Зарядка телефона в походных условиях с помощью солнца
Смартфоны в наше время объединяют в себе не только телефон и центр отправки сообщений, но и компас, фото- и видеокамеру, развлекательный комплекс, социальную сеть и… фонарик. Человек привык этим пользоваться каждый день (ну, кроме, возможно, фонарика и компаса) и не хочет лишаться функций смартфона даже в походе. Однако как быть с тем фактом, что этот девайс нужно заряжать каждый день? Где взять электричество? В лесу или поле ведь нет розетки. На помощь приходит альтернативная энергетика. И самое простое и элегантное решение – солнечное зарядное устройство. Однако, как правильно выбрать «зарядку», чтоб и полученной за день энергии хватило для электронного друга, и не тащить с собой лишние килограммы? Попробуем разобраться в этом, ответит для себя на несколько вопросов.
1. Сколько энергии нужно?
Для этого обратимся к производителю смартфона (читай «сходим в Интернет») за характеристиками аккумулятора. Допустим, у нас iPhone 4S. Зная ёмкость аккумулятора (1420мАч) и его напряжение (3,7В) легко узнаем необходимое для работы количество энергии: 5,25Вт-часа. При этом при заряде используется «вхолостую» порядка 20% от передаваемой энергии. Значит, для полной зарядки гаджета нам необходимо 6,3 ватта чистыми.
2. Как заряжать смартфон – напрямую или через powerbank?
Заряжая напрямую от солнечной батареи можно, однако не всегда удобно. Нужно, чтобы телефон был постоянно подключён к панели, а это вызывает определённый дискомфорт в виде проводов (за которыми тоже нужно следить). Более простой способ – это зарядка внешнего аккумулятора, лежащего в удобном месте в рюкзаке (как вариант – чехла-аккумулятора) с последующей передачей энергии смартфону. Возможно, на привале. Возможно, ночью.
Однако пауэрбанк также имеет свой КПД и для полноценной зарядки аккумулятора смартфона через него нужно будет добавить порядка 50% от первоначальной требуемой мощности. Итого, получаем необходимые нам 7,8Вт.
И всё-таки наш выбор – зарядка пауэрбанка, как наиболее удобная, не сковывающая движений туриста.
3. Какая солнечная панель необходима?
Найти солнечную панель с выходным напряжением 5В для зарядки смартфона или внешнего аккумулятора сейчас не проблема. Для полноценной и правильной зарядки необходимо правильно выбрать (рассчитать) мощность.
Пример. Солнечная панель с выходным напряжением 5В и током 360мА (мощность 1,8Вт) имеет размеры 20х20см (площадь солнечных ячеек – 0,036 квадратных метра). В средней полосе России за сутки летом на 1 квадратный метр приходит примерно 3,78кВт солнечного излучения (при условии, что панель будет находиться под углом 70-80 градусов относительно перпендикуляра к земле, имитирующем ношение на рюкзаке или в установленном положении на привале). При КПД ячейки в среднем в 12%, наша панель сможет за сутки выработать около… 16 ватт-часов электроэнергии. ЗА СУТКИ. Для того, чтобы зарядить наш аккумулятор за три-четыре часа нахождения солнечной панели на солнце, нам понадобилось бы как минимум две подобные панели.
Вывод
Лучше не поскупиться и купить солнечную зарядку (солнечная панель и внешний аккумулятор) мощностью 10-20Вт. Аккумулятор лучше иметь «отстёгиваемый», не прикреплённый к солнечной панели физически. Это нужно для того, чтобы можно было хранить его отдельно, так как при нагревании пауэрбанка его характеристики ухудшаются, а от чрезмерного перегрева он может взорваться.
Приятных походов и хороших фотографий!
УПД: Коллеги, благодарю Вас за комментарии, делающие публикацию более стройной, чёткой и полезной. Буду стараться оперативно отвечать или поправлять информацию, в которой найдены неточности.
УПД2: а вот и выпуск подкаста Солар-Ньюс про iPhone Х с солнечной батареей:
Зарядить телефон в походе? Легко! Узнайте, как с этим могут справиться гимназисты
Гимназисты вместе со своими педагогами находятся в постоянном поиске новых идей и стараются воплотить их в жизнь. Вот и недавно заместитель директора по учебной работе, учитель физики Светлана Тёмная-Щенёва вместе с учеником 10 “Б” класса Дмитрием Хрибтовичем создали уникальный прибор – портативное устройство для зарядки мобильного телефона, которым можно пользоваться в походных условиях.
– Эта идея зародилась, когда в прошлом году на базе гимназии открылась районная школа исследователей, – рассказывает Светлана Александровна. – Нам предстояло выбрать тему для своей работы. Изучили информацию в интернете, соответствующую литературу и решили собрать прибор, который позволял бы нам экономить электрическую энергию. В чём суть такого прибора? Изначально от тепла батареи отопления мы хотели получить энергию, которая преобразовывалась бы в электрическую. Это позволило бы нам собрать светильник, работающий от энергии тепла, когда происходит трансформация тепла радиаторов в электрическую энергию. Мы собрали этот прибор, но, к сожалению, разница температур оказалась недостаточной для того, чтобы получить напряжение необходимой величины для работы светильника.
Тогда появилась мысль немного изменить направление нашей деятельности и сделать зарядное устройство, которое можно было бы использовать, например, в походе, когда нет возможности воспользоваться розеткой. Сначала проводили все свои эксперименты для светильника, который бы работал от термогенератора, а потом опробировали на зарядном устройстве.
Уникальная зарядная установка работает от модулей Пельтье. Особенность модуля в том, что он имеет две стороны, одна называется холодной, другая – горячей. Одну мы максимально нагреваем – используем для этого свечи, другую максимально охлаждаем – сверху ставим холодную воду, и при определённой разнице температур возникает нужное напряжение. С помощью преобразователя напряжения получаем на выходе нужные пять вольт. Этого напряжения хватает, чтобы заряжать телефон. Но есть один недостаток, над устранением которого ещё нужно поработать. Это достаточно длительное время зарядки – около четырёх-пяти часов.
Работу над устройством Дмитрий начал ещё в прошлом году, а помогал ему проводить техническую сборку прибора одноклассник Александр Бражалович.
– Мне очень нравится изучать физику, – говорит Дмитрий. – И в будущем этот предмет мне пригодится, поскольку планирую получить профессию инженера. Очень интересно создавать различные устройства. Участвую в олимпиадном движении по физике, и в следующем году приложу все усилия, чтобы попасть на областной этап республиканской олимпиады.
– Сегодня мы уже строим новые планы, – говорит Светлана Александровна. – Мы займёмся созданием ультразвуковой пушки, которая будет использоваться для того, чтобы не допустить образования наледей на крышах.
Уникальные исследования гимназистов и учителей проводятся в рамках деятельности научного общества “Орион”, которое было создано в гимназии практически со дня её открытия.
– У нашего общества есть свой состав, положение и план работы, – рассказывает заместитель директора по учебно-методической работе гимназии г. Щучина Ольга Гудень. – Мини-секции для защиты исследований формируем в зависимости от тем исследовательских работ, над которыми на определённом этапе работают учителя и гимназисты.
Работы ребят участвуют в районной научно-практической конференции “Открытие”, и в последние годы они практически все занимают призовые места. Чтобы достойно представить гимназию на областном уровне, обращаются за помощью к научным консультантам, например, из Гродненского государственного университета им. Я. Купалы. Сотрудничают и с разными организациями. В данный момент учитель биологии Валентина Ивановна Шейгеревич вместе со своими учениками работают над исследованием совместно с Гродненским зональным институтом растениеводства и занимаются изучением картофеля.
Конечно, даже приблизительно сосчитать количество работ, оказавшихся за эти годы в копилке гимназистов, очень сложно. Но всего за 2020-2021 годы ребята завоевали около 20 дипломов в научно-практических конференциях разного уровня, а тезисы трех исследовательских работ опубликованы в электронном сборнике материалов конференции для школьников “Первый шаг в науку”, которая прошла в Белорусском государственном технологическом университете в апреле 2021 года.
Анна РУДСКАЯ.
Фото автора.
Как зарядить телефон в походе?
Сегодня люди стремятся оставаться на связи всё время, пока они бодрствуют. Поэтому для многих современных городских жителей поход, в котором телефон сядет в первые же сутки, видится чем-то нереальным и даже пугающим. Как же зарядить телефон в походе? Ведь не всем он нужен для сёрфинга в социальных сетях. Бывает, что людям необходимо связываться с кем-то по работе или с волнующимися родителями.
Способы зарядки телефона в походе
- Повербанк (Power Bank) – это переносной аккумулятор, который позволит вам зарядить телефон в короткие сроки и с максимальными удобствами. Его минусы – вес и одноразовость. Вы перегоняете заряд из повербанка в телефон и получаете полностью заряженный гаджет (если ёмкость повербанка это позволяет). Однако не стоит забывать о небольшом проценте потерь – если у вашего телефона ёмкость батареи составляет 3000 mAh и в повербанке тоже 3000 mAh, зарядить телефон на 100% не получится. Часть заряда будет утеряна во время передачи.
- Солнечная батарея – кажется весьма экологичным и очень продвинутым способом зарядки телефона. Увы, это не так. Зарядить с её помощью телефон можно разве что на днёвке. Во время стоянок это сделать вряд ли получится. Некоторые носят батарею на рюкзаке, но в этом случае очень велик риск испортить её о кусты, деревья или камни. Смущает и стоимость солнечной батареи, которая никак не согласуется с её полезностью в походе. Логичнее всего брать такую батарею в палаточный лагерь или в очень длинный поход с множеством днёвок.
- Зарядка телефона от костра (Tengu) – весьма оригинальный способ, который так долго ждали туристы. Пластина нагревается в костре, специальный генератор преобразует тепло в энергию, и эта энергия передаётся телефону. Способ отличный, но на текущий момент (лето 2018 года) его КПД крайне низок. Телефон заряжается очень медленно, к тому же его необходимо защищать от искр, летящих от костра. Но если в будущем данный тип подзарядки гаджетов пройдёт модернизацию – это будет, пожалуй, один из самых лучших вариантов зарядки телефона в походе.
- Экономия – то, что работает всегда. Как говорится, если не получается много зарабатывать, попробуйте меньше тратить. Телефон можно включать раз в сутки для того чтобы звонить домой, но даже это не спасёт современный смартфон от очень быстрой разрядки. Лучше всего покупать для походов специальный телефон, о которых мы рассказывали в одной из недавних статей или брать в поход чёрно-белый телефон от фирмы «Nokia», который спокойно держит заряд целую неделю.
Зарядить смартфон в горах или электростанция в кармане
Если ударились в альпинизм и решили уйти в горы надолго, то в списке необходимых вещей обязаны быть устройства, добывающие электричество для гаджетов без розетки. Из доступных и неиссякаемых в походе огня, воды, солнца, ветра или мышечной силы горного туриста.
Среднестатический смартфон вряд ли протянет больше пары дней, внешние аккумуляторы имеют свойство не вовремя разряжаться. А потребность пользоваться навигатором, плеером и другими благами, да и быть на связи никуда не делась. Зарядить смартфон в горах и походе, вдали без розетки помогут особые зарядные устройства.
Зарядить смартфон в горах: огонь и тепло
Чтобы зарядить смартфон в горах, походе, вдали от цивилизации ток гаджету, оказывается, может дать и обычный костер. Если у вас при себе есть термоэлектрический генератор. Таких устройств немало. Например 20 минут подзарядки от BioLite CampStove, объединившего в себе печь и зарядку, по словам производителя обеспечат средний смартфон питанием на час.
Эта печка выдаёт на порт USB постоянный ток напряжением в 5 вольт. Микропроцессор устройства распределяет энергию между портом и вентилятором, поддерживающим пламя. Создатели уверяют, что для кипячения литра воды (за четыре с половиной минуты) печи потребуется 46 граммов щепок, веточек, чего-то деревянного.
Термопара есть и в других девайсах, как например, устройство Pan Charger, которое позволит приготовить шашлык, а тепло углей превратит в электричество. Однако, быстро снять мясо с огня не выйдет, так полностью зарядить смартфон в горах получится лишь за несколько часов.
Теплоэлектрические пары могут обращать в электричество даже тепло человеческого тела. Попробовать зарядить смартфон в горах можно и так. Однако, разница температур будет гораздо меньше чем в костре, а зарядка растянется во времени. Так в Vodafone создали зарядные спальные мешки Power Pocket. Восемь часов сна обеспечат 24 минуты разговора.
Возможно, вскоре производители создадут термоэлектрогенераторы еще более недорогие и эффективные, выходить без которых в поход будет считаться за моветон.
Зарядить телефон в горах: вода
Ручьи, реки, даже водопады вполне можно использовать, чтобы зарядить смартфон в горах без розетки, просто за счёт сил природы.
Гаджет от очередного стартапа HydroBee состоит из блока с генератором и аккумуляторами. Блок вмонтирован в буй, буксируется за лодкой или погружается в реку. Поток приводит в движение небольшую турбину, дающую ток шести никель-металл-гидридным аккумуляторам стандарта АА общей ёмкостью 15000 мАч. Производитель утверждает, что полностью АКБ заряжается за два-четыре часа в зависимости от напора воды.
А девайс Blue Freedom еще более компактен и также позволяет носить мобильную гидроэлектростанцию, чтобы зарядить смартфон в горах, там, где нет розеток. Разработанный в Германии прибор состоит из микротурбины (12 см в диаметре), генератора на 5В и литиево-полимерной встроенной батареи емкостью 5 000 мАч. Турбина топится в русле горного ручья, а пользователь на «берегу» заряжает девайсы через порты USB 2A и 1A. Альпинистов обрадует и то, что турбина будет работать на высоте до 5 000 метров над уровнем моря.
Если проекты получат развитие, наверняка появится масса аналогов. Идея интересная.
Зарядить планшет в походе: ветер
Стартаперы даже компактные ветряки пытаются приспособить, чтобы зарядить смартфон в горах. Характеристики концепта складной ветрянной электростанции Micro Wind Turbine выглядят впечатляюще.
По заявлению конструктора Нильса Фербера, мощность устройства составляет 5 Вт при скорости ветра 5 м/c. Этого хватит, чтобы заряжать смартфон или даже ноутбук с батареей ёмкостью 24 Вт/ч. В сложенном виде ветряк занимает места как обычный зонт. Хотя, зачем зонт в горах? А ветряк там — самое оно.
И генератор iFan голландского дизайнера Тьерда Винховена дает энергию для смартфона. Ветры дуют везде, особенно в горах, хотя можно и на раму велика. При постоянном ветре зарядить смартфон вдали от цивилизации можно за шесть часов.
Зарядить смартфон в горах без розетки: мышцы
Для привыкших рассчитывать на свои силы, чтобы зарядить смартфон в горах, да и на равнинах (мы же в походе, без розетки под боком) стартаперы также наваяли зарядные устройства.
Одно из них с многозначительным именем American Red Cross FRX3, содержит сразу радио, фонарик, внешний динамик, и ручной генератор. По заявлению производителя, одна минута вращения ручки дает 15 минут проигрывания музыки или работы фонарика.
А в заряднике Roto Charger электроэнергию для смартфона получаете, вращая ручку. Минута активной работы обернется тремя минутами разговора обычной звонилки. В горах самое то.
В этом устройстве и других его аналогах, чтобы зарядить смартфон, крутить ручку придётся долго. Однако, чтобы скинуть координаты спасателям и такого заряда может хватить. Поэтому, чтобы зарядить телефон в горах, вдали от цивилизации тоже неплохой вариант.
Есть варианты менее трудоемкие, но гораздо более долгие. Так, филиппинский подросток Анджело Казимиру создал кроссовки, генерирующие электричество при ходьбе. Генератор состоит из двух пьезодисков в стельке. Двух часов игры в баскетбол хватит на 10-минутную зарядку для телефона.
Зарядить телефон в горах: солнце
Ещё один автономный способ зарядить смартфон в горах — солнечная батарея. Многие производители предлагают массу однотипных вариантов с USB-портами и складывающимися в компактную упаковку сегментами. Такие устройства обычно крепят к рюкзаку и заряжают смартфон в пешем путешествии.
Разработаны рюкзаки с встроенной солнечной батареей, в том числе, и совмещенной с акуммулятором.
Есть нюанс — площадь поверхности батареи решает! Поэтому, варианты, когда солнечная панель встроена чуть ли не в чехол телефона вряд ли имеют смысл в горном походе. Слишком невелик ток. И держать сам коммуникатор на солнце нежелательно. Перегрев и ультрафиолет вредны для его материалов и микросхем.