Зарядное устройство на солнечных батареях AcmePower AP MF1818

С каждым днем в нашу жизнь входит все больше устройств, расстаться с которыми мы не готовы ни на минуту. Это и мобильный телефон, и карманный компьютер, и цифровой фотоаппарат, и GPS навигатор и т.д. Когда мы находимся вблизи электрической розетки, то проблем не возникает, но мир переворачивается с ног на голову, как только мы отправляемся в дорогу, особенно пешком. Острота проблемы растет пропорционально продолжительности путешествия и удаленности от обжитых мест. Решение напрашивается само собой – генерировать энергию из природных источников. Сегодня мы рассмотрим универсальное зарядное устройство производства китайской компании WMT Limited - AcmePower AP MF1818, которое служит именно этой цели. Это уже давно не новинка на нашем рынке, однако, небольшое снижение цены дает повод присмотреться к нему внимательнее.

Лирическое отступление, к прочтению не обязательно

В XXI веке человечество столкнулось с глобальной проблемой – запасы углеводородного топлива органического происхождения, вероятнее всего, исчерпаются уже в этом столетии. А ведь именно из таких видов топлива сегодня мы получаем до 90% всей энергии. То, что флора земли аккумулировала из солнечной энергии миллионы лет, расходуется с катастрофической скоростью. Каждый год сжигается миллиарды тон топлива, эквивалентное ему количество нефти образуется в природе за срок, равный двум миллионам лет! Однако ситуация уже сдвинулась с мертвой точки - в начале 2007 года Еврокомиссия потребовала, чтобы к 2020 году в Европе 20% энергии вырабатывалось из восстанавливаемых источников.

В связи с вышесказанным резко вырос интерес к альтернативным технологиям получения энергии. Наиболее перспективными направлениями энергетики являются солнечная, геотермальная, термоядерная и, несмотря на свою опасность, – атомная. В пределах данного обзора, в первую очередь, нас интересует только первое направление.

Ежегодно Солнце поставляет на нашу планету количество энергии, в 10000 превышающее потребность всего человечества. Ее использование стало теоретически возможным, после того как 1839г. Александр Эдмон Беккерель открыл фотогальванический эффект, а в 1921г. его объяснил Эйнштейн (который и получил за это Нобелевскую премию по физике 1923г., а не за теорию относительности, как считают многие). Первая солнечная кремниевая батарея была разработана в лаборатории Bell только в 1954г. Именно ее далекого потомка мы и рассмотрим сегодня.

AcmePower AP MF1818 снаружи и внутри

Зарядное устройство AcmePower AP MF1818 визуально напоминает небольшую записную книжку, компактного размера и очень скромного веса. В маленьком корпусе уместились две небольшие солнечные батареи, аккумулятор емкостью 700 мАч, преобразователь напряжения и… даже светодиодный фонарик! Дизайн заслуживает отличной оценки, качество материала корпуса хорошее.

AcmePower AP MF1818 внешний вид

Пластик выглядит довольно прочным, но подвержен царапинам. По сравнению с другим туристическим снаряжением, устройство имеет игрушечный вид, корпус вряд ли выдержит серьезную нагрузку. Так что обращаться с ним придется аккуратно. На задней стенке корпуса имеются дужки под тонкий ремень.

Нижняя панель

Сбоку расположены: переключатель включения/заряда, кнопка и светодиод фонарика, два светодиода режима работы и два разъема питания (3,6В и 5,5В).

Боковая панель

Если заглянуть внутрь устройства – можно обнаружить преобразователь напряжения и небольшой аккумулятор. К сожалению, маркировка на нем отсутствует (либо скрыта под термоусадочной синей лентой), с помощью измерения удалось установить только его напряжение – 3,6 В. Подключение организовано по двум проводам, следовательно, контроль температуры аккумулятора отсутствует. Свободного места в корпусе вполне достаточно для размещения вдвое большего по площади аккумулятора такой же толщины. Качество монтажа радиоэлементов удовлетворительное. Часть дорожек перерезана, часть элементов на плате соединены перемычками – складывается впечатление, что схема попавшего к нам в руки устройства перерабатывалась на ходу.

AP MF1818 внутри

Краткие технические характеристики, заявленные производителем:

В комплект поставки входит также вместительная сумочка с шикарным комплектом переходников практически для всех моделей мобильных телефонов (Nokia, Siemens, Motorola, Samsung, SonyEricsson), включая разъем miniUSB, а также адаптер для зарядки встроенного аккумулятора от сети 110/220В и автомобильного прикуривателя.

Комплект поставки

Как понятно из названия, устройство сочетает в себе качества солнечной батареи и резервного аккумулятора. Глядя на очень скромную мощность солнечных элементов (менее 1 Вт) можно сделать вывод, что это очень правильное техническое решение – в течение дня энергия накапливается во встроенный аккумулятор, ночью – переливается в мобильный телефон или используется в качестве фонарика. Кстати, несложно подсчитать КПД солнечных элементов, их площадь равна:

0,102м * 0,056м * 2= 0,011424м2

а также допустить, что выдаваемое ими напряжение совпадает с напряжением, выдаваемым адаптером 110/220В (7,2 В), и взять среднюю интенсивность солнечного потока на поверхности Земли, равной 850Вт/м2, то

КПД=120мА*7,2В/(0,011424м2*850Вт/м2)~9%

что вполне обыденно для современной солнечной батареи и очень далеко до рекорда.

Заявленное производителем время заряда внутренней батареи 700мАч от энергии солнца равно 10 часам, однако на практике эту цифру смело можно увеличить в полтора раза. За 5 часов тестового заряда на подоконнике (март, юг Украины, прямой солнечный свет) устройство удалось зарядить примерно на четверть. Теоретически этого вполне достаточно для одного (при скромных запросах двух) мобильных телефонов, однако мало для большего количества потребителей. Так что, по меньшей мере, наивно рассчитывать на обеспечение в походе себя и своих товарищей «бесплатной» энергией.

AP MF1818 имеет старшего собрата AP MF1828, оснащенного более емким встроенным аккумулятором (1800 мАч) и другим набором выходных напряжений (6, 9, 12В). Мощность солнечных элементов у обоих устройств одинакова. Вопрос, нужна ли повышенная емкость встроенного аккумулятора таким солнечным элементам - довольно спорный, ведь зарядить аккумулятор даже в 700мАч за световой день очень проблематично. С другой стороны, возрастает удобство – отпадает необходимость в постоянном «переливе» энергии потребителям. Так что при выборе, в первую очередь, вам придется ориентироваться на необходимые выходные напряжения и цену, а потом на емкость и вес устройств.

Встроенный фонарь приятно удивил высокой яркостью свечения светодиода, с его помощью без проблем можно читать даже самый мелкий текст. Однако длительное использование устройства в качестве фонаря затруднено в связи с отсутствием фиксации кнопки его включения.

Внутренний аккумулятор MF1818 можно заряжать от солнечной энергии в любом положении переключателя режима работы (OFF/ON), благодаря чему возможна одновременная зарядка и встроенного аккумулятора и внешнего потребителя. В режиме заряда от внешнего адаптера питания (переключатель в положении OFF) передача энергии потребителю невозможна. Так что использовать AP MF1818 в качестве универсального переходника для прямой зарядки мобильных устройств от сети не получится.

Во время зарядки внутреннего аккумулятора с помощью адаптера светодиод Input мигает желтым цветом, по окончании заряда – горит постоянно. При заряде от солнечных панелей этот же светодиод мигает красным цветом, причем по яркости свечения можно судить о силе токе заряда. В этом случае по окончании заряда светодиод гаснет. Тестовое время заряда с помощью внешнего адаптера 110/220В заняло 5 часов 25 мин.

Во время отдачи энергии мигает красный светодиод Output, после полного разряда внутренней батареи индикация прекращается. Следует заметить, что происходит это абсолютно неожиданно, ни по яркости, ни по частоте мигания судить о запасе энергии внутреннего аккумулятора, к сожалению, нельзя. Этого недостатка лишена модель AP MF1828, оборудованная простеньким индикатором емкости внутренней батареи. В режиме заряда потребителя корпус AcmePower слегка, но все-таки ощутимо, нагревается в нижней части, со стороны дужек крепления под пояс. Это довольно тревожный сигнал, так как обычно на нагревание затрачивается значительное количество энергии.

В процессе тестирования AcmePower без каких-либо нареканий заряжал смартфон Nokia 6680, коммуникатор QTec S110, внешний модуль GPS GlobalSat BT-338, КПК Dell Axim X30.

Процесс зарядки коммуникатора QTec S110

Acme Power полностью отдавал свой заряд коммуникатору ровно за 1ч 15 мин, по программному индикатору уровня аккумулятора QTec S110 (1200мАч) он заряжался всего на 20% (при начальном уровне 40-50%). После чего зарядное устройство отключалось. Скорость заряда - 1% емкости за 3 мин 45с, измеренная сила тока около 200мА, напряжение 4,5В. Ток и напряжения в течение испытания оставались практически постоянными. Для сравнения при заряде коммуникатора по порту USB компьютера скорость равна 1% за 1мин 36 с.

Аналогичный опыт был проведен со смартфоном Nokia 6680 (аккумулятор 900мАч). Напряжение, ток и продолжительность отдачи заряда соответствуют первому опыту. Уровень заряда по внутреннему индикатору смартфона вырос с 29% до 71%, то есть на 42%. К сожалению, погрешность измерения в этом случае была велика, так как шаг индикации уровня заряда равен 14%.

Мягко говоря, процент реально переданной энергии, продемонстрированный MF1818, оказался весьма скромным. Видимо, причина в низком КПД преобразователя выходного напряжения. Был проведен беглый анализ его принципиальной схемы. Универсальность разъема 5В (и выход и вход устройства) сыграло с ним злую шутку – выходная цепь защищена от прохождения встречного тока с помощью обычного диода. Уже одно только его использование приводит к потере сразу около 20% КПД даже при идеальной схеме самого преобразователя. В данном случае назвать преобразователь идеальным нельзя (вспомним о потерях на нагрев). Кстати, выход 3,6В подключен напрямую к внутреннему аккумулятору, так что потери на преобразование при его использовании отсутствуют.

Попытка использовать универсальное зарядное устройство совместно с внешним накопителем USB 2.0 OTG DIGI-MATE (оборудованным винчестером Samsung MP0402Н) в качестве источника питания окончилась неудачей – встроенный жесткий диск не инициализировался. Измерение показало, что напряжение падало до 4В, хотя ток потребления и не превышал допустимые 500мА.

Устройство попало к нам в подарочной комплектации – «бесплатно» предоставлялся адаптер для зарядки аккумулятора цифрового фотоаппарата. В нашем случае это оказался адаптер для Sony NP-FT1.

Адаптер к AP MF1818/1828 для аккумулятора Sony NP-FT1/ NP-FR1

Он позволяет осуществить не только заряд, но и предварительный разряд аккумулятора цифрового фотоаппарата. Дополнительно можно приобрести адаптеры к более трем десяткам моделей фототехники, полный каталог можно посмотреть здесь.

Полевые испытания

Полевые испытания прошли в трехдневном походе в районе г. Бахчисарая (Украина, Крым). К сожалению, солнышко появилось из-за облаков только на третий день, день отъезда.

09.04.2007 Крым

В процессе похода коммуникатор QTec S110 с помощью AP MF1818 удалось зарядить дважды, первый раз на 20% за счет энергии, накопленной в домашних условиях (второй день похода), и второй на 5%, исключительно за счет полученной зарядным устройством энергии солнца (третий день похода). Дополнительно к этому MF1818 использовался как фонарик (два вечера, 10-15 мин суммарно).

На вопрос, оправдало ли устройство свои 140гр веса - ответить сложно, наверное, все-таки - да. По крайней мере, как фонарик.

Выводы

Универсальное зарядное устройство AP MF1818 вызывает двойственные чувства. С одной стороны, это действительно универсальность, малый вес и габаритные размеры, приятный дизайн, богатая комплектация, наличие внутреннего аккумулятора, яркий встроенный светодиодный фонарь. С другой – малая мощность солнечных панелей, малая емкость аккумуляторов и выходной ток. По большому счету, на эти минусы можно было закрыть глаза, если бы стоимость устройства была низкой, однако, увы, рекомендованная на сайте производителя цена составляет 90$ (на практике можно приобрести немного дешевле). По этой причине массовым устройство не станет, а будет, скорее, имиджевой штучкой. Затрудняемся сказать, в каких условиях его использование действительно оправдано – ведь в коротких путешествиях достаточно ограничиться дополнительным комплектом аккумуляторов (либо запастись комплектом аккумуляторов АА и соответствующим адаптером). А при длительных путешествиях, особенно группой, нужно подумать о чем-то более серьезном, чем солнечная батарея мощностью менее 1Вт. Наверное, чуть ли не единственный вариант, когда использование подобного устройства оправдано, – длительные одиночные маршруты, когда каждый грамм лишнего веса на счету, при условии очень малых потребностей в электрической энергии.

Но, с другой стороны, идея великолепна. Взять, например, тот же фонарик - днем накапливаем световою энергию, ночью ее используем. Да и сама идея получения электричества «из воздуха», будоражит умы человечества не один десяток лет. Наконец, настал черед практических воплощений. Надеемся, что в ближайшее время мы увидим новые устройства, обладающие бОльшим КПД, бОльшей мощностью, бОльшей емкостью при более демократичной цене и сопоставимом размере.

Достоинства:
- Наличие встроенного аккумулятора
- Богатая комплектация
- Компактные размеры и небольшой вес
- Стильный дизайн
- Наличие достаточно яркого встроенного фонарика
- Возможность получения энергии от солнечных панелей, адаптера электрической сети (110/220В), автомобильного прикуривателя
- Возможность заряда широкого спектра мобильной техники, включая фототехнику (с помощью дополнительных адаптеров)

Недостатки:
- Высокая стоимость
- Малая мощность солнечных панелей и встроенного аккумулятора
- Низкий процент передачи накопленной энергии
- Отсутствие индикации уровня накопленного заряда внутреннего аккумулятора