Разновидности и особенности использования солнечных батарей для зарядки автомобильных аккумуляторов

2406Опубликовано 22 июля 2019

Панели на фотоэлементах для подзарядки АКБ от солнца перестали быть экзотикой. Сам факт того, что на рынке нетрудно

выделить популярные модели от ведущих производителей, свидетельствует о накоплении опыта использования подобных устройств у рядовых потребителей. Если же у кого-то из автолюбителей остались вопросы, то знакомство с данной публикацией снимет основную их часть.

Панели на фотоэлементах — уже реальность

Получение электрической энергии из солнечного света стало возможно, благодаря исследованиям множества ученых. Отправной точкой послужило открытие фотогальванического эффекта в 1839 г. Через сто с небольшим лет были изобретены полупроводниковые фотоэлектрические элементы, преобразующие излучение Солнца в постоянный ток.

На заметку. Первые солнечные батареи современного типа на кристаллах кремния разработали в 1954 специалисты компании Bell, а уже через четыре года СССР и США запустили в космос спутники, оснащенные такими устройствами. К началу 21 века появилось множество типов фотоэлементов, а их использование в повседневной жизни стало обыденным явлением.

Эксперименты владельцев автомобилей по прямой подзарядке АКБ бытовыми солнечными панелями подтолкнули производителей к идее выпуска специализированных устройств, способных решать сразу несколько задач, как то:

• зарядка автомобильных аккумуляторов без нагрузки на сеть;
• избавление от необходимости возить с собой резервные АКБ;
• снижение риска опустошить АКБ при неработающем генераторе;
• подзарядка аккумуляторов при простое двигателя;
• увеличение эффективности подзарядки на ходу.

Очевидно, что для владельцев разнообразных электрокаров и гибридов – перечисленные проблемы особенно актуальны, даже если транспорт или техника оснащены бензиновым генератором.

Установка панели на автомобиль

Отдача от владения солнечной панелью резко ограничивается, если нет возможности надежно закрепить её на кузове и использовать непосредственно во время поездки.

Вместо панорамного окна в данный автомобиль аккуратно вмонтирована солнечная панель, мощности которой вполне хватит на подзарядку АКБ

Ведь в этом случае речь шла бы просто об обладании портативным генератором низкой мощности, для эксплуатации которого нужны продолжительные стоянки в течение светового дня.

Существуют три основных способа установки на автомашину модулей с фотоэлементами:

1. На крышу, при помощи стоек (багажника). Данный способ установки простой и быстрый. Панели можно в любой момент демонтировать. Применяется в основном для поездок за город: на природу или отдых. Однако, установка на крышу ухудшает аэродинамику машины и требует очень надежной фиксации панели, но зато позволяет закрепить модуль большой площади (до 1 кв.м.) или несколько модулей размером поменьше. В условиях «солнечных» широт и стабильно ясной погоды такие устройства способны заменить собой генератор, работая в связке с АКБ.
2. В салоне, в освещенной его части (над приборной панелью или у заднего стекла). Из-за малой площади размещения и процента потерь солнечного света при переходе через стекло возможно разместить только портативные модели. Основное назначение – освобождение АКБ от энергозатрат на обслуживание периферийной электроники, устройств мультимедиа, средств связи и прочих гаджетов. Основательно зарядить от них аккумулятор невозможно из-за их невысокой мощности.
3.  Интеграция в кузовную деталь автомобиля. Первые попытки внедрения солнечных панелей в кузов автомобиля предпринимали давно (70-80 года), однако, из-за малой эффективности панелей в то время они не вошли в обиход. Сейчас ситуация изменилась, как и панели. Солнечные модули есть гибкие, прозрачные, тонкие. Это позволяет легко монтировать панели в кузовные детали или приклеивать поверх без потери аэродинамики.

Важно. Установка гелиопанелей сильно упрощается и становится более гибкой, если производитель предлагает специальные подставки и крепления с варьируемыми углами. Это позволяет выбирать положение для наилучшей освещенности рабочей поверхности модуля и, как следствие, существенно повысить его КПД на время стоянки.

Еще один пример применения солнечной батареи на крыше автомобиля:

Панель вмонтирована в крышу автомобиля и покрыта слоем инея. однако, все равно выдает заряд. В морозное время года, когда емкость АКБ падает, солнечная панель на крыше может помочь даже завести автомобиль.

Преимущества и недостатки

У каждого устройства, и новинки есть положительные и отрицательные моменты внедрения. Со временем при работе над улучшением отрицательные моменты частично убираются, но иногда это невозможно.

К числу главных плюсов автомобильных гелиопанелей можно отнести:

• высокую мобильность;
• простоту в эксплуатации;
• возможность объединения модулей для увеличения мощности;
• независимость от стационарных источников электроэнергии;
• реальное снижение нагрузки на АКБ (даже при простое двигателя).

Недостатки:

• зарядка основательно истощенного АКБ может занять от 9-12 до 100 часов;
• прямая зависимость производительности солнечных батарей от суммарной площади поверхности фотоэлементов;
• устройства не работают в темное время суток и зависимы от погодных условий.

Производители

Рекомендация избегать «дешевой китайской продукции» будет бессмысленной. По большей части, ТОП-10 производителей солнечных панелей на 2019 год (согласно рейтингу Bloomberg) состоит именно из китайских компаний, часто имеющих зарубежные филиалы. Основную конкуренцию Китаю составляют:

• Канада;
• Южная Корея;
• Япония.

Конечно рынок не стоит на одном месте, если компании видят востребованность и восходящий тренд в данном типе оборудования, рынок будет развиваться.

Популярные модели

В продаже существуют самосборные и готовые комплекты панелей для установки на автомобиль. Готовые комплекты стоят дороже, однако, они более продуманнее, функциональнее, у них есть все необходимые фитинги для монтажа и реальные заявленные технические характеристики.

SunForce

Канадский производитель предлагает гелиопанель повышенной мощности (150 Вт – 8,7 А). Кроме самой панели, в комплект включены вилка и клеммы, а также контроллер зарядки, что очень важно в случае с любыми высокопроизводительными солнечными батареями.

Эти модули умеренной величины (97х35х4 см.) хорошо подходят для установки на крыше автомобиля, на катерах и некрупных яхтах.

На заметку. Панели SunForce способны работать не только в солнечную погоду, но и в условиях облачности, в дождь, при тумане.

TCM 15F

Отличительные особенности данной модели – малый вес (300 г.), гибкая конструкция и портативность (60х27х0,5 см.), что предоставляет простор для вариантов размещения. Обратной стороной выступает довольно скромная производительность (15 Вт – 1А).

Так или иначе, это очень хороший и надежный вариант для обеспечения питанием периферийной электроники и снятия части нагрузки с АКБ. Отдельного упоминания заслуживает высокое качество крепления.

Sunsei Solar Power (SE-500)

Еще одна компактная модель размером всего 37,5х36х2,6 см. Водонепроницаемый корпус заключен в металлическую рамку и может быть закреплен на кронштейне со штативом, что дает множество вариантов установки с большой свободой для вращения и углов наклона.

Солнечная панель для автомобиля Sunsei Solar Power SE 500 одна из недорогих быстросъемных моделей

Низкая мощность (7,5 Вт – 0,5 А) может быть увеличена путем объединения нескольких панелей. В итоге устройство не только обеспечит работу мультимедиа при выключенном двигателе, но и позволит подзарядить АКБ.

Как происходит зарядка автомобильного аккумулятора?

В отличие сети, где циркулирует переменный ток, солнечные панели сразу выдают постоянный, что существенно снижает вес конструкции, поскольку не нужно использовать трансформатор. Эта особенность частично компенсирует зависимость производительности гелиопанелей от их габаритов.

Дополнительное удобство связано с тем, что у большинства моделей автомобильных солнечных батарей предусмотрено два способа их подключения:

• напрямую к АКБ (при помощи клемм);
• через гнездо прикуривателя.

Важно. При заряжании кислотного аккумулятора от гелиопанели практически отсутствует риск снижения срока его службы вследствие подачи высоких значений силы тока. Простой пример: при емкости АКБ 60 А/ч сила зарядного тока не должна превышать 6 A.

Выходной ток у большей части солнечных батарей не превышает 1 ампера, что заведомо меньше 0,1 от номинальной емкости АКБ. С другой стороны, если гелиопанель не обеспечивает номинальный зарядный ток (менее 0,08 от емкости аккумулятора), то речь может идти лишь о частичной подзарядке.

Возможность полной зарядки АКБ становится доступной при эксплуатации панелей мощностью от 30 Вт и выше (желательно 60 Вт). Для того, чтобы просто поддерживать заряд аккумулятора, может хватить 5-6 Вт.

Вариант, когда модуль обладает напряжением 12 вольт и номинальным уровнем мощности 15 Вт, можно отнести к числу оптимальных для решения большинства задач возлагаемых на вспомогательный источник питания в современном автомобиле. При грамотном использовании такой панели в связке с генератором – АКБ может быть опустошен разве что в экстремальном стечении неблагоприятных обстоятельств.

Нужен ли контроллер заряда?

Контроллер уровня заряда АКБ представляет из себя устройство, основное предназначение которого понятно из названия. Приобретать его нет необходимости, если автомобиль оснащен современным бортовым компьютером.

Индикатор уровня зарядки аккумуляторных батарей не будет лишним

При использовании компактных солнечных панелей в салоне машины для обеспечения нужд мелкой электроники – показания контроллера тоже вряд ли так уж необходимы. Но если ничего, кроме аналогового вольтметра или тестера, в автомобиле нет, то покупка прибора для мониторинга заряда в любом случае не лишена смысла.

В особенности, если в распоряжении водителя имеются мощные солнечные панели, позволяющие полностью зарядить аккумулятор. В этом случае качественный контроллер не даст перезарядить АКБ или, наоборот, не допустит его критической разрядки.

На что обращать внимание при покупке?

Приобретая солнечную панель для автомобиля, нужно иметь четкое представление о задачах, которые ему предстоит решать, и разобраться с техническими характеристиками. У портативных «салонных» моделей ограничен функционал. Даже на то, чтобы экстренно взбодрить опустошенный аккумулятор и просто запустить двигатель, их сил может не хватить.

Мощные – обладают внушительными габаритами, в силу чего их эксплуатация связана с рядом трудностей, а производительность напрямую зависит от времени суток и погодно-климатических условий. Так что даже они не выступают универсальным решением всех проблем, связанных с обеспечением «железного коня» электроэнергией.

В заключение стоит предостеречь от покупки «безымянных» гелиопанелей и призвать к проявлению осторожности в случае с малоизвестными брендами. Известны случаи, когда интенсивный нагрев от Солнца приводил к их физическому разрушению, не говоря уже о качестве их работы. Внимательное изучение тематических ресурсов и потребительских отзывов придется очень кстати.

Расскажите о нам друзьям!Читайте также

Внедрение солнечных панелей для применения, как источников энергии идет по всем направлениям. Уже построены «умные» дома с солнечными панелями на кровле, энергия от них собирается через АКБ, направляется потребителям.  В автомобиле питаться энергией солнца может аккумулятор. Для этого есть все условия – места, где можно установить панели, инвертор и контроллер. Энергия солнца не позволит получать большие токи, но подзарядить аккумулятор может. Выпуск солнечных батарей уже поставлен на промышленную основу. Можно подобрать готовые комплекты из панелей для подзарядки автомобильного аккумулятора по параметрам мощности и напряжения, отвечающие специфике автотранспорта.

Солнечные батареи 12 В для зарядки автомобильного аккумулятора

Выясним, какие панели нужно подобрать, чтобы можно было зарядить АКБ легкового автомобиля. Возьмем аккумулятор емкостью 60 Ач, напряжение 12,6 – 6 банок, соединенных последовательно с V = 2,1 В. Ток заряда составляет 0,1 * 60 = 6 А. Время зарядки до 12 часов. Такой заряд может обеспечить панель мощностью 60 Вт, с установленным контроллером. Батарея габаритами 1м2 дает 15 Вт при напряжении 12В.

Пока нет вариантов солнечных батарей для того, чтобы полностью зарядить автомобильный аккумулятор. Возможна подзарядка АКБ и частичное питание бортовой сети. Однако появились складные конструкции, которые можно раскинуть в месте привала или отдыха. Установить батареи из панелей можно в загородном доме. Во время длительной стоянки, они сутками будут бережно подпитывать авто энергией.

Появились зарядные устройства от солнечных батарей, созданные британской компанией Ring Automotive Ltd. Производитель предлагает ЗУ типа RSP, мощностью 1,5 Вт; 2,4 Вт; 4,8 Вт. Устройства имеют присоски, крокодилы, кабель 2,7 м и используются для подзарядки во время стоянки на солнце в течение нескольких дней. Солнечная батарея от этого производителя для зарядки автомобильного аккумулятора предлагается по цене 100 долларов.

Пока лучшими считаются разработки украинских инженеров из предприятия «Квазар». Они разработали несколько моделей раскладных панелей. Устройство обеспечивает мощность 90 Вт, ток зарядки до 7 А. Общий вес конструкции 8 кг, цена 400 долларов.

Разновидности солнечных батарей для автомобильных АКБ

Промышленное производство солнечных батарей для авто развивается. Готовые изделия маломощные, ток подпитки мал, но есть возможность объединить компоненты, увеличив силу тока.

Sunsei SE-500

ФЭ модуль ТСМ-15А

Гибкая панель размером 26,5*60,0*0,15 см имеет мощность 15 Вт, ток зарядки 1 А. Вес пластины 300 г. Сборка выполнена из модулей SunPower , имеющих КПД 20%. Гибкая пластина имеет верхние и нижние токовыводящие контакты, может устанавливаться на твердую поверхность – крыши автомобилей, катеров, зданий. Для использования в подзарядке авто необходимо устанавливать контроллер.

Наилучшее место для размещения солнечных батарей – крыша авто. Крепление должно быть качественным – липучкой, специальными кронштейнами, силиконовым клеем. Подключают устройство через прикуриватель или напрямую к аккумулятору.

Видео

Предлагаем посмотреть, как пользователь наглядно объясняет особенности установки солнечной панели для зарядки аккумулятора.

Особенности зарядки автомобильного аккумулятора от солнечной батареи

Состояние автомобильного аккумулятора — предмет постоянного внимания и заботы автолюбителей. Не вовремя разрядившееся устройство доставит массу хлопот даже в городе, а если такое произойдет вдали от оживленных автомобильных дорог, то проблема окажется весьма сложной. Удачный вариант решения вопроса — использовать солнечную панель для зарядки автомобильного аккумулятора, дающую возможность «оживить» севший аккумулятор без привлечения посторонней помощи.

Автомобильный аккумулятор постоянно отдает запасенную энергию, как во время движения, так и на стоянке. Работа различных устройств — приемника, CD-чейнджера, авторегистратора, холодильника, кондиционера и прочих установок требует повышенного расхода энергии АКБ. Нередки случаи, когда владелец автомобиля в спешке оставляет включенным радиоприемник или другое устройство, а когда возвращается к автомобилю, обнаруживает безнадежно севший аккумулятор. Хорошо, если найдется, у кого «прикурить», но такая удача случается не всегда.

Для подобных случаев созданы солнечные батареи для зарядки 12В аккумулятора автомобиля. Они имеют разные параметры, размеры и возможности. Специфика таких устройств заключается в способности эффективно работать только в солнечный день. Источник солнечной энергии поистине неисчерпаемый, но возможности современных технологий позволяют получить от него ограниченное количество энергии. производительность устройства напрямую зависит от площади рабочей поверхности солнечной панели.

Таким образом, особенностями зарядки автомобильной АКБ от солнечной батареи являются:

• зависимость от времени суток;
• зависимость от погодных условий;
• зависимость от размеров светоприемной панели.

Кроме того, на работу комплекта влияют технология и качество производства, страна и фирма-производитель и прочие обычные факторы, действующие в отношении любого оборудования.

Оптимальное место для размещения

Солнечные батареи 12В для зарядки автомобильного аккумулятора, как и солнечные батареи для туристов, требуют для нормальной работы наличия солнца и удачно выбранного положения, при котором световой поток падает перпендикулярно на всю поверхность светочувствительных элементов. При больших размерах панелей, позволяющих получить от зарядки максимальный эффект, размещение устройства становится заметной проблемой.

Если речь идет о стоянке, особенно в полевых условиях, то вопрос решается достаточно просто. Однако, при необходимости подзарядки во время движения, солнечная панель в автомобиль для зарядки аккумулятора превращается в довольно сложную задачу, решение которой отчасти предлагается производителями установок. Они изготавливают специальные подставки, позволяющие разместить панель в удобном для приема солнечных лучей положении.

Солнечная зарядка для автомобильного аккумулятора вставляется в специальное гнездо на штанге, которая имеет возможность фиксации под определенным углом к горизонту. При повороте на солнце и выборе оптимального наклона рабочая поверхность получает световой поток максимальной силы.

К сожалению, такие опорные конструкции чаще всего прилагаются к маломощным устройствам. Более производительные панели в развернутом виде имеют большую площадь, и производители предоставляют автовладельцам самостоятельно решать вопрос оптимального размещения установок.

Наиболее удобными считаются два варианта:

1. Размещение панелей на крыше салона.
2. Укладка на верхнюю плоскость приборной доски.

Оба варианта имеют свои достоинства и недостатки, поэтому следует поговорить о них особо.

Крыша авто

Наружная поверхность крыши салона имеет достаточно обширную площадь и расположена таким образом, что на нее постоянно падают лучи солнца. Это позволяет разместить на ней солнечную панель суммарной площадью 1 м², и даже больше, что дает достаточно энергии для полной зарядки автомобильной АКБ даже после глубокого разряда. Солнечное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора 12 v, обладающее достаточной для этого мощностью в 30-60 Вт, нуждается именно в подобной площади.

Недостатком этого варианта является необходимость как-то фиксировать панели на крыше, поскольку они имеют относительно небольшой вес и могут быть сдвинуты или сброшены обычным порывом ветра. При движении проблема многократно возрастает, так как встречный поток воздуха создает значительное давление и может сорвать панели. Во время движения есть риск не сразу заметить этот момент, что вынудит разворачиваться и ехать на поиски.

Кроме того, светочувствительные элементы, расположенные на крыше автомобиля, в городских условиях легко могут стать добычей для асоциальных личностей, что также осложняет монтаж в этом удобном, но слишком открытом месте.

Приборная панель

Верхняя плоскость приборной доски удобна для размещения солнечной панели подходящего размера. Устройство находится внутри салона, что обеспечивает ему защиту от атмосферных проявлений или посягательств нечистых на руку граждан.

Дополнительным удобством является возможность присоединения к прикуривателю или соответствующим клеммам, что гораздо удобнее, чем при установке панелей на крыше, когда с проводами возникает небольшая проблема. Можно заряжать аккумулятор как на стоянке, так и во время движения без принятия дополнительных мер для усиленной фиксации устройства.

Недостатком становится ограниченная площадь панели, не позволяющая производить полноценную зарядку АКБ. Обычная солнечная батарея для зарядки аккумулятора автомобиля нуждается в большей площади, а на приборной доске можно установить только дополнительную панель, подзаряжающую аккумулятор до определенного уровня.

Еще одним недостатком является возможность получения эффективного солнечного потока только при определенном направлении движения или расположении машины во время стоянки. Если направление движения не совпадает с положением солнца, эффективность работы панелей резко падает. Несмотря на заявления производителей о способности работать в пасмурную погоду, устройство заметно теряет производительность при ограничении доступа к прямому потоку света.

Правила зарядки

Автомобильные аккумуляторы заряжают в относительно мягком режиме, при котором сила тока не превышает 0,1 от номинальной емкости. Например, при емкости батареи в 60 А•ч сила тока заряда не должна превышать 6 А, иначе АКБ будет понемногу разрушаться.

В этом отношении зарядка автомобильного аккумулятора от солнечной батареи является вполне удачным вариантом, так как у большинства видов светочувствительных панелей на выходе не бывает силы тока больше 1 А. Такие устройства обычно используются для поддержания состояния аккумулятора. Их мощность составляет 5-6 Вт. Если требуется полная зарядка, то надо использовать более мощные модели, способные развивать от 30 до 60 Вт. Чаще всего, применяются в следующих ситуациях:

• подзарядка севшего аккумулятора;
• поддержание уровня заряда АКБ при длительной поездке и работающем кондиционере, радиоприемнике или магнитоле и т.д.;
• подзарядка АКБ при необходимости длительного простоя машины (например, на время отъезда владельца).

Для нормальной зарядки автомобильного АКБ рекомендуется применять солнечную зарядку для 12 В аккумулятора на автомобиль длиной не менее 1 м. Они развивают мощность около 15 Вт, при напряжении, соответственно, в 12 В.

Важно, чтобы в составе комплекта зарядного устройства присутствовал контроллер заряда. Если его нет, надо обязательно приобрести и присоединить к зарядному устройству. Это позволит избежать перезарядки или обратной разрядки АКБ, которые отрицательно влияют на состояние пластин батареи. Если есть возможность, рекомендуется использовать цепь из нескольких солнечных панелей, распределив их наиболее удобным для приема солнечных лучей способом.

Обзор лучших моделей

Рынок наполнен различными моделями солнечных батарей. Большинство из них произведено в странах Юго-Восточной Азии и имеют соответствующие технические возможности. Приобретение подобных устройств всегда сродни участию в лотерее — никогда не известно, чем все закончится на этот раз. Тем не менее, существуют вполне работоспособные и качественные солнечные панели для зарядки аккумулятора 12в.

Небольшой обзор которых поможет сориентировать потенциального пользователя:

• Sunsei SE-500. Детище компании ICP Solar. Представляет собой компактную и производительную солнечную батарею, размеры которой составляют 38х36х3 см. Мощность панели составляет 7,5 Вт, а сила тока — 0,6 А. Относительно небольшая мощность компенсируется возможностью соединения в единую систему нескольких устройств, что позволяет увеличить выходную мощность и ускорить зарядку аккумулятора. Модель комплектуется штангой (штативом) для установки панели в максимально удобное положение.
• SunForce. Известная канадская фирма, выпускающая солнечные батареи различного назначения. 17-ваттная модель имеет силу тока 1,5 А, размеры составляют 97х35х4 см. Рекомендуемое место размещения — крыша салона или кабины автомобиля. В комплекте имеется контроллер заряда, клеммы, вилка для подключения в прикуриватель. Отличием этой модели является высокая чувствительность фотоэлементов, позволяющая получать солнечную энергию даже в пасмурные дни.
• ТСМ-15F. Компактная гибкая панель размером 60х27х0.5 см имеет мощность 15 Вт, сила тока 1 А. Несмотря на гибкую форму корпуса, он надежно герметизирован и прочен. Батарея размещается на крыше салона, обеспечивает КПД в 22 % и вполне качественно выполняет свою задачу.

На рынке постоянно появляются новые модели, позволяющие получить большее количество энергии. Производители занимаются разработками более эффективных устройств, способных ускорить загрузку и получать энергию при неблагоприятной погодной ситуации. При покупке следует внимательно изучать технические характеристики и не стесняться требовать сертификаты соответствия, всегда имеющиеся у качественных образцов солнечных батарей.

Цены на панели

Используемые источники:

• https://tcip.ru/blog/solar-panels/dlya-zaryadki-avtomobilnogo-akkumulyatora.html
• https://batts.pro/avtomobilnyie-solnechnyie-batarei/
• https://energo.house/sol/solnechnaya-panel-dlya-zaryadki-avtomobilnogo-akkumulyatora.html