Солнечные батареи, как отмечалось выше, имеют гибкие солнечные элементы на основе аморфного кремния, которые сложно повредить. Малые габариты и вес позволяют быть под рукой.

Солнечные элементы изготовлены в США, сами батареи пошиты в России. Технология фотоэлементам аналогична гибким солнечным элементам завода «Квант» (Россия). •1 ‘,

Гарантированный срок выработки энергии фотоэлементами’ более 18 лет. При непрерывном нахождении на солнце где-нибудь на эква­торе выходной ток за это время не упадет ниже 85% от паспортного. Т. е. для туристов, можно принять, что батареи «вечные».

Рассмотренные солнечные батареи позволяют заряжать (совместно с электроникой) почти всех мелких потребителей, до ноутбука вклю­чительно, а солнечные батареи 8, 11 и 15 Вт могут заряжать даже автомобильный аккумулятор (можно реально завести машину после 0,5—1 дня зарядки).

Солнечные батареи SunCharger собираются из ламинатов, внутри которых упакованы несколько фотоэлементов, соединенных последо­вательно. Обычно такая сборка содержит 4 или 8 фотоэлементов, каж­дый из которых дает около 1,5 В рабочего напряжения. Поэтому лист из четырех фотоэлементов будет иметь на выходе напряжение 6 В (8 В без нагрузки) или 12 В (16 В без нагрузки).

Сам же единичный фотоэлемент представляет собой прямоуголь­ник стальной фольги размерами приблизительно 180×39 мм, на кото­рый напылены активные слои (Н. Носов http://mobipower. ru/).

На рис. 3.17 приведена выходная характеристика единичного фото­элемента.

Что мы видим в графике на рис. 3.17? Самое главное, видно, что при стандартных условиях освещения (1000 Вт/м2,25 °С и спектре 1.5)

единичный фотоэлемент имеет рабочее напряжение 1,5 В и рабочий ток 300 мА, т. е. максимальную мощ­ность 0,45 Вт.

Это позволяет нам уже & 200 мА

Графики сняты при температуре воздуха 25 °С

Рис. 3,17. Выходные характеристики единичного фотоэлемента

Напряжение

по внешнему виду сол­нечной батареи сразу же узнать ее характеристики. Например, смотрим на солнечную батарею, ска­жем, 8 Вт, показанную на рис. 3.18.

Она состоит из двух ламинатов, в каждом из которых по 8 после­довательных фотоэлементов. Поэтому рабочее выходное напряжение такой солнечной батареи будет 1,5 В х 8 шт. = 12 В (или 2 В х 8 шт. = = 16 В если без нагрузки).

А рабочий выходной ток будет 300 мА х 2 панели = 600 мА (или 380 мАх2= 760 мА при коротком замыкании). Реальная выходная мощность 0,45 Вт х 16 фотоэлементов = 7,2 Вт.

D

Примечание.

Все эти цифры получены для стандартных условий освещения, а это, приблизительно, — «лето, Крым, полдень, ясное небо».

Эти фотоэлементы имеют выходную мощность реально выше, чем указано на графике (рис. 3.17). Поэтому солнечная батарея, маркируе­мая как 8 Вт, имеет мощность не 7,2 Вт, а около 7,5 Вт, а батарея на 15 Вт — «честные» 15 Вт. Так что, фирма SunCharger указывает харак­теристики своих солнечных батарей «честно» (в отличие от распростра­ненной практики, когда «путают» рабочие и максимальные характери­стики, в результате чего «рекламная» мощность получается в полтора раза больше реальной).

солнечной батареи 8 Вт

Второе, что мы можем увидеть из графика рис. 3.17: при уменьшении Рис. 3.18. Внешний вид гибкой

освещенности пропорционально
снижается выходной ток, но выходное напряжение при этом остается практически неизменным.

Это подтверждается и на практике, когда на слабом Солнце ток может упасть, например, в 50—100 раз, а напряжение снизится всего на пару вольт. Т. е. мы можем продолжать заряжать свои аккумуля­торы, просто уменьшится скорость их зарядки, но процесс не прекра­тится. Это очень хорошее свойство данных батарей.

Следующий фактор, который часто беспокоит покупателей солнеч­ных батарей — это как быстро они теряют свойства. Это опасение не случайно, многие «китайские» аморфные солнечные батареи могут потерять до трети своей мощности в первые же пару лет эксплуата­ции. Однако, фотоэлементы от «Кванта» практически не меняются со временем. Это прекрасно видно на графике на рис. 3.19.

О недель 10 недель Время использования при солнечном освещении Рис. 3.19. Изменение выходной мощности от времени

Из графика видно, что в течение первых 10 недель лежания на солнце, происхо­дит стабилизация характери­стик фотоэлементов и в даль­нейшем они практически не меняются. Сам производитель дает гарантию 18 лет на то, что элементы будут работать.

Главный технолог «Кванта», производящего солнечные батареи, рассказывал, что у них на крыше уже 14 лет стоят еще первые модели солнечных батарей на гибких фотоэлементах. Круглогодично. За эти годы их характеристики ухудшились всего на 4%. Так что они еще прослужат лет 30, не меньше (Н: Носов http://mobipower. ru/).

Примечание.

Приятным бонусом для туристов, как для людей, использующих солнечные батареи лишь время от времени, является то, что в отсутствии Солнца процесс стабилизации практически не про­исходит, и получается, что в первые несколько лет эксплуатации мощность батареи будет выше номинальной на 5— 75%.

Следующим интересным свойством рассматриваемых солнечных фотоэлементов является то, что их коэффициент преобразования
энергии света в электричество оказывается выше при малой освещен­ности, чем при максимальной.

Замечу, что не стоит пугаться относительно небольших значений КПД фотоэлементов из аморфного кремния — это их общее свой­ство. Это просто приводит к необходимости иметь площадь солнеч­ной батареи большей, чем, если бы использовались фотоэлементы с большим значением КПД. Но на малых мощностях такое увеличение площади не играет большой роли, тем более, что батареи складные.

Интересной и полезной особенностью рассматриваемых солнеч­ных батарей является их нелинейный коэффициент преобразования энергии солнца в электричество, аналог коэффициента полезного действия — КПД. А именно, при снижении освещенности КПД таких фотоэлементов не снижается, а возрастает. Т. е. в реальных условиях эксплуатации, которые могут быть весьма далеки от паспортных, такой фотоэлемент позволяет получить большее количество энергии по сравнению с другими типами (при одинаковой номинальной мощ­ности солнечных батарей, естественно).

Также, не стоит забывать, что в горах и на севере, где в солнечном спектре повышенное количество ультрафиолета, гибкая солнечная батарея выдает еще больше тока, а кристаллическая — ультрафиолет практически использовать не может.

Рекомендуется использовать солнечные батареи в комплекте с электроникой:

♦ с импульсным стабилизатором;

♦ с накопителем на литиевых аккумуляторах «Вампирчик-Литий».

Солнечную батарею 4 Вт рекомендуется использовать для зарядки

сотовых телефонов.

Для КПК, коммуникаторов, фотоаппаратов рекомендуется более мощная батарея на 6 Вт или 8 Вт.

Для нескольких потребителей (КПК, фото и т. д.), а также для ноут­буков, рекомендуется солнечная батарея на 11 Вт, 15 Вт или 24 Вт.

Солнечная батарея 24 Вт имеет более высокое выходное напря­жение, которое равно «стандартному» для 12 В солнечных батарей, а именно 17—18 В (рабочее). Это может быть полезно при зарядке некоторых накопителей, для которых не подходят «низковольтные» батареи 8—15 Вт.

Также она подходит для прямой замены «12 В» кристаллических солнечных батарей.

Размер в сложенном виде у солнечной батареи 24 Вт на 25% меньше, чем у батарей 8—15 Вт.

В завершении рассмотрим краткие характеристики Общие для всех батарей. Складная конструкция. Рабочая тем­пература -30…+ 50 °С. Выходной разъем круглый 5,5 мм / 2,1 мм. Встроенный обратный диод.

Солнечная батарея 4 Вт (SC-4/6). Выходная мощность: 4 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 8 В, рабочее: 6 В. Выходной рабо­чий ток: 0,66 А. Габариты в сложенном состоянии: 200x195x6 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 405x195x6 мм. Вес 280 г.

Солнечная батарея 6 Вт (SC-6/6). Выходная мощность: 6 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 8 В, рабочее: 6 В. Выходной рабочий ток: 1 А. Габариты в сложенном состоянии: 200x195x9 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 595x195x6 мм. Вес 410 г. ^

Солнечная батарея 6 Вт (SC-6/9). Выходная мощность: 6 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 12 В, рабочее: 9 В. Выходной рабочий ток: 0,65 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x270x8 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 420x270x4 мм. Вес 410 г.

Солнечная батарея 8 Вт (SC-8/12). Выходная мощность: 8 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 0,65 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x8 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 420x350x6 мм. Вес 460 г.

Солнечная батарея 11 Вт (SC-11/12). Выходная мощность: 11 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 1 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x9 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 630x350x6 мм. Вес 600 г.

Солнечная батарея 15 Вт (SC-15/12). Выходная мощность: 15 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 1,3 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x14 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 850x350x6 мм. Вес 930 г.

Солнечная батарея 24 Вт (SC-24/18). Выходная мощность: 23,5 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 21 В, рабочее: 18 В. Выходной рабочий ток: 1,3 А. Габариты в сложенном состоянии: 28×22,5×3 см. Габариты в раскрытом состоянии: 148x44x4 см. Вес 1,4 кг.