Солнечная зарядка телефона

Как зарядить телефон от Солнца? Это же элементарно, всего лишь нужна солнечная батарея 🙂

Пробуем это сделать с солнечной панелью 6В 520 мА размером 16.5 на 16.5 см.

Если подключить к ней напрямую (без резистора) трёхваттный светодиод с радиатором, то можно изучить все особенности переработки света в электричество, при этом спалить его такой батареей невозможно, а он будет светиться даже в комнате, но слабо. Красный светодиод начинает хорошо светиться от 1.8 В, синий светит довольно ярко при 2.5 В, а зелёный LED имеет среднее рабочее напряжение от указанных выше. Да, для светодиодов важен для работы именно ток, но падение напряжения на них тоже необходимо учитывать.

Без нагрузки рассматриваемая солнечная батарея даже без яркого солнечного света выдаёт сразу почти 7 Вольт. Измерительный модуль питается от той же самой солнечной батареи, но потребляет он мало, до 20 мА.

0.00А 6.94В без нагрузки

Подключаем нагрузку в виде телефона и… напряжение просаживается до 4.12 В при токе 0.07 А, а телефон от такого слабого тока заряжается не особо… с неделю ждать придётся.

0.07А 4.12В

Но вот Солнце начинает выходить из-за туч, появились прямые лучи и ток резко вырастает до 0.31 А при напряжении 4.89 В. Разница в освещённости на глаз небольшая, в чём же дело? Оказывается, когда нам кажется, что яркость увеличилась в 2 раза, то на самом деле она увеличилась почти на порядок, а точнее – в 9 раз.

0.31А 4.89В

Тучи редеют и напряжение подымается до 4.94 В, заряжая телефон током 0.33 А. Дело налаживается. Вывод: солнечная батарея работает в полную силу только под прямыми солнечными лучами.

0.33А 4.94В

Вот напряжение доросло до номинального с точки зрения USB: 4.99 В. При этом телефон берёт 0.35 А. Кажется, это ограничение контроллера заряда аккумулятора, который не позволяет испортить аккумулятор и/или сжечь цепи USB у компьютера, хотя по стандарту USB 2.0 можно потреблять от порта 0.5 А.

0.35А 4.99В

Солнце становится всё ярче, при 5.02В ток уже 0.36А.

0.36А 5.02В

Ой, уже 5.09 В при 0.38 А. Есть ли предел росту?

0.38А 5.09В

А вот и макимум, который получилось засечь: 5.11В и 0.38А. Это около 2 Ватт бесплатной и экологически чистой солнечной энергии. Жарким летом можно будет запитать компьютерный вентилятор.

0.38А 5.11В

Ёмкость аккумулятора этого телефона 1.250 А·ч, при токе 0.38 А часа за 4 телефон зарядиться бы должен. На самом деле, со временем ток заряда падает, поэтому ждать придётся чуть дольше.

0.00А 7.41В без нагрузки

Не дожидаясь полного заряда, отключаю телефон. При этом без нагрузки напряжение солнечной батареи подымается аж до 7.41 Вольт. Ой, если бы телефон уже зарядился, он перестал бы нагружать солнечную батарею и повышенное напряжение теоретическо могло бы повредить его цепи заряда. Чтобы этого не произошло, надо как-то ограничить напряжение на выходе нашей солнечной электростанции. И проще всего это сделать с помощью дополнительной параллельно подключённой нелинейной нагрузки в виде двух последовательно включённых синих трёхваттных светодиодов, они не дадут напряжению подняться выше 5.72 В — проверено на практике. При низком напряжении эти светодиоды даже не загорятся и мешать не будут.

Update: для полноты картины необходимо добавить диод на выходе солнечной зарядки, иначе при недостаточном освещении ток (в общем случае) может потечь в обратном направлении и разрядить аккумулятор.

Всё это происходило за окном балкона и при наличии небольшого количества голых веток дерева напротив. Осталось теперь протестировать в открытом море поле.

Солнечная батарея, вид спереди