Come funziona un caricabatterie solare

Un caricabatterie solare funziona utilizzando i fotoni alla luce del sole per far scorrere gli elettroni nelle celle solari in un circuito, causando così corrente e caricando una batteria nella banca di energia solare. Utilizzando la luce solare diretta come fonte di energia, un caricabatterie solare dimostra di essere uno dei migliori gadget solari, in quanto carica i dispositivi pur essendo lontano dalla rete.

A livello base, caricabatterie solari funzionano come qualsiasi sistema di energia solare, ma sono molto più compatto e pensato per i dispositivi più piccoli come telefoni cellulari e tablet. Una differenza importante rispetto ai tipici sistemi solari è che i caricabatterie solari sono interamente dispositivi DC, il che significa che non esiste un meccanismo per fornire potenza CA.

Componenti e loro funzionamento

Un caricatore del telefono ad energia solare è un semplice apparecchio elettronico. Si compone di una cella solare/pannello che genera l’energia necessaria. Una batteria memorizza questa energia e alcuni hardware elettronico di supporto per rendere questo processo sicuro, ottimale ed efficiente.

immagine che mostra un caricabatterie solare collegato a un telefono cellulare

diamo uno sguardo più dettagliato a ciascuno di questi componenti e del loro funzionamento:

Pannello Solare

Oggi, l’energia solare poteri molti apparecchi di diverse dimensioni, dalle luci solari del giardino per tutta la casa sistemi. Quando si tratta di caricabatterie portatili, il pannello solare è il componente di generazione di energia dei caricabatterie e la caratteristica più distintiva dei caricabatterie standard. Come suggerisce il nome, sfruttano l’energia solare e la convertono in energia elettrica.

Attualmente, il miglior materiale di celle solari sul mercato è il silicio. Oggi, le migliori celle solari sul mercato sono anche commercialmente fattibili sono celle monocristalline, che sono la scelta più preferita per i caricatori solari portatili.

Questo viene fatto quando i fotoni (particelle di luce) alla luce del sole colpiscono la superficie delle celle solari e causano la rottura degli elettroni dalle loro orbite. Questo fenomeno è chiamato effetto fotoelettrico. L’elettricità è il flusso di elettroni attraverso un circuito, che si tratti di energia che scorre attraverso i caricabatterie per auto o una centrale elettrica.

Per amplificare questo effetto, nella cella solare vengono create due regioni: una con elettroni in eccesso e una carente di elettroni. Gli elettroni non possono passare da una regione all’altra a causa di un bordo chiuso noto come “strato di esaurimento”. Devono viaggiare in un circuito esterno per raggiungere l’altro strato, che è l’altra estremità della cella.

funzionamento di una cella solare

Funzionamento di una cella solare (Source – PBS)

L’immagine sopra è una semplice rappresentazione di come funziona la cella. La regione verde è la regione n (elettroni in eccesso), e il rosso è la regione p (elettrone-carente). Più fotoni colpiscono la superficie, maggiore è l’energia solare utilizzata, il che significa più generazione di energia. Quindi, caricabatterie del telefono funzionano meglio alla luce diretta del sole.

Nel caso di un caricabatterie solare, questo circuito esterno carica la batteria all’interno, portandoci al nostro prossimo componente nella lista.

Batteria ricaricabile

Alcuni caricabatterie solari funzionano senza una batteria integrata, ma possono essere utilizzati solo durante le ore di luce solare. Pertanto, una batteria è essenziale se si desidera utilizzare il caricabatterie in qualsiasi ora del giorno. Le batterie sono dispositivi chimici che possono immagazzinare energia e fornirla quando necessario.

Caricabatterie solari portatili di solito hanno una batteria agli ioni di litio in loro, che permette di imballare più durata della batteria per unità di volume – uno dei principali vantaggi di caricabatterie solari. Queste batterie sono solitamente valutate a 3,6 V, mentre i normali caricabatterie per telefoni cellulari funzionano a 5 V.

I caricabatterie di buona qualità possono avere batterie con una capacità fino a 20.000 mAh, il che significa che una carica completa può trasportare abbastanza energia per caricare diversi smartphone. Per una batteria di grandi dimensioni, tuttavia, ci vorrà più tempo per caricare da solare. Hanno anche una maggiore durata della batteria, con migliaia di cicli di carica-scarica.

La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra due punti, come l’acqua immagazzinata in due punti di diverse elevazioni. Fluirà sempre dal potenziale più alto al potenziale più basso.

Quindi, il pannello solare deve essere ad un potenziale leggermente superiore rispetto alla batteria per caricare dal sole. Le batterie dei caricatori solari portatili di solito arrivano a circa 3,6 V; quindi il pannello solare dovrebbe essere intorno alla stessa gamma – non inferiore a quello, ma non troppo alto per evitare danni.

L’immagine qui sotto mostra l’interno di un caricabatterie solare portatile. La prima cosa che vediamo è la grande lastra della batteria ricaricabile all’interno. Nella foto qui, la batteria (argento) occupa la maggior parte del volume e del peso all’interno dell’involucro del caricabatterie, simile ai caricabatterie standard.

Sul lato sinistro è visibile una porzione del pannello solare. Due fili collegano il positivo e il negativo al circuito stampato (PCB), che quindi si collega alla batteria.

 immagine dell'interno di un caricabatterie solare

Tecnicamente, i pannelli solari possono caricare direttamente la batteria. Tuttavia, per una ricarica ottimale e sicura della batteria, anche alcuni componenti elettronici devono essere a posto. Per un piccolo dispositivo come questo, è sufficiente un piccolo PCB. Diamo un’occhiata a ciò che fa.

PCB

PCB sta per ‘Printed Circuit Board’, che come suggerisce il nome, è una scheda che collega diversi piccoli oggetti elettronici e li supporta meccanicamente elettronicamente. Questi includono resistori, diodi, LED, ecc. Un caricatore del telefono solare funziona perfettamente grazie a questo piccolo pezzo piatto di tecnologia.

Di seguito è riportata l’immagine di un PCB da un caricatore del telefono ad energia solare. C’è un bel po ‘ di circuiteria, e quindi la complessità coinvolta nel modo in cui funzionano i caricabatterie solari. Ma da una prospettiva di livello superiore, è semplice capire come funziona.

 PCB all'interno di un caricabatterie solare

PCB all’interno di un caricabatterie solare (Source – Steemit)

I fili sono saldati ai punti che dicono B, L e SUN, che stanno per batteria, LED e solare, con le marcature positive e negative. I caricabatterie di scarsa qualità potrebbero avere fili debolmente saldati, rendendo gli shock fisici un problema serio.

Quasi ogni caricabatterie avrà uno o più LED per indicare una batteria scarica, carica completa o carica della batteria in corso.

I due grandi pezzi di metallo sulla parte superiore sono porte USB, che collegherà il cavo di ricarica per il dispositivo. Al centro, una porta micro USB può essere vista. Grazie a questo, è possibile caricare dal sole e un’altra fonte elettrica – il vostro pensile a casa, che è una caratteristica utile. I tuoi normali caricabatterie del telefono funzionano bene in questo caso. È anche più veloce con un pensile per caricare completamente la batteria.

Il circuito rimanente include un convertitore boost, che aumenta il 3.6 V a 5 V, poiché i nostri telefoni o tablet hanno batterie valutate a 5 V. Come detto prima, caricabatterie solari funzionano perfettamente con caricabatterie cellulare standard. Alcuni componenti proteggono anche la batteria da possibili correnti di sovratensione.

Si dovrebbe acquistare un caricatore solare?

Con un costo inferiore e marche affidabili, caricabatterie solari stanno rapidamente guadagnando popolarità. I migliori caricabatterie solari in grado di confezionare più durata della batteria, hanno celle ad alta efficienza, e un involucro più durevole. Abbiamo una guida eccellente per l’utilizzo di un caricatore solare che è possibile controllare.

A differenza dei sistemi ingombranti come i caricabatterie per auto, i caricabatterie portatili ad energia solare sono facili da trasportare anche in tasca. Sono un dispositivo estremamente utile per chi ama la vita all’aria aperta e odia un telefono con una batteria scarica.

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