野外长期活动的好帮手---太阳能充电板测试


2014-08-21 21:59:28  中国钓鱼人网   来源:户外装备

  前些天买了个太阳能充电板,试验几天,有点心得,一起分享,欢迎斧正。(因为写得太多,图片也多,如果看到哪一段图片文字驴唇不对马嘴,请指出来,我修正)

  太阳能充电板是野外长期活动的好帮手,以前因为太阳能充电器的实用性不高,我一直倾向于大容量备用电池组,搞了一个28000毫安时的电池组,重量大约700克,虽然尽量减轻了结构重量,野外活动还是嫌太重,加上这么大容量锂电池组的危险性较高,野外环境是复杂的,比如背包内长时间日晒导致的高温、强烈碰撞、背包进水,都会导致自燃甚至爆炸,让人没法满意,只能当成权宜之计,心里一直没有忘记太阳能。

  我对野外用品的要求,第一是实用,第二是简洁,第三是轻巧,这是自己的长期感受,个人看法。

  户外用太阳能的实用性,主要是以国外产品brunton为代表,众所周知,brunton的太阳能充电器是专为野外活动而设计的。但是它的价格较贵,而且购买渠道很少,尤其像我这样小城镇生活的户外爱好者,简直没法见到它。(顺便说一下:我在淘宝网上找到一个卖家,brunton的6瓦充电器居然只要特价168块钱包邮,还保证是真货,我满怀激动看了看它店铺里的其他商品,当看到惠威D1080MKII音箱标价只有92元的时候,我绝望的离开了……)

  国内太阳能产品中,比较有代表性的,大概是爱国者动力舱I2911。据说IT168评测中心对它的看法是:概念是新颖的,太阳能是环保的,效率是需要忍受的。看来还是实用性差。本月初,从网上购买到一块太阳能充电板,做了些测试,效果比较满意,写出来大家分享,一起探讨实用、方便的太阳能之路,给我们的野外活动多点选择。


图1

  该充电板外形如图1,长36厘米,宽19.8厘米,厚度约0.1厘米,重量140克,简单轻巧;上面并排嵌有6块太阳能电池板,每块长17厘米,宽4厘米,受光面积68平方厘米,6块的面积共计408平方厘米,以400平方厘米计。

  这个光照面积在可随身携带的太阳能充电器里,算是比较大的,光照面积是太阳能充电器的基础,面积不够,功率就低,说啥也没用;面积大了才有实用性。

  前些天去四川木里徒步穿越时,有个同伴带了一块外形新颖的太阳能充电器,如手机大小,分三层,可以展开成三瓣,像朵花一样支撑着,小巧、新潮、漂亮,但是其光照面积统共不超过70厘米(粗略估计),其功率可想而知,3天下来,提供的电力很少,实用性不高。

  我之所以选择这款半成品的太阳能充电板,除了面积够大,主要是考虑到轻便和所能提供的电压。

  关于重量的考虑:

  太阳能充电器,通常都有保护外壳,以及内置蓄电池,这两样大大加重了充电器的体积、重量和复杂性。

  这款太阳能板的压膜比较结实,手感和外观都可靠,估计在野外使用没问题,不需要额外的保护和支撑,平时折叠装在塑料袋里,塞在背包内背板一侧,用时取出来,用扣带固定在头包上,平摊开使用即可,充电电池可以放在头包里,很方便。这样就避免了外壳的重量。

  我们长时间在野外,所用的电子设备通常都有备用电池,以防有电池意外损坏;比如我的相机有两块电池,GPS有三块电池。

  常见的太阳能充电器经常有内置蓄电池,这个功能和备用电池实际上重复了,可以去掉充电器的内置蓄电池,平时把备用电池用太阳能充满电,以备所需即可。

  这样做还可以提高电量利用率,因为太阳能转化为电力后,储存在内置蓄电池里,然后再充到所用电池里,这里面有一个电池对电池之间的电量损耗问题,从我以前购买的几款备用电源看,电池对电池之间的电量转移,损耗是很大的,估计在30%以上,有的时候甚至充满标称6000毫安时的电池组,只能放出3000毫安时左右的电量,其实际效果令人沮丧。也可能没有买到真正好的产品,但这个损耗我想怎么也不会低于30%。(个人看法,欢迎指正。毕竟能提高转化率对大家都是好事。)

  去掉充电板的外壳和内置蓄电池,就可以大大减少体积和重量。这款太阳能充电板的自身重量才140克。

  关于所提供的电压:

  从太阳能电池板直接充电给所用电池,需要考虑电压问题,这也正是选择这款充电板的重要原因。在野外通常需要4.2伏和8.4伏两种电压(笔记本电脑会用到18伏左右,但所需功率太大,非随身携带充电器所能负担,再说我也不会背着笔记本电脑上路——至少现在不会;所以,对于那些有福气在野外用到笔记本的朋友,我怀着嫉妒的心情不考虑这种情况)。

  这款充电板上面的六小块电池板,每小块板的性能参数如下:

  型号:1SC1
工作电压:2V(负载时电压为1.5伏左右,这是店家说的,实际使用看来差不多)
工作电流:0.35A
功率:0.8W(负载时功率为0.6瓦左右,这也是店家说的)
尺寸:50×190×1mm(实测工作面积为17×4厘米,这是我拿尺子量出来的)

  ◆标准测试条件下测试(STC):

  辐射:1000W/m2
1.5倍光谱
组件测试温度25℃

  ◆产品描述

  组件所用太阳能电池为不锈钢衬底、柔性、三结非晶硅薄膜电池
聚合物层压,不易破裂(无玻璃材料)
可以防潮,耐用
重量轻,抗撞击,便于使用和携带
使用环境温度:-40℃~+85℃

  6块电池板的正负极彼此独立,每块电池板的电压为2伏,负载电压大约1.5伏,三块电池板串联,正好是4.5伏,可以给3.7伏GPS锂电池充电;六块电池板串联,电压9伏左右,可以给7.4伏的相机电池充电;非常方便实用,只需要调换一下接线方式就可以,也可以做成两种插头,固定在充电板背面。

  这样做还可以避免调压电路(复杂就意味着不可靠)和转化率损耗,通常调压电路的转化率不会高于80%(这是针对常见的充电器而言,网上有些电池爱好者的个人产品,转化率听说会高一些,我不熟悉他们的具体数据,从拿到的产品来看,转化率也差不多)。

  Brunton太阳能充电器也是不带内置蓄电池的,但是它作为成品,只提供15伏电压,需要转换为4.2伏、8.4伏两种电压,才能给用户充电,这就要额外的电压转换装置,实际效率也要打个折扣,还增加了设备复杂程度。

  综上所述,如果从太阳能电池板直接充电到所用电池,就做到太阳能电池板和待充电电池直接面对面,不用考虑中间环节的电池和电路,至少相当于提高40%左右的实际功率,优势明显(个人看法,欢迎指正)。

  关于阳光强度:

  上述性能参数中,标准测试条件是个问题,因为实际光照效果不太可能达到1000瓦/平米,这个数据只是个参考标准,没多大实际意义。

  大气层外的太阳辐射强度为1370瓦/平米,即使完全无云的天空,仅仅大气的散射和反射,也会吸收25%的辐射,只剩下1030瓦/平米,再考虑到云层的吸收、反射,实际效果肯定小于1000瓦/平米。

  还有空气中颗粒物的影响也很大。我所在的地区是河南省中部,本市工业对空气清澈度有一点影响,基本上属于中原地区常见的那种地平线有点发灰的样子,大家可以对照自己所在地区的空气清澈度,对我所测出的数据适当加以增减。卖这款太阳能充电板的淘宝老板,他住在河北承德,他的测试结果就比我测试的数据高一些,看来承德是好地方——人家是皇上住的地方,我家乡这里早年是土匪窝——没法比。

  在我经常去的西部地区,条件要好得多,更适合太阳能产品使用,这也是为什么西藏的太阳能产品最先普及——人家是高原。听说在西藏阿里地区,因为光照强烈,甚至出现过太阳能电站的实际功率超过了标称参数的事。这块太阳能板未来使用的地区就是高原,所以现在的测试数据在实际使用时会大得多,这对我是个好消息。(头一回想到感谢高原烈日,除了折磨徒步者之外,也能有点其他用处。)

  说了这么多废话,是骡子是马拉出来溜溜,现在来演示一下这种充电方式的实际效果如何。

  测试前的准备:

  本来以为测试太阳能充电器很容易,以前都是放在阳台上整个白天晒太阳,不用操心。现在不同了,这款太阳能充电板的功率较大,充满一块锂电池不需要一整天;考虑到阳光强度的变化和我睡懒觉的习惯,我把一天分为中午和下午两部分,上午10点至下午1、2点,算是中午测试时间,这段时间的特点是阳光强烈,效率高,充电快;下午2点钟以后至傍晚,阳台处于楼房阴影下,阳光较弱,充电很少,算是下午测试时间。

  这样一来,一天只能测试一次中午、一次下午,加上天气不好的耽搁,前后鼓捣了好几天才搞出几组粗略的数据,后面会逐一介绍。

  这款充电板的接线方式,6块电池板分为两组,每组串联出4.5伏,两组之间可选择串联和并联,对应常用的3.7伏和7.4伏锂电池,充电板背面的具体接线如下。

 
(原标题:野外长期活动的好帮手---太阳能充电板测试 )


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