удобства и эргономики мы разобрали стандартный штекер и оставили только сердцевину с контактами. Возможно, для другой модели телефона можно придумать иное и более изящное решение.

Чтобы конструкция получилась более прочной, можно залить солнечные элементы с торцов термоклеем.

Выводы

Таким образом мы получили дополнительный источник питания к телефону. Достаточно повернуть аппарат тыльной стороной к солнцу или яркой лампе, как включится режим зарядки. К сожалению, наш самодельный источник питания не может обеспечить полноценный зарядный ток для аккумулятора и будет служить в качестве подпитки, слегка продлевающей время автономной работы. Насколько слегка — зависит от площади батареи и прожорливости телефона. По крайней мере, аккумулятор на Sony Ericsson G500 отработал на пару-тройку часов больше, нежели без «солнечной крышки». Что можно считать удовлетворительным результатом.

Более эффективно можно было бы запитать аккумулятор напрямую с солнечного модуля, минуя управляющую схему телефона. Но такое решение может привести к выходу из строя как аккумулятора, так и телефона.

Ссылки на магазины

chinawebshop.ru

ekits.ru

В тему
еще...
blog comments powered by Disqus
Обратная связь
Имя
E-mail
Сообщение:

Отправить