Lego-style соларбат :)

У туристов с солнечными батареями, в точности, как и у нашей любимой родины, есть ровно две фундаментальные проблемы: дураки и дороги! :)

В части дураков — все просто. Рано или поздно, всегда найдется какой-нибудь идиот (скорее всего, им окажешься ты сам — но это не обязательно, помимо тебя тоже есть творческие люди), который со всей своей массой и дурью, каблуком наступит в лежащую солнечную батарею — а она, в ответ, послушно скажет «кряк» :)

Ну а уж дороги… Наверное, более 90% всех повреждений солнечных батарей происходит не в процессе эксплуатации, а при перевозке! Силы неконтролируемого сдавливания в средне-статистическом туристком рюкзачке бывают часто и «запредельными»…

Собственно говоря, именно из этих соображений, в первую очередь, я когда-то и обратил свой взгляд на гибкие солнечные батареи — они, в целом, существенно «труднее-убиваемее», если сравнивать с кристаллическими. Но в какой-то момент меня просто «достал» их низкий КПД — примерно в 2-2.5 раза меньший. А это означает и площадь в два раза большую… А с этим уже связаны всяческие неудобства в реальном использовании — например, с размещением солнечных батарей на своем плавсредстве…

Не говоря уж о том, что кристаллические батареи стоят (у кетайцев) в несколько раз дешевле, чем гибкие. Да и выбор на ПОРЯДКИ больше…

В общем, я начал очень активно чесать репу на предмет: таки да, пусть кристаллические батареи, но чтобы было НАДЕЖНО и УДОБНО! :)

В итоге родилась некоторая «концепция» построения кристаллических батарей типа вот этих:

Ну а как я их делал, почему именно так делал, и в чем «цимес» — это пожалуйте «под кат» (предупреждаю: там много фоток, а еще больше «букавок» :)))

Философский вопрос: а как можно, в походных условиях, сохранить общую работоспособность системы даже при грубом повреждении одного из ее элементов?

На мой взгляд, только одним способом: распараллеливанием функций. Короче, элементы (панельки) в солнечной батарее должны объединяться параллельно (поскольку, при последовательном соединении, выход из строя ЛЮБОГО элемента цепи приводит к краху всей системы целиком).

Решение: находим поставщика устраивающих (по соотношению цена/качество/вольтаж/размер) панелек солнечных батарей. В моем случае это получилось вот так: размер одной панельки 13х20 см, рабочее напряжение 18В, декларируемая мощность 4.2Вт.

Мощность я лично проверил — в принципе, почти правдоподобно, т.е. можно условно считать почти 4Вт на ярком солнце и ортогональной ориентации — скажем так, они врут не больше всех остальных :)

Выглядит типовая панелька примерно так:

Т.е. там и близко нет тех «красивостей», какие можно увидеть на старательно фотошопленной фотке «образцовой панельки» у кетайцев в магазине. В жизни оно все всегда брутальнее — кривая укладка, неаккуратная пайка и и прочая кучка мелких «косячков». Впрочем, особого значения все эти мелкие косяки не имеют — просто нужно КАЖДУЮ панельку проверять в работе, и некоторые — выбраковывать. Зато оставшиеся, с очень большой степенью вероятности, будут исправно служить долгое время.

Ну да и фиг бы с ними, кетайцами — обычные дела :) Важно только то, что с этим можно сделать…

Если перевернем мою панельку, то увидим вот это:

Здесь уже требуются комментарии, поскольку мое «рукотворчество» :)

По четырем углам — квадратики т.н. соединителя «грибок-грибок». Это очень сильно «продвинутая» версия «липучки» — ни фига не дешевая, правда, а наоборот :((( Конкретно используемый мною вариант — это «3M Dual Lock SJ3560» (кому интересно, легко нагуглят). Принципиальное отличие от «липучки»: а) гарантированное количество срабатываний 1000 раз (в отличие от всего 100 раз у «липучки», т.е. разница на порядок!!!); б) не замусоривается, можно просто промыть водой в случае необходимости; в) держит крепко и «всепогодно», самое широкое использование — крепеж наружной рекламы.

Эта лента (ее ширина 2.5 см) уже содержит в себе акриловый клей — довольно таки «зверская» штука, намертво вцепляющаяся в любые микро-трещинки контактирующего с ней материала.

Белое — это я нанес защитную эмаль контактов. Дело в том, что кетайцы, будучи людьми очень прагматичными и «без комплексов», заказывают многотысячными тиражами печатные платы под солнечные батареи — в итоге им это обходится в копейки. Но далее, они эти платы используют многофункционально — в т.ч. на одной и той же плате обеспечивая разные сборки элементов солнечных батарей. Всю эту свою «суету» они выносят на поверхность платы, коммутируя так или иначе. Причем, в отличие от производителя собственно платы, даже не пытаясь изолировать/защитить свою проводку/контакты — все «открыто» идет поверху. Ну а я просто защитил и герметизировал эти места прочной алкидной эмалью :)

Ну а в центре… Ну да, провода с разъемами подпаяны — вроде все понятно. И даже понятно, и какие провода, и какие разъемы — я об этом подробно все давно уже писал. Но главное, что все это залито самым обычным и банальным ТЕРМОКЛЕЕМ (т.е. EVA). С одной стороны, очень надежно герметизирует контакты, с другой стороны, слой этого клея создает другие полезные качества (о которых будет ниже). С третьей стороны, он достаточно прочный и липкий, но при этом эластичный…

Вот из ряда подключенных ПАРАЛЛЕЛЬНО таких панелек, собственно, и создается солнечная батарея любой необходимой мощности. Это примерно как конструктор Lego :)

Батарея 4Вт (подложка и батарея):

Данная батарея сама по себе не очень интересна, за исключением двух случаев: пеший туризм (приспособить ее на крышку рюкзака — как раз отлично влезет). Ну и, наверное, на велосипеде местечко для нее найдется (повторяю, размер панели — 20х13 см).

Батарея 8Вт (подложка и батарея):

Классическая «книжка». Вполне годится, например, для одиночного сплава летом.

Батарея 16Вт (подложка и батарея):

Ну и, кстати, поскольку я считаю 16Вт батарею как «базовую», то еще одна фича :) Например, пешеходник на крышке рюкзака использует 4Вт батарею (одна панелька). Но, встав на привал, он легко к ней может подключить и остальные, которые до этого лежали в рюкзаке. Например, вот так:

Батарея 24Вт (подложка и батарея):

Здесь я решил, что распайка проводов/контактов типа «стебель бамбука» лично мне энергетически проще, нежели альтернативные варианты. А в общем-то, не суть дела… каждый паяет, как ему удобнее — важна КОНЦЕПЦИЯ сборки чего надо из однотипных элементов.

Ну а теперь возвращаюсь к началу поста… Таки две проблемы: дураки и дороги….

С дураками, вроде как, успешно поборолись — даже если раздавится/крякнется одна из панелек (любая), то при параллельном их соединении это совсем не критично — ну да, мощность станет поменьше — перетерплю, буду экономить — но приду домой, заменю панельку на новую/запасную — и снова будет все отлично! :)))

Ну а для дороги есть еще и такая фича:

Здесь на фотке показаны 6 штук панелек, попарно «сомкнутых». Фото специально сделано «на просвет» — можно отчетливо увидеть, что застежки по углам панельки, плюс термоклей в ее центре, создают ОФИГЕННУЮ защиту от любого типа сдавливания! В общем, панельки, упакованные таким вот образом, до места назначения точно доберутся :))) Если на такой стопке целенаправленно попрыгать, то может быть, и удастся повредить… но если просто жопой сесть — то вряд ли! :)

Резюме всего этого длинного занудства:

1. Солнечная батарея отнюдь не обязана иметь раз и навсегда заданную конфигурацию! Можно/нужно отнестись к ней как конструктору типа Lego — под конкретные нужды быстренько собираем из готовых блоков оптимальную конфигурацию.

2. Параллельное соединение панелек — ключ к «неубиваемости» системы в целом.

3. Нужно иметь запасные панельки! :) Это позволит как расширить свой диапазон, так и просто «защититься от дурака».

Также по теме:

Электроника — наука о контактах

Кратенько о проводах

Тест солнечных батарей: гибкая vs жесткая