10 интересных гаджетов на солнечных батарейках
Современная жизнь полна необычными приборами. Объединив в себе множество полезных и не очень функций, они прочно вошли в нашу жизнь. Возросший в последнее время интерес ко всему экологичному и энергоэффективному не мог не отразиться и на технике. В различных изданиях то и дело появляются новости об изобретении очередного нового экологичного устройства со множеством функций Итак, представляем подборку гаджетов на солнечных батареях, которые имеют некоторую пользу и могут быть применимы в повседневной жизни.
1. РЮКЗАКИ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ
Все большую популярность набирают рюкзаки на солнечных батареях. Идея поместить на рюкзак солнечную панель, которая будет заряжать смартфон, планшет, или еще что-нибудь оказалась очень-таки удачной. Рюкзаки уже выпускаются в серийном производстве различных модификаций и стоят в среднем 200$.
2. КЕПКА НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ
Еще одной вещью, которая может пригодиться путешественнику, рыбаку или охотнику, является кепка со встроенным тонким солнечным элементом. Бейсболка оснащена аккумулятором, светодиодом и микропроцессором, регулирующим процесс зарядки и подсветки в ночное время. Т.е. днем кепка не только защищает от солнца, но и аккумулирует его энергию, а ночью светодиод освещает пространство. Как заявляет производитель, энергии хватает на 4 часа, а в режиме экономии – 8 часов, при этом бейсболка еще и влагостойкая. Ориентировочная цена 50$.
3. ПАЛАТКА С СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕЕЙ
Американскими учеными разработана палатка из фотогальванической ткани (Orange Solar Tent) способная заряжать различные гаджеты во время отдыха или путешествия. Достаточно лишь положить электронные устройства в специальный карман. Помимо способности заряжать гаджеты, палатка оснащена геолокатором и ЖК-дисплеем. Палатка способна обозначить себя мягким желтым светом, если вы вдруг заблудились, достаточно лишь отослать смс или обладать RFID-меткой. К сожалению, палатка на сегодняшний день является лишь разработкой, однако в скором времени можно ожидать серийного выпуска продукта.
4. СОЛНЕЧНАЯ РОЗЕТКА
Солнечная розетка (Window Socket), разработанная китайскими дизайнерами Kyuho Song и Boa Oh, позволит сэкономить немного электроэнергии в доме, достаточно лишь прилепить ее к окну желательно на солнечной стороне. Конечно, пока она сможет зарядить лишь смартфон, однако сама идея заслуживает внимания.
5. БЕСПРОВОДНАЯ КЛАВИАТУРА С СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕЕЙ
Компания Logitech разработала беспроводную клавиатуру со встроенной солнечной панелью. Клавиатура способна заряжаться даже от комнатного света и сохранять заряд в течение трех месяцев. Клавиатура выпускается для ОС Windows, а также для Apple. Ориентировочная стоимость 60$.
6. ИГРУШКИ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙКАХ
В последнее время набирают популярность различного рода игрушки на фотоэлементах, как правило, это конструкторы, из которых можно собрать робота, машинку и т.п. Подобные игрушки вызывают интерес к альтернативным источникам питания не только у детей, но и у взрослых.
7. ЗАРЯДКИ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ
Зарядки на СБ для смартфонов уже давно присутствуют на рынке. . Ценовой диапазон зависит от модели и колеблется где-то от 40 до 120$. Как видно из обзора, тенденция смещается от использования простой зарядки в сторону встраивания фотоэлементов в одежду, сумки, рюкзаки и т.д.
8. ОДЕЖДА НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙКАХ
Встраиванием фотоэлементов в одежду занимаются уже давно, больше всех в этом преуспели ученые из США. Изначально панели встраивались в камуфляж американских военных, а поздней стала разрабатываться и гражданская одежда. На сегодняшний день существуют разработки не только рубашек, курток, пиджаков, но даже и купальников.
9. ЧАСЫ НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЯХ
Часы также ощутили на себе наплыв экологичной и энергоэффективной лихорадки. Это уже не просто устройства, показывающие время, они совмещают в себе множество функций, а с недавнего времени способны заряжаться от солнца. Сегодня различные производители активно трудятся над дизайном, функционалом и подсчитывают ожидаемую прибыль от продажи солнечных часов.
10. РЕМЕШОК ДЛЯ ФОТОАППАРАТА НА СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙКАХ
Такой ремешок позволит снимать даже в тот момент, когда сели аккумуляторы, достаточно выйти на солнце. К сожалению, разработчик (инженер Венг Джи) ничего не сообщает о возможности заряжать в помещении или в пасмурную погоду. Вряд ли стоит ждать много от ремешка. Он очередной раз подтверждает концепцию встраивать солнечные панели во все что угодно.
Расстановка мест в данном рейтинге очень условна. Пусть каждый сам судит о полезности, целесообразности и функциональности подобных вещей. Мы лишь можем отметить небывалый рост популярности экологичных и экономичных устройств и продолжаем следить за развитием технологий.
Источник
Необычные устройства, работающие на солнечной энергии
За окном такое лето, что в комнате нечем дышать. Слишком жарко, слишком много Солнца. Как светило заставить жарить во благо? Использовать его энергию.
Эволюция человека — движение о двух направлениях. Чем выше человеческие запросы, тем меньше на Земле остается традиционных источников энергии. Сперва леса пошли на дрова, затем из коры земной был извлечен уголь, основа сегодняшней экономики — углеводороды. Не станет их — и все?
К счастью потомков Адама и Евы, параллельно с техникой для убийств и передвижений развивалась и наука, научившая человека брать энергию прямо от Солнца, минуя стадию роста и разложения органики. Никто не может сказать, что солнечная энергетика — это плохо. Просто она невыгодна продавцам нефтепродуктов и газа, и выгодна производителям фотоэлементов.
Небольшие Солнцем накормленные устройства помогают нам бесплатно зарядить мобильник или охладить пищу, позволяя комфортнее чувствовать себя в дороге или на пикнике.
Одна из ставших традиционными форм фотоэлементного дизайна — это деревья с солнечными батарейками вместо листьев. Так человек пародирует природу, процесс фотосинтеза.
Вот образец зарядного устройства для смартфончиков, выполненных в экологическом эльфийском стиле:
Это «дерево», словно продвинутую синтетическую новогоднюю елку, можно собирать из частей по своему вкусу и надобности:
А вот солнечно-энергетическое растение уже не бонсайного размера. От такого дерева можно заряжать электромобильчики.
Или накопленной за день энергией освещать вечером и ночью улицы очень современного города:
Не менее привлекательное решение — подзарядка для мобильников, которая компактно помещается в кармане, потому что раскладная. Фирма-производитель приурочивает поставку таких цацок на рынок к выходу в свет пятого айфона. Стоит лепестковая батарейка с проводком 70 долларов. Один час на солнце дает энергии на 15 минут разговора или 40 минут музыки, льющейся из телефона.
Солнечная заряжалка в виде брелка для ключей выдает ток силой 30 мА. За 10 часов нахождения под ярким светом нашей главной звезды она накапливает энергию на 20 минут разговора. Долго? Зато всего 13 долларов.
Бионический робот, который цепляется к стеклу по технологии, подсмотренной у ящериц гекконов, и моет окна, также питается лучами светила. А чем же еще ему питаться в окне-то?
Сумка, покрытая фотоэлементами, предлагается для айпада и других модных планшеток. Поверхность батарей не боится ни воды, не падения с высоты роста владельца сумки.
Самое ироничное солнечное устройство — это холодильник. В то время как Солнце все на Земле нагревает и разлагает своим светом, в холодильнике на фотоэлементах продукты охлаждаются. До -20 градусов, если нужно. Мороженщикам и пельменщикам на заметку.
За 120 фунтов стерлингов продается светочувствительное бикини, от которого можно на пляже зарядить телефон, фотоаппарат или плеер. В нем разрешается купаться, однако подключать девайсы можно лишь к сухому. Дизайнер суперсовременного купального костюма всерьез намерен создать совместный купальник-боди, которым можно будет охлаждать пиво.
Источник
Как работают солнечные батареи: принцип, устройство, материалы
Солнечные батареи считаются очень эффективным и экологически чистым источником электроэнергии. В последние десятилетия данная технология набирает популярность по всему миру, мотивируя многих людей переходить на дешевую возобновляемую энергию. Задача этого устройства заключается в преобразовании энергии световых лучей в электрический ток, который может использоваться для питания разнообразных бытовых и промышленных устройств.
Правительства многих стран выделяют колоссальные суммы бюджетных средств, спонсируя проекты, которые направлены на разработку солнечных электростанций. Некоторые города полностью используют электроэнергию, полученную от солнца. В России эти устройства часто используются для обеспечения электроэнергией загородных и частных домов в качестве отличной альтернативы услугам централизованного энергоснабжения. Стоит отметить, что принцип работы солнечных батарей для дома достаточно сложный. Далее рассмотрим подробнее, как работают солнечные батареи для дома подробно.
Немного истории
Первые попытки использования энергии солнца для получения электричества были предприняты еще в середине двадцатого века. Тогда ведущие страны мира предпринимали попытки строительства эффективных термальных электростанций. Концепция термальной электростанции подразумевает использование концентрированных солнечных лучей для нагревания воды до состояния пара, который, в свою очередь, вращал турбины электрического генератора.
Поскольку, в такой электростанции использовалось понятие трансформации энергии, их эффективность была минимальной. Современные устройства напрямую преобразуют солнечные лучи в ток благодаря понятию фотоэлектрический эффект.
Современный принцип работы солнечной батареи был открыт еще в 1839 году физиком по имени Александр Беккерель. В 1873 году был изобретен первый полупроводник, который сделал возможным реализовать принцип работы солнечной батареи на практике.
Принцип работы
Как было сказано раньше, принцип работы заключается в эффекте полупроводников. Кремний является одним из самых эффективных полупроводников, из известных человечеству на данный момент.
При нагревании фотоэлемента (верхней кремниевой пластины блока преобразователя) электроны из атомов кремния высвобождаются, после чего их захватывают атомы нижней пластины. Согласно законам физики, электроны стремятся вернуться в свое первоначальное положение. Соответственно, с нижней пластины электроны двигаются по проводникам (соединительным проводам), отдавая свою энергию на зарядку аккумуляторов и возвращаясь в верхнюю пластину.
Эффективность фотоэлементов, созданных при помощи монокристаллического метода нанесения кремния, является существенно выше, поскольку в такой ситуации кристаллы кремния имеют меньше граней, что позволяет электронам двигаться прямолинейно.
Устройство
Конструкция солнечной батареи очень проста.
Основу конструкции устройства составляют:
- корпус панели;
- блоки преобразования;
- аккумуляторы;
- дополнительные устройства.
Корпус выполняет исключительно функцию скрепления конструкции, не имея больше никакой практической пользы.
Основными элементами являются блоки преобразователей. Это и есть фотоэлемент, состоящий из материала-полупроводника, которым является кремний. Можно сказать, что состоят солнечные батареи, устройство и принцип работы которых всегда одинаковый, из каркаса и двух тонких слоев кремния, который может быть нанесен на поверхность, как монокристаллическим, так и поликристаллическим методом.
От метода нанесения кремния зависит стоимость батареи, а также ее эффективность. Если кремний наносится монокристаллическим способом, то эффективность батареи будет максимально высокой, как и стоимость.
Если говорить о том, как работает солнечная батарея, то не нужно забывать об аккумуляторах. Как правило, используется два аккумулятора. Один является основным, второй — резервным. Основной накапливает электроэнергию, сразу же направляя ее в электрическую сеть. Второй накапливает избыточную электроэнергию, после чего направляет ее в сеть, когда напряжение падает.
Среди дополнительных устройств можно выделить контроллеры, которые отвечают за распределение электроэнергии в сети и между аккумуляторами. Как правило, они работают по принципу простого реостата.
Очень важными элементами солнечной назвать диоды. Данный элемент устанавливается на каждую четвертую часть блока преобразователей, защищая конструкцию от перегрева из-за избыточного напряжения. Если диоды не установлены, то есть большая вероятность, что после первого дождя система выйдет из строя.
Как подключается
Как было сказано раньше, устройство солнечной батареи достаточно сложное. Правильная схема солнечной батареи поможет добиться максимальной эффективности. Подключать блоки преобразователей необходимо при помощи параллельно-последовательного способа, что позволит получить оптимальную мощность и максимально эффективное напряжение в электрической сети.
Разновидности солнечных батарей
Существует несколько разновидностей фотоэлементов для солнечных батарей, которые отличаются между собой строением кристаллов кремния.
Выделяют три вида фотоэлементов:
- поликристаллические;
- монокристаллические;
- аморфные.
Первый вид панелей является более дешевым, но менее эффективным, поскольку, если кремний нанесен поликристаллическим способом, то электроны не могут двигаться прямолинейно.
Монокристаллические фотоэлементы отличаются максимальным КПД, который достигает 25 %. Стоимость таких батарей выше, но для получения 1 киловатта нужна существенно меньшая площадь фотоэлементов, чем при использовании поликристаллических панелей.
Из аморфного кремния изготавливают гибкие фотоэлементы, но их КПД самый низкий и составляет 4-6 %.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества солнечных батарей:
- солнечная энергия абсолютно бесплатная;
- позволяют получать экологически чистую электроэнергию;
- быстро окупаются;
- простая установка и принцип работы.
- большая стоимость;
- для удовлетворения потребностей небольшой семьи в электроэнергии нужна достаточно большая площадь фотоэлементов;
- эффективность существенно падает в облачную погоду.
Как добиться максимальной эффективности
При покупке солнечных батарей для дома очень важно подобрать конструкцию, которая сможет обеспечить жилище электроэнергией достаточной мощности. Считается, что эффективность солнечных батарей в пасмурную погоду составляет приблизительно 40 Вт на 1 квадратный метр за час. В действительности, в облачную погоду мощность света на уровне земли составляет приблизительно 200 Вт на квадратный метр, но 40 % солнечного света – это инфракрасное излучение, к которому солнечные батареи не восприимчивы. Также стоит учитывать, что КПД батареи редко превышает 25 %.
Иногда энергия от интенсивного солнечного света может достигать 500 Вт на квадратный метр, но при расчетах стоит учитывать минимальные показатели, что позволит сделать систему автономного электроснабжения бесперебойной.
Каждый день солнце светит в среднем по 9 часов, если брать среднегодовой показатель. За один день квадратный метр поверхности преобразователя способен выработать 1 киловатт электроэнергии. Если за сутки жильцами дома израсходуется приблизительно 20 киловатт электроэнергии, то минимальная площадь солнечных панелей должна составлять приблизительно 40 квадратных метров.
Однако, такой показатель потребления электроэнергии на практике встречается редко. Как правило, жильцы израсходуют до 10 кВТ в сутки.
Если говорить о том, работают ли солнечные батареи зимой, то стоит помнить, что в данную пору года сильно снижается длительность светового дня, но, если обеспечить систему мощными аккумуляторами, то получаемой за день энергии должно быть достаточно с учетом наличия резервного аккумулятора.
При подборе солнечной батареи очень важно обращать внимание на емкость аккумуляторов. Если нужны солнечные батареи работающие ночью, то емкость резервного аккумулятора играет ключевую роль. Также устройство должно отличаться стойкостью к частой перезарядке.
Несмотря на тот факт, что стоимость установки солнечных батарей может превысить 1 миллион рублей, затраты окупятся уже в течении нескольких лет, поскольку энергия солнца абсолютно бесплатна.
Видео
Как устроена солнечная батарея, расскажет наше видео.
Источник