Comment Fonctionne un Chargeur de batterie Solaire

Un chargeur de batterie solaire fonctionne en utilisant des photons à la lumière du soleil pour faire circuler des électrons dans les cellules solaires dans un circuit, provoquant ainsi du courant et chargeant une batterie dans la banque d’énergie solaire. En utilisant la lumière directe du soleil comme source d’énergie, un chargeur de batterie solaire s’avère être l’un des meilleurs gadgets solaires, car il charge les appareils tout en étant éloigné du réseau.

Au niveau de base, les chargeurs de batteries solaires fonctionnent comme n’importe quel système d’énergie solaire, mais sont beaucoup plus compacts et destinés aux appareils plus petits tels que les téléphones mobiles et les tablettes. Une différence importante par rapport aux systèmes solaires typiques est que les chargeurs de batterie solaires sont entièrement des appareils à courant continu, ce qui signifie qu’il n’y a pas de mécanisme pour fournir une sortie d’alimentation CA.

Composants et leur fonctionnement

Un chargeur de téléphone à énergie solaire est un simple appareil électronique. Il se compose d’une cellule / panneau solaire qui génère l’énergie nécessaire. Une batterie stocke cette énergie et du matériel électronique de soutien pour rendre ce processus sûr, optimal et efficace.

 image montrant un chargeur de batterie solaire connecté à un téléphone portable

Examinons plus en détail chacun de ces composants et leur fonctionnement:

Panneau solaire

Aujourd’hui, l’énergie solaire alimente de nombreux appareils de différentes tailles, des lampes solaires de jardin aux systèmes domestiques entiers. En ce qui concerne les chargeurs portables, le panneau solaire est le composant générateur d’énergie des chargeurs et la caractéristique la plus distinctive des chargeurs de batterie standard. Comme son nom l’indique, ils exploitent l’énergie solaire et la convertissent en énergie électrique.

Actuellement, le meilleur matériau de cellule solaire sur le marché est le silicium. Aujourd’hui, les meilleures cellules solaires du marché sont également commercialement réalisables, les cellules monocristallines, qui sont le choix le plus préféré pour les chargeurs solaires portables.

Ceci est fait lorsque des photons (particules de lumière) en plein soleil frappent la surface des cellules solaires et provoquent la rupture des électrons de leurs orbites. Ce phénomène s’appelle l’effet photoélectrique. L’électricité est le flux d’électrons à travers un circuit, qu’il s’agisse de courant circulant à travers des chargeurs de batterie de voiture ou une centrale électrique.

Pour amplifier cet effet, deux régions sont créées dans la cellule solaire – une avec un excès d’électrons et une déficiente en électrons. Les électrons ne peuvent pas passer d’une région à l’autre en raison d’une bordure fermée connue sous le nom de « couche d’épuisement ». Ils doivent voyager dans un circuit externe pour atteindre l’autre couche, qui est l’autre extrémité de la cellule.

 fonctionnement d'une cellule solaire

Fonctionnement d’une cellule solaire (Source–PBS)

L’image ci-dessus est une représentation simple du fonctionnement de la cellule. La région verte est la région n (électrons excédentaires) et la région rouge est la région p (déficiente en électrons). Plus il y a de photons qui frappent la surface, plus l’énergie solaire est utilisée, ce qui signifie plus de production d’énergie. Par conséquent, les chargeurs de téléphone fonctionnent mieux en plein soleil.

Dans le cas d’un chargeur de batterie solaire, ce circuit externe charge la batterie à l’intérieur, nous amenant à notre composant suivant dans la liste.

Batterie rechargeable

Certains chargeurs solaires fonctionnent sans batterie intégrée, mais ils ne peuvent être utilisés que pendant les heures de soleil. Ainsi, une batterie est indispensable si vous souhaitez utiliser le chargeur à n’importe quelle heure de la journée. Les batteries sont des appareils chimiques qui peuvent stocker de l’énergie et l’alimenter en cas de besoin.

Les chargeurs solaires portables contiennent généralement une batterie lithium-ion, ce qui permet d’augmenter la durée de vie de la batterie par unité de volume – l’un des principaux avantages des chargeurs de batteries solaires. Ces batteries sont généralement évaluées à 3,6 V, tandis que les chargeurs de téléphones portables ordinaires fonctionnent à 5 V.

Les chargeurs de bonne qualité peuvent avoir des batteries d’une capacité allant jusqu’à 20 000 mAh, ce qui signifie qu’une charge complète peut transporter suffisamment d’énergie pour charger plusieurs smartphones. Pour une grande batterie, cependant, il faudra plus de temps pour charger à partir de l’énergie solaire. Ils ont également une durée de vie de la batterie plus longue, avec des milliers de cycles de charge-décharge.

La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points, comme l’eau stockée en deux points d’altitudes différentes. Il passera toujours du potentiel le plus élevé au potentiel le plus bas.

Par conséquent, le panneau solaire doit avoir un potentiel légèrement supérieur à celui de la batterie pour se charger du soleil. Les batteries des chargeurs solaires portables sont généralement d’environ 3,6 V; par conséquent, le panneau solaire doit être dans la même plage – pas inférieur à cela, mais pas trop élevé pour éviter les dommages.

L’image ci-dessous montre l’intérieur d’un chargeur de batterie solaire portable. La première chose que nous voyons est la grande dalle de la batterie rechargeable à l’intérieur. Dans l’image ici, la batterie (argentée) occupe la majeure partie du volume et du poids à l’intérieur du boîtier du chargeur, similaire aux chargeurs de batterie standard.

Sur le côté gauche, une partie du panneau solaire est visible. Deux fils relient le positif et le négatif à la carte de circuit imprimé (PCB), qui se connecte ensuite à la batterie.

 image de l'intérieur d'un chargeur de batterie solaire

Techniquement, les panneaux solaires peuvent charger votre batterie directement. Cependant, pour une charge optimale et sûre de la batterie, certains appareils électroniques doivent également être en place. Pour un petit appareil comme celui-ci, un petit PCB suffit. Voyons ce qu’il fait.

PCB

PCB signifie « Carte de circuit imprimé », qui, comme son nom l’indique, est une carte qui relie plusieurs petits objets électroniques et les supporte mécaniquement électroniquement. Ceux-ci incluent des résistances, des diodes, des LED, etc. Un chargeur de téléphone solaire fonctionne parfaitement grâce à cette petite technologie plate.

Voici l’image d’un PCB provenant d’un chargeur de téléphone à énergie solaire. Il y a pas mal de circuits, et donc de complexité dans le fonctionnement des chargeurs de batteries solaires. Mais d’un point de vue de niveau supérieur, il est simple de comprendre comment cela fonctionne.

 PCB à l'intérieur d'un chargeur de batterie solaire

PCB à l’intérieur d’un chargeur de batterie solaire (Source–Steemit)

Les fils sont soudés aux points qui disent B, L et SUN, qui représentent batterie, LED et solaire, avec les marques positives et négatives. Les chargeurs de mauvaise qualité peuvent avoir des fils faiblement soudés, ce qui pose un problème grave aux chocs physiques.

Presque tous les chargeurs auront une ou plusieurs LED pour indiquer une batterie morte, une charge complète ou une charge de batterie en cours.

Les deux grandes pièces métalliques sur le dessus sont des ports USB, qui connecteront le fil de charge de votre appareil. Au centre, un port micro USB peut être vu. Grâce à cela, vous pouvez charger à partir du soleil et d’une autre source électrique – votre unité murale à la maison, ce qui est une fonctionnalité pratique. Vos chargeurs de téléphone ordinaires fonctionnent bien dans ce cas. Il est également plus rapide avec une unité murale de charger complètement la batterie.

Le circuit restant comprend un convertisseur boost, qui augmente le 3,6 V à 5 V, car nos téléphones ou tablettes ont des batteries de 5 V. Comme indiqué précédemment, les chargeurs solaires fonctionnent parfaitement avec les chargeurs de téléphones portables standard. Certains composants protègent également la batterie contre d’éventuels courants de surtension.

Faut-il acheter un Chargeur solaire?

Avec des marques fiables et à moindre coût, les chargeurs solaires gagnent rapidement en popularité. Les meilleurs chargeurs solaires peuvent prolonger la durée de vie de la batterie, avoir des cellules à plus haut rendement et un boîtier plus durable. Nous avons un excellent guide sur l’utilisation d’un chargeur solaire que vous pouvez consulter.

Contrairement aux systèmes encombrants tels que les chargeurs de batterie pour voitures, les chargeurs portables à énergie solaire sont faciles à transporter même dans une poche. Ils sont un appareil extrêmement utile pour tous ceux qui aiment le plein air et détestent un téléphone avec une batterie morte.

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