Как зарядить солнечную батарею без солнца?
Можно попробовать под яркой лампой. Обычного освещения в комнате будет недостаточно. Оно не подействует. Либо вообще не подходит. Другого способа скорее всего не существует, потому что
Можно. Эффект потери емкости при частичных циклах заряда-разряда наблюдается у железоникелевых, никель-кадмиевых и никель-металлогидрид ных, а также серебряно-цинковых и никель-цинковых аккумуляторов, и только у них. Литий-ионные аккумуляторы ему не подвержены (они имеют свой «эффект памяти», но другой, и он не наносит заметного вреда аккумулятору, так как почти не влияет на емкость и токоотдачу).
Литий-ионные аккумуляторы при частичных циклах служат даже дольше, чем при полных, если считать в циклах. Если пересчитать это в срок службы в годах, то сокращение цикла становится выгодным лишь до тех пор, пока мы повышаем конечное напряжение разряда до 3,0-3,2 В, при этом теряя в емкости лишь 5-10%. Именно из этих соображений в подавляющем большинстве ноутбуков и мобильных телефонов выбирается порог отключения при разряде аккумулятора, поэтому нет необходимости, как рекомендуют, не допускать разряда аккумулятора «ниже 15%» или отключения телефона.
Таким образом, не нужно следовать каким-то не описанным в инструкции «правилам», которые часто можно встретить на различных интернет-ресурсах и которые будто бы продляют жизнь аккумулятора. Аккумулятор можно заряжать и полностью, и частично разряженный, разряжать не до конца и до отключения, можно оставлять на зарядке на ночь (зарядка автоматически прекращается по окончании и аккумулятор не перезаряжается, утверждения о вреде этого — ложны) и отключать зарядившийся на половину. Нужно лишь помнить, что аккумулятор, разряженный до отключения телефона, нужно зарядить как можно скорее, иначе за счет саморазряда он может в довольно короткий срок переразрядиться, а также что нельзя заряжать устройства с литий-ионными аккумуляторами на морозе и при высокой температуре.
Тем не менее, чтобы телефон «знал» реальную емкость аккумулятора, целесообразно время от времени давать аккумулятору полностью разрядиться и полностью зарядиться. Но это касается не срока службы, а точности работы индикатора оставшегося времени работы.
Проще простого его зарядить, эту вашу аккумуляторную батарею с напряжением 12 Вольт и ёмкостью 7,2 Ампер-часа. Дело в том, что такие используются чуть ли не в каждом источнике бесперебойного питания для персональных компьютеров. Берёте (у знакомых, или на работе) такой ИБП (UPS), вынимаете из него аккумулятор, открыв специальную крышку (ИБП должен быть выключен и его вилка должна быть выдернута из сети!), вставляете свой (не путаем полярность! «плюс» к «плюсу», «минус» — к «минусу»!), который вам необходимо зарядить, закрываете крышку и включаете ИБП в сеть. Когда аккумулятор зарядится, соответствующая светодиодная индикация даст Вам об этом знать, но если даже она отсутствует — через сутки в любом случае батарея (если она работоспособная) зарядится.
Выключаем, вынимаем, ставим чужой аккумулятор на место (снова не путаем полярность!)и отдаем ИБП владельцу, не забыв сказать «спасибо»
Зеркало Архимеда
Вообще-то в солнечной энергетике свет клином на кремниевых элементах не сошелся. Способов преобразования энергии Солнца в электрическую существует множество. Использование солнечных батарей (то есть фотоэлектрических преобразователей) — лишь один из них. Способ этот хорош, во-первых, своей мобильностью, во-вторых, — долговечностью. Солнечную батарею можно установить на крыше автомобиля и крыльях самолета. Ее можно встроить в часы, калькулятор, ноутбук и даже, как это ни парадоксально, в фонарик. В солнечном элементе отсутствуют какие-либо движущиеся части, и срок его службы составляет примерно 30 лет. За эти 30 лет элемент, на изготовление которого ушел всего 1 кг солнечного кремния, может дать столько же электроэнергии, сколько производится из 100 тонн нефти на ТЭС или из 1 кг обогащенного урана на АЭС.
Солнечная установка мощностью 1 кВт сегодня в США стоит примерно 3 000 долларов. Однако окупается она только на 14—15-м году работы, а это, по сравнению с теми же тепловыми электростанциями, непозволительно долго. Поэтому для преобразования солнечной энергии в электрическую в промышленных масштабах сейчас в основном используют способ, предложенный, согласно легенде, еще в III веке до н. э. знаменитым ученым Архимедом Сиракузским. Правда, солнечный свет он применял тогда вовсе не с целью получения дешевой энергии, а для обороны родных Сиракуз, атакованных с моря галерами римского полководца Марцелла. Вот что писал об этом в своей «Истории» византийский хронист Цеци: «Когда римские корабли находились на расстоянии полета стрелы, Архимед стал действовать шестиугольным зеркалом, составленным из небольших четырехугольных зеркал, которые можно было двигать при помощи шарниров и металлических планок. Он установил это зеркало так, чтобы оно пересекалось в середине зимней и летней солнечными линиями, и поэтому принятые этим зеркалом солнечные лучи, отражаясь, создавали жар, который обращал суда римлян в пепел, хотя они находились на расстоянии полета стрелы».
Именно на этом принципе основана работа современных гелиоэлектростанций. Установленные на значительной, до нескольких тысяч квадратных метров, территории зеркала-гелиостаты, поворачивающиеся вслед за Солнцем, направляют лучи солнечного света на емкость с теплоприемником, в качестве которого обычно выступает вода. Дальше все происходит так же, как на обычных ТЭС: вода нагревается, закипает, превращается в пар, пар крутит турбину, турбина передает вращение на ротор генератора, а тот вырабатывает электричество. В США сейчас действуют несколько гибридных солнечно-тепловых электростанций общей мощностью более 600 МВт. Днем они работают от Солнца, а ночью, чтобы вода не остывала и электричество не кончалось, — от газа. Температура пара в установках достигает 370 градусов Цельсия, а давление — 100 атмосфер.
Миф № 3: Солнечные батареи станут никому не интересны, как только будет опровергнут миф о «глобальном потеплении».
Факты: Данное утверждение содержит сразу два внутренних противоречия. Во-первых, даже если антропогенное влияние на климат доказать не удастся, постоянное удешевление солнечной энергии сделает ее применение более выгодным, чем любые другие источники энергии. Во-вторых, помимо проблем с выделением СО2, традиционные виды ископаемого топлива при сгорании выделяют около 50 разновидностей канцерогенов. Некоторые из них чрезвычайно опасны для здоровья и служат причиной сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, которыми особенно часто страдают жители крупных городов. По данным ВОЗ, только на лечение таких заболеваний во всем мире тратится более $1,2 трлн. в год, а переход на солнечную энергетику сможет сократить эту цифру минимум на порядок.
Каков углеродный след производства солнечной панели?
Источники, перечисленные ниже, предполагают, что углеродный след солнечной батареи примерно в 20 раз меньше, чем у электростанции, производящей такое же количество энергии.
Солнечная батарея имеет рейтинг выбросов углерода в первый год около 50 г. Это связано с тем, как происходит производство солнечных панелей.
По мере старения солнечной панели она окупает выбросы углерода, произведенные во время ее производства. Через 3-4 года эксплуатации солнечная батарея выходит на нулевой уровень, производя достаточно чистой энергии, чтобы стереть энергию и парниковые газы, использованные для создания массива.
Теперь возможно, что завод по производству солнечных панелей сможет использовать солнечную энергию, а не традиционную энергию, полученную путем сжигания ископаемого топлива. Если бы это произошло, углеродный след панелей с этого завода оставил бы завод в нулевом чистом состоянии.
Эпоха понимания (конец 19-начало 20 века)
Появление современной теоретической физики помогает создать основу для более глубокого понимания фотоэлектрической энергии. Описания квантовой физики субатомного мира фотонов и электронов раскрывают механику того, как пакеты входящего света разрушают электроны в кристаллах кремния, чтобы генерировать электрические токи..
1888: Физик Вильгельм Халлвакс описывает физику фотогальванических элементов в том, что сейчас известно как эффект Холлвакса.
1905: Альберт Эйнштейн публикует «Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света», объясняя, как свет создает электрический ток, выбивая электроны из атомов в определенных металлы.
1916: Химик Ян Чохральский изобретает метод создания монокристаллов металла. Это становится основой для создания полупроводниковых пластин, которые до сих пор используются в электронике, включая солнечные батареи.
1917: Альберт Эйнштейн дает теоретическое обоснование фотогальваники, вводя понятие о том, что свет действует как пакеты, переносящие электромагнитные поля.сила.
1929: Физик Гилберт Льюис вводит термин «фотоны» для описания эйнштейновских пакетов электромагнитной энергии.
Миф или реальность?
Вечный двигатель знаком практически каждому еще со школьной скамьи, только на уроках физики четко утверждалось, что добиться практической реализации невозможно из-за сил трения в движущихся элементах. Среди современных разработок магнитных моторов представлены самоподдерживающие модели, в которых магнитный поток самостоятельно создает вращательное усилие и продолжает себя поддерживать в течении всего процесса работы. Но основным камнем преткновения является КПД любого двигателя, включая магнитный, так как он никогда не достигает 100%. Со временем мотор все равно остановится.
Поэтому все практические модели требуют повторного вмешательства через определенное время или каких-либо сторонних элементов, работающих от независимого источника питания. Наиболее вероятным вариантом бестопливных двигателей и генераторов выступает магнитная машина. В которой основной движущей силой будет магнитное взаимодействие между постоянными магнитами, электромагнитными полями или ферромагнитными материалами.
Актуальным примером реализации являются декоративные украшения, выполненные в виде постоянно двигающихся шаров, рамочек или других конструкций. Но для их работы необходимо использовать батарейки, которые питают постоянным током электромагниты. Поэтому далее рассмотрим тот принцип действия, который подает самые обнадеживающие ожидания.
Игрушка «Вечный маятник»
Каждому из нас знакомо украшение в китайских часах, которое выполнено в виде «вечной» вертушки или маятника. Построить подобное чудо совсем несложно и займет это не более получаса. Взглянем на схему ниже:
При подаче на схему напряжения питания выключателем SB1 транзистор VT1 окажется закрытым, поскольку его база через катушку L1 будет соединена с эмиттером. Смещения нет, транзистор закрыт, тока через L2 тоже нет. Привяжем постоянный магнит к шнурку и качнем наш импровизированный маятник в непосредственной близости от катушек L1, L2 (они намотаны на одном каркасе). При его приближении в катушке L1 начнет наводиться ЭДС, которая откроет транзистор. Чем ближе магнит, тем сильнее открывается транзистор и тем больше ток в катушке L2, которая своим магнитным полем наш магнит начинает притягивать.
В момент, когда маятник проходит как раз над катушками, эти значения максимальны, а как только маятник по инерции начнет удаляться, ЭДС сменит знак и транзистор закроется. Таким образом, притягивается маятник только в первой половине периода, во второй он идет по инерции. Прямо как настоящие качели, которые мы раскачиваем, взмахивая ногами в первый полупериод качания. Диод VD1 предотвращает генерацию, которая может возникнуть на резонансной частоте контура L1, L2.
Теперь поговорим о конструкции наших качелей. Катушки L1 и L2 наматываются одновременно проводом диаметром 0.08 — 0.1 мм на каркасе подходящих размеров. Например, на таком:
Наматываем чем больше, тем лучше, до заполнения. Чем больше витков, тем меньшего напряжения для работы потребует маятник. При соединении катушек нужно соблюдать фазировку – начало первой соединить с концом второй. В качестве сердечника подойдет обрезок любого железного болта или даже болт целиком, если он короткий. Перед использованием этот болт нужно обжечь – нагреть докрасна на газу и остудить на воздухе.
Транзистор лучше взять с максимально возможным коэффициентом передачи. Подойдет любой маломощный германиевый (у меня работал даже кремниевый) прямой (p-n-p) проводимости. Если проводимость у транзистора обратная (n-p-n), то тоже не беда – достаточно сменить полярность подключения источника питания и диода VD1.
Маятник или качели выполняйте на свой вкус
Важно только чтобы магнит, расположенный на основании маятника, проходил в нескольких миллиметрах от сердечника катушки. Сам магнит – любой, чем мощнее, тем лучше, но ничего особенного искать не придется
Отлично подойдет кусочек «черного», ферритового магнита от динамической головки или железного – от старого детского моторчика.
В качестве источника питания используется пальчиковый или любой другой гальванический элемент, которого хватит на многие месяцы работы конструкции, причем от выключателя SB1 можно смело отказаться, поскольку в спокойном положении нашего маятника транзистор закрыт и потребление тока схемой минимально. Если магнит совсем уж слабенький или качели для него тяжеловаты, то можно увеличить напряжение питания до 3 В, включив два элемента последовательно.
Сферы применения солнечной энергии
Направлений использования довольно много. Ниже рассматриваются самые востребованные и распространённые.
Энергоснабжение частного дома
Здесь стоит сказать, что современные панели вырабатывают электричество даже в сумерках и пасмурную погоду. Заряда аккумуляторных батарей хватает на тёмное время суток. Кроме того, солнечные панели подключаются как вспомогательные, и при необходимости их подменяет основная энергетическая система.
Солнечный коллектор для отопления и горячего водоснабжения
Здесь энергия солнца преобразуется в тепловую. Наверное, у многих на дачном участке есть душ с металлическим баком наверху. Он нагревается от солнца и можно мытья нагретой водой. Это простейший вариант такого коллектора.
Но современные системы работают значительно эффективнее. В них есть поглощающий элемент, который передаёт тепловую энергию теплоносителю. Есть варианты с водой и воздухом в качестве теплоносителя.
Коллекторы чаще всего работают в составе систем горячего водоснабжения частных домов. Нагретый в них теплоноситель попадает в накопитель (бойлер), где нагревает воду. Схема практически такая же, как у электрического бойлера. Только электричество в этом случае не расходуется.
Компактные системы с коллектором могут обеспечить бесплатный нагрев воды в доме для семьи на 3─5 человек. Речь идёт об осенне-зимнем периоде. Зимой эффективность подобных систем значительно снижается. Параллельно с установкой таких систем проводятся работы по улучшению изоляции. Если зимы в вашем регионе не суровые, то коллектор вполне может использоваться и зимой.
Портативные источники энергии
Этот вид устройств предназначен для получения электрической энергии при отсутствии электрических сетей. Такие переносные аккумуляторы с возможностью зарядки от солнечной панели популярны среди туристов, дачников и т. п. Об этих устройствах можно прочитать в статьях:
- Солнечная батарея для ноутбука;
- Аккумулятор на солнечных батареях для телефона;
- Солнечная батарея для зарядки автомобильного аккумулятора.
Концентраторы
Этот вид устройств можно назвать экзотикой. Их можно встретить у туристов в составе походных кухонь. Они концентрируют свет параболическим зеркалом на ёмкости с теплоносителем.
Фотоэлектрический эффект
Процесс превращения солнечного света в электричество известен как фотоэлектрический эффект. Слой собирающих свет фотоэлементов покрывает поверхность солнечной панели. Фотоэлемент изготовлен из полупроводниковых материалов, таких как кремний. В отличие от металлов, которые являются отличными проводниками электричества, кремниевые полупроводники пропускают через себя ровно столько электричества, сколько сможет по ним проходить. ()
Электрические токи в солнечных панелях создаются путем отрыва электрона от атома кремния, что требует большого количества энергии, потому что кремний действительно хочет удерживать свои электроны. Следовательно, кремний не может сам по себе генерировать значительную часть электрического тока. Ученые решили эту проблему, добавив в кремний отрицательно заряженный элемент, например фосфор. У каждого атома фосфора есть дополнительный электрон, который без проблем может отдать его при воздействии солнечного света.
alejomiranda / Getty Images
Этот отрицательно заряженный кремний, или кремний N-типа, соприкасается с положительно заряженным слоем кремния или P-типа. Слой P-типа создается путем добавления к кремнию положительно заряженных атомов бора. Каждому атому бора «не хватает» электрона, и хотелось бы получить его, где бы он ни находился. Соединение листов этих двух материалов вместе заставляет электроны из полупроводника N-типа переходить на полупроводник P-типа. Это создает электрическое поле, которое затем действует как барьер, не позволяющий электронам легко проходить через него.
Когда фотоны попадают в слой N-типа, они выбивают электрон. Этот свободный электрон хочет попасть в слой P-типа, но у него недостаточно энергии, чтобы пройти через электрическое поле. Вместо этого он идет по пути наименьшего сопротивления. Он течет по металлическим проводам, которые соединяются со слоем N-типа, вокруг внешней стороны фотоэлемента и обратно в слой P-типа. Это движение электронов создает электричество.
Вентиляция
Вентиляция любого типа — хорошая идея, поскольку она помогает снизить затраты на охлаждение за счет отвода горячего воздуха из чердаков и других помещений. Традиционно эти системы подключаются к домашнему электрическому току, что в некоторой степени противоречит цели экономии энергии. Однако теперь вы можете купить автономные вентиляционные системы с небольшой панелью фотоэлементов, которые управляют двигателем вентилятора без необходимости в бытовом электрическом токе. Небольшие навесные агрегаты идеально подходят для поддержания прохлады летом в гараже, сарае, собачьей будке или курятнике. Есть также отдельно стоящие вентиляторы на солнечных батареях, которые можно использовать во внутреннем дворике, патио или на детской игровой площадке.
Как работает «вечный двигатель» и примеры его конструкции
Вечный двигатель будоражит умы ученых и изобретателей всего мира. Сейчас многие одержимы им примерно так же, как в свое время алхимики были одержимы идеей получения золота из свинца. Все из-за того, что он — вечный двигатель — принесет очень много пользы не только в краткосрочной перспективе, но и на далекое будущее. Главное понимать, что вечный двигатель это не совсем то, что многие себе представляют. Это куда более продвинутая вещь, но в то же время более простая, чем принято считать. А еще есть несколько концепций такого двигателя. Давайте разберемся с некоторыми из них.
Вечный двигатель это то, что невозможно даже в теории. Он противоречит сам себе.
Схема светодиодного светильника
Схема светильника, у которого в качестве источника света, используются светодиоды, аналогична выше приведенной, с той лишь разницей, что при наличии нескольких светодиодов в одном светильнике, появляется возможность создать режим работы устройства, когда в зависимости от заданных параметров, светят лишь часть светодиодов или все их количество.
Простейшая электронная схема подобного устройства, может выглядеть следующим образом:
Работа светодиодов осуществляется от аккумуляторов, которые заряжаются от солнечной батареи. Стабилизаторы, диоды и катушки индуктивности, обеспечивают требуемые параметры напряжения в цепях питания и зарядки. Светодиоды светятся одновременно, при достаточном заряде аккумуляторных батарей.
Электронные компоненты солнечного светильника
Схема светильника на солнечной батарее очень проста, экономична и содержит в себе всего 6 компонентов: 3 резистора, 2 транзистора и диод Шоттки.
Схема, контролирующая зарядку батарей и потребление энергии батарей для солнечного светильника.
А теперь подробно о том, как это работает.Когда свет попадает на солнечную батарею, ток, ограниченный резистором R1, попадает на базу биполярного транзистора VT1 и открывает его. Таким образом, ток, протекающий от элементов питания, ограниченный резистором R2, стекает на «землю», освобождая от напряжения затвор полевого транзистора VT2 и тем самым закрывает его. Когда же на улице стемнеет, на базу VT1 ничего не поступит, а на затворе VТ2 появиться напряжение и он откроется. В роли потребителя может быть что угодно, но поскольку у нас светильник, значит потребитель — светодиод.
Диод Шоттки предотвращает попадание тока на базу VТ1 от элементов питания, а его низкое падение напряжения позволяет более эффективно заряжать батареи. Резистор R3 может быть подстроечным, с помощью которого можно регулировать включение потребителей в зависимости от уровня освещенности. Но, приведенные на схеме параметры сопротивления резисторов выбраны для оптимального включения и наименьшего потребления энергии самой схемой. Подобная схема может работать с напряжением батарей до 40 Вольт и потребителями до 2 Ампер.
Для управления приборами сети 220 вольт, вместо низковольтных потребителей, можно поставить реле, которое будет включать и выключать сетевой ток. Можно подумать — зачем так сложно? Да, в качестве светового реле можно использовать более простую схему с фоторезистором/фототранзистором, к тому же без батарей. Но ведь с помощью всего одной описанной схемы можно реализовать одновременно и автономный светильник на солнечной батарее и световое реле для сети 220В.
Пример схемы светового реле для управления сетевым напряжением.
В схеме можно использовать и аналоги приведенных компонентов или даже транзисторы с другими характеристиками. Однако в последнем случае придется иначе подбирать сопротивление резисторов и, возможно, это приведет к меньшей эффективности.
Устройство зарядки батарей от солнечной панели для солнечного светильника выполненное по схеме.* Плату можно сделать более компактной, так как в данном случае были использованны неоправданно мощные, а потому и большие, резисторы из-за отсутствия подходящих.** В месте R1 нужное сопротивление было подобрано двумя резисторами, поэтому их больше, чем на схеме.
Светодиод 1Вт, установленный (приклееный) в уличный фонарь на патрон под лампу.
Если вы собираетесь делать солнечный светильник из уличного фонаря, то следует внутренние темные поверхности фонаря окрасить белой краской, либо оклеить фольгой, поскольку темные поверхности здорово поглощают свет. Помимо этого, в своем варианте я установил матовые стекла с узором в фонарь, так как с ними он выглядит более симпатично, хотя и рассеивает часть лучей просто в атмосферу.
Солнечный светильник со светодиодом 1Вт в уличном фонаре при 5.4В 170мА.* Выдержка фотоаппарата подобрана максимально близко к реальному освещению.
Второй солнечный светильник со светодиодом 1Вт в уличном фонаре * Выдержка фотоаппарата подобрана так, чтобы освещенность на фото соответствовало реальному.
«Радужный» ночник, работающий от платы солнечного светильника. RGB светодиод вклеен в люстру комнатного освещения. Пришлось проложить проводку для светодиода отдельно.
Категории:
Электроника
Виды поломок садовых фонариков
Неполадки в альтернативных светильниках, работающих на солнечных батареях, не являются огромной редкостью. Устройства просты в эксплуатации и могут прослужить не один сезон, но при неаккуратном хранении, недостатке в мытье и уходе могут появиться определенные проблемы.
К счастью, конструкция данных осветительных приборов несложная, поэтому, если светильник не работает, не стоит сразу же выбрасывать его, возможно, он подлежит починке. Для начала разберемся в видах поломок.
-
Неисправность аккумулятора. Причиной данной неисправности может быть изначально некачественный элемент, такие часто встречаются при покупке дешевых осветительных устройств.
Вывести аккумулятор из строя может и неправильное хранение. Часто, убирая уличные светильники на зиму, люди забывают о необходимости предварительно полностью зарядить прибор, к тому же хранят его при слишком высоких или низких температурах.
- Проблемы с герметичностью. В данном случае в дождливую погоду осветительный прибор будет наполняться влагой, что может привести к электрокоррозии и окончательной поломке устройства. Нарушение изоляции и целостности происходит по вине производителя. Плохая герметичность возникает из-за некачественных материалов корпуса прибора или неаккуратной работы.
- Окисление проводов монтажной платы и переключателей. Больше половины случаев неисправности уличных светильников на солнечных батареях связаны именно со слабым контактом между аккумулятором и контейнером питания. Соли на контактах и налет на плате электронной части устройства не дают фонарю полноценно работать. Виной всему применение активного флюса при спайке проводов.
- Засорение солнечных панелей. Критическое для полноценной работы загрязнение происходит из-за не самого удачного расположения светильников на открытом пространстве загородного участка. Например, в сырых, грязных или очень ветреных местах велика вероятность засорения.
Возможно ли восстановить фонари для дачи?
Когда оказывается, что фонарь на солнечных батареях по непонятным причинам не работает, отчаиваться и искать, где бы приобрести новый источник освещения, сразу же не стоит. Многие проблемы можно решить самостоятельно, даже человеку, который совсем не разбирается в электронике.
Устранить неполадки можно в случаях, когда они касаются:
Негерметичности корпуса (на начальном этапе, когда внимание стала привлекать скапливающаяся после дождя или просто во влажный день вода).
Загрязнения в панелях, собирающих солнечную энергию.
Плохого сцепления между проводами.
Незначительной неисправности аккумулятора светильника.
Проблем внешней оболочки устройства (например, битое или треснутое стеклышко на корпусе фонаря).
Несмотря на незамысловатость устройства большинства осветительных приборов на солнечных батареях, ремонту поддаются не все виды поломок. Во-первых, починке не подлежат целостные конструкции. Их попросту не получится разобрать, а значит, и устранить возникшие неполадки.
Отсутствие хорошей герметичности может привести к полной поломке светильника, в случае, если проблему не замечали длительное время. Электрокаррозия довольно быстро уничтожает работоспособность устройства на солнечных батареях. Починить сам аккумулятор можно не всегда, проблемы могут быть очень существенными.
Но выяснить, поддается ли ремонту батарейка, получится только в процессе попыток починить этот элемент. Поломку светодиодов устранить своими руками также не получится. В перечисленных случаях восстановить осветительный прибор не удастся, либо сделать это будет слишком затратно с позиции финансов и приложенных усилий (они могут быть напрасны). Здесь проще приобрести новый фонарь или отдельные его элементы, например, аккумулятор или светодиоды.
Как работает маятник
Когда свет попадает на солнечный элемент, он генерирует постоянное напряжение, которое начинает заряжать два электролитических конденсатора: C1 и C2. Если маятник еще не качается, схема активирует стартовый режим, который пытается запустить маятник в движение. В этом режиме оба электролитических конденсатора продолжают заряжаться, пока напряжение на C2 не достигнет примерно 0,8 вольт. В этот момент открывается NPN-транзистор VT2 (2N4401) который, в свою очередь, открывает PNP-транзистор VT1 (2N4403).
Когда открывается транзистор VT1, он сбрасывает в катушку всю мощность, накопленную в конденсаторе C1. Ток, протекающий через катушку, на короткое время создает вокруг нее магнитное поле из-за быстрого разряда конденсатора C1. Затем, когда ток сходит на нет, оба транзистора закрываются и магнитное поле исчезает, создавая всплеск отрицательного напряжения, который вызывает мигание светодиода HL1.
Кратковременное магнитное поле, создаваемое вокруг катушки, заставляет магнит, прикрепленный к маятнику, подпрыгнуть. Стартовый режим повториться снова, если маятник не начнет раскачиваться сразу. В итоге скачок магнита должен привести к раскачиванию маятника, даже если сначала это будет всего лишь небольшое колебание. Конечно, если вы нетерпеливы, вы всегда можете подтолкнуть маятник вручную. Как только маятник раскачается, схема будет поддерживать постоянное движение маятника.
Следует отметить, что из-за диода VD1 конденсатор C2 не разряжается в катушку как C1. Когда магнит маятника проходит над катушкой, он индуцирует в катушке ток, который вызывает включение транзистора VT2 через резистор R2. Когда VT2 включается, происходит та же последовательность событий, что и при старте.
Однако в этом режиме магнитное поле вокруг катушки дает маятнику дополнительный импульс, который в конечном итоге поддерживает непрерывное движение. Этот импульс похож на то, как родитель толкает ребенка на качелях. Без дополнительных толчков колебание в конечном итоге замедлиться до полной остановки. Пока солнечный элемент может заряжать конденсатор C1 (даже если это только частичный заряд), маятник будет получать этот невидимый толчок при каждом проходе над катушкой.
Инвертор 12 В/ 220 В
Инвертор с чистой синусоидой, может обеспечивать питание переменно…
Подробнее
Солнечный элемент для этого проекта должен выдавать не менее 4,0 В при токе короткого замыкания 20 мА. Маятник должен иметь небольшой неодимовый магнит. Зазор между магнитом и катушкой должен быть в пределах 3…6 мм. Катушка имеет диаметр примерно 40 мм и высоту 15 мм. Обмотка произведена медным эмалированным проводом диаметром 0,18 мм около 900 витков (примерно 45 метров). Общее сопротивление катушки составляет примерно 30 Ом.
================================
P.S.
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.