Эпиграф: Копеек больше не штампуем!
Миниатюрная походная солнечная электростанция Сол-500 делалась мною в течение многих лет (и даже завоевала популярность – до сих пор заказов поступает немало, хотя я и давно уже это никак не рекламирую).
Но настало время перевернуть эту страницу и двигаться дальше. Тем более, что у Сол-500 были некоторые “идеологические” проблемы, которые удалось успешно решить в новом моем продукте под названием Сол-Банк.
Ну да все по порядку…
Сол-Банк – это некий аналог привычного “городского” качественного павербанка с емкостью около 10000 мАч (и, как любой современный “продвинутый” павербанк, умеющий при зарядке/разрядке активно использовать популярные ныне различные протоколы “быстрой USB-зарядки”).
А принципиальные отличия в следующем:
1. Он умеет максимально эффективно работать с солнечными батареями, в отличие от обычного павербанка! Внутри используется MPPT-контроллер заряда с настраиваемым напряжением максимальной мощности солнечной батареи в диапазоне от 5В до 28В. Иными словами, практически любые из фабрично выпускаемых солнечных батарей небольшой мощности (а их сейчас очень много, хороших и разных) можно использовать с Сол-Банком.
Причем, этот контроллер умеет забирать от солнечной батареи как самые минимальные мощности (например, 0.5Вт – “обычный” павербанк подобную мощность просто тупо проигнорирует), так и довольно серьезные по “туристско-мобильным” понятиям – до 32Вт.
2. Полная водозащита и конструктивная надежность (все разъемы/контакты сделаны “с запасом”, все, что только возможно, дополнительно защищено герметиками или покрыто лаком).
Корпус сделан из “продвинутого” полимера TRITAN – он ударопрочный и не становится хрупким на холоде. Сам корпус такой же, как и в последних версиях Сол-500.
3. Как и прежде, система остается “модульной” – ее можно расширять, наращивать, модифицировать и т.д.
Ну ладно, чтобы не было скучно от сплошного длинного текста, далее куча фото с комментариями 🙂
Пачка сигарет – для масштаба. Сам корпус по объему примерно как две пачки сигарет.
Со снятой крышкой, чтобы была видна “начинка”. Видим там аккумулятор, MPPT-контроллер заряда (на чипе BQ24650, ток заряда до 8А) и небольшую плату, в которой есть входной разъем Type-C зарядки от USB, выходной разъем USB-A и светодиодный индикатор уровня заряда с кнопочкой.
Аккумуляторы предполагаются двух видов: “зимние” и “летние” – почти как шины на авто 🙂 Можно будет заказать с тем или с другим, или же оба сразу (кстати, есть вариант, когда их можно и использовать одновременно). По размеру и весу они почти одинаковые, оба содержат внутри плату защиты от перезаряда, переразряда и короткого замыкания.
Аккумуляторы эти со “стандартным” напряжением для литий-ионных/литий-полимерных аккумуляторов (номинально 3.7В) – т.е. аккумуляторные сборки выполнены по схеме 1S. Напомню просто, что Сол-500 делался на аккумуляторе 3S (с номинальным напряжением 11.1В) – в этом были как свои плюсы, так и минусы (об этом будет дальше).
Зимние: собраны на “морозостойких” аккумуляторах Boston Power. В плюсах – морозостойкость и долговечность, в минусах – относительно небольшая емкость (реально, максимум, где-то до 10000 мАч, и то с некоторым “натягом”).
Летние: собраны на “народных” Панасониках-3400 (как и в Сол-500, только использована другая схема соединения, и самих банок 4 штуки, а не 3). В плюсах – побольше емкость (в районе реальных 12500 мАч или чуть больше), в минусах – не любят мороз ниже “легкого минуса” и существенно меньшее количество циклов заряд/разряд.
Внешние подключения идут через вот такой проводок/коннектор. Он втыкается в универсальный (вход и выход) разъем Сол-Банка, а на выходе уже отдельные разъемы на вход (для подключения солнечной батареи) и выход аккумулятора (для подключения разных “продвинутых” конвертеров и прочих устройств).
Смартфон на зарядке. Можно, конечно, заряжаться и от того конвертера, который стоит внутри корпуса (просто сняв крышку) – но здесь идет зарядка через реально очень “крутую” внешнюю плату с кучей вариантов “быстрой зарядки”. Подробный обзор этой платы можно почитать здесь. Естественно, я ее “доработал” в своем стиле: загерметизировал (с использованием термопроводящего герметика, работающего как радиатор) и закрыл в термоусадку.
А здесь Сол-Банк вместе с весьма популярной (и очень неплохой!!!) солнечной батареей от ALLPOWERS, сделанной на кристаллах компании SunPower.
Солнечная батарея мною была предварительно “кастрирована” с помощью ножниц, паяльника и нитки с иголкой 🙂 Я выбросил оттуда нафиг не нужную “коробочку” конвертера, припаял провод с разъемом для СБ и отрезал ножницами лишний материал. Получилось вот так: солнечная батарея с честной мощностью 18Вт (ну, китайцы, конечно, позиционируют ее как 21Вт – но это из разряда “художественного свиста”, а вот 18Вт там точно есть 🙂 И вес СБ – всего 420 грамм.
А вот здесь СБ подключена и вся система готова к работе по зарядке гаджетов (для интересующихся: да, индицирующий светодиодик на контроллере заряда при подключении СБ загорается, просто на этом фото его огонька не видно 🙂
Обращаю внимание на один очень важный момент: в этой конкретной солнечной батарее все три панельки соединены параллельно (т.е. эта СБ с рабочим напряжением 6В и максимальным током до 3А).
А это значит, что если каким-либо образом вы повредите одну из панелек (например, грубо наступив на нее или раздавив при перевозке) – то это неприятно, конечно, но ничего уж особо страшного – две оставшихся продолжат работу. И даже если вы останетесь всего с одной рабочей панелько, то как-то заряжаться все равно сможете!
Собственно говоря, вот сама эта возможность использовать солнечные батареи с низким напряжением и параллельной коммутацией панелек была для меня мощным стимулом “завязать” с Сол-500 и сделать новую систему! Все же, я делаю продукты для “диких” туристов – а там повреждения солнечных батарей рано или поздно случаются…
В батарее Сол-500 все панельки соединялись последовательно (иначе не добиться нужного напряжения) – а особенность любого последовательного соединения такова, что повреждение одного элемента (любого) приводит к нарушению работоспособности всей системы сразу 🙁
Мне, как человеку, выросшему на принципах создания космических систем (с их обязательным дублированием-троированием функций для надежности), всегда конструкция с последовательным соединением панелек СБ была несколько “против шерсти” 🙂 Ну вот, настало время с этим разобраться 🙂
Кстати, вот с этой конкретной СБ еще в начале марта в Подмосковье (время, мягко говоря, не самое солнечное) мне удавалось снять почти 15Вт мощности – причем, еще и с облачками на небе. По мне, так просто отличный результат!
А вот один из примеров той самой “модульности”, про которую я говорил выше. Сейчас на том же Алиэкспрессе доступны различные готовые платы от павербанков, причем некоторые очень даже неплохие (вот эта конкретная, утверждается, что от павербанка Xiaomi). Вот просто берется такая плата, подключается к выходному разъему (ну, я еще и герметиком залил) – и вуаля, получился типа “крутой фирменный павербанк” 🙂 Можно и заряжать его, и разряжать по USB.
Конкретно вот эта плата содержит Type-C разъем, работающий и на вход, и на выход. А также, выходной USB-A. Все, естественно, с протоколами быстрой зарядки (до 18Вт).
А вот еще один очень интересный и полезный вариант!
Поскольку я давно занимаюсь “туристскими зарядками”, то прекрасно знаю, что в категории “маленьких систем” наиболее востребованы два выходных напряжения: 5В (т.е. USB) и 12В (т.е. “автомобильное”).
Современные конвертеры, поддерживающие протоколы быстрой зарядки, позволяют эти проблемы решать легко и элегантно, с использованием т.н. “PD-триггеров” – крохотной схемки, активирующей нужный протокол. Вот здесь, например, на выходе штеккерного разъема – напряжение 12В, причем с рабочим током аж до 2А!
Кстати, я тестировал эту плату конвертера в нагрузочном режиме – она 12В держит до 2.5А и только потом “вырубается”… Так что 2А – это вполне рабочий ток (хотя на длительное время все же лучше нагрузку примерно до 1.5А – иначе плата начинает ощутимо нагреваться со временем, хотя и продолжает работать).
Ну и напоследок… Поставляться Сол-Банк будет вот таких вот симпатичных “мешочках” на молнии. Туда отлично влезает и сам банк, и кучка всяких дополнительных проводков, конвертеров, “запасок” и прочей электронной мелочевки. В общем, ничего не будет теряться.
Вес вот этого конкретного “мешочка”, в котором сложены все “мелочи”, какие были показаны на фотках выше (включая провод-переходник с USB-A на USB-C), – 425 грамм.
ЗЫ: Я долго думал над названием… Сол-Банк – неплохое, в принципе, но не совсем отражает главную особенность продукта! 🙂 Обычный павербанк, даже если он и допускает т.н. “сквозную зарядку”, все же почти всегда используется в режиме “сначала заряжаем, потом когда-то разряжаем”. Сол-Банк, естественно, в таком режиме работать тоже может – но куда более интересен вариант его использования в режиме “сквозной” зарядки с использованием достаточно мощной солнечной батареи!
Контроллер Сол-Банка здесь выступает в роли “погонщика”, всегда заставляющего солнечную батарею вырабатывать максимально возможную для нее в данных световых условиях мощность – т.е. мы не теряем драгоценное время, когда есть солнце!
Ну и, естественно, Сол-Банк, в автоматическом режиме производит переключение между зарядом и разрядом: когда солнца мало, то он восполняет недостаток энергии из аккумулятора. А когда, наоборот, солнца много – то принимает в аккумулятор все излишки энергии, которые не смогли “съесть” заряжающиеся в этот момент гаджеты.
Я уж даже было хотел назвать этот продукт Сол-Грейдер (по ассоциации с “выравниванием” 🙂 – но удержался, решив, что “не поймут”… :))
ЗЗЫ: Сразу отвечаю на незаданные (или уже задававшиеся 🙂 вопросы: а) нет, к первому мая вы свой экземпляр не успеете получить – это был пока только “рабочий прототип”, мне еще нужно кое-что доработать (в частности, например, сделать “правильные” наклейки на аккумуляторы – чтобы в самолет сажали без вопросов); б) над ценой пока не думал (не до того было) – но, в принципе, насчет “низких цен” – это лучше не ко мне, ко мне ходят за качеством и эффективностью 🙂
Тут начали меня спрашивать, так все же в чем принципиальные отличия от Сол-500? 🙂
Суммирую (чтобы двадцать раз одно и тоже не писать):
1. Можно использовать самые разные (по напряжению и/или мощности) солнечные батареи – в том числе, и большинство из свободно продающихся на Алиэкспрессе (как правило, после небольшой их доработки – она очень простая и всегда полезная, я подробнее потом про нее подробнее расскажу).
2. Можно использовать НИЗКОВОЛЬТНЫЕ солнечные батареи (т.е. с напряжением в районе 5-6В – а это наиболее массово выпускаемые “панельки”, используемые в складных “туристских” СБ) – и вместо последовательного соединения этих панелек воспользоваться их параллельным соединением.
Параллельно соединение нескольких однотипных элементов всегда лучше в плане надежности и “живучести” системы (я об этом уже писал).
3. Таки, появился нормальный (в том числе, с MPPT) контроллер заряда.
С одной стороны, это несколько повышает общую производительности сбора энергии от СБ.
А с другой стороны, это повышает БЕЗОПАСНОСТЬ системы – поскольку в Сол-500 защита от перезаряда аккумулятора обеспечивалась только платой BMS/Защиты (и если бы она вдруг вышла бы из строя, но контакт с аккумулятором сохранился бы – то оставался некоторый риск того, что аккумулятор сильно перезарядится и загорится).
Здесь же двойная защита от перезаряда: сначала на уровне контроллера заряда (он ограничивает напряжение), а потом уже, как “крайняя мера” – собственная защита аккумулятора.
4. Можно использовать “морозостойкие” аккумуляторы. В ряде ситуаций это весьма нужно/полезно.
5. Для зарядки аккумулятора павербанка (помимо солнечной батареи), можно использовать и самый обычный USB.
А также, можно спокойно воспользоваться огромным количеством разных блоков питания в широком диапазоне напряжений (например, от ноутбука), если подключить их ко входу вместо солнечной батареи (главное, чтобы мощность этого блока питания была бы больше примерно 35Вт).
Да и просто можно сделать банальную вещь – тупо подключиться, например, к автомобильному аккумулятору (даже просто напрямую, к клеммам) и одновременно заряжать и павербанк и гаджеты от него 🙂
6. При использовании “летнего” аккумулятора, примерно на 25% увеличилась емкость внутреннего аккумулятора. Правда, отчасти это слегка нивелируется тем, что здесь используются “повышающие” выходные USB-конвертеры (а их КПД традиционно немного меньше, чем у “понижающих”, как в Сол-500) – но только отчасти. Т.е. в любом случае, аккумулятор здесь более емкий.
Ну и еще, наверное, что-то можно будет потом вспомнить – пока вот это 🙂