Туристические походы требуют серьезной подготовки. Наряду с амуницией и инвентарём современный турист оснащён множеством электронных устройств, потребляющих электроэнергию. В походе не обойтись без связи, навигатора GPS. Берут в походы и фонари, радиоприёмники, плейеры, фото — и видеотехнику и даже ноутбуки. Аккумуляторы всех этих гаджетов без подзарядки долго не живут, а электророзетку в горах, в тундре или в лесу не отыскать.
Самодеятельные туристы всегда отличались изобретательностью. И по вопросам электроснабжения в походе сегодня у них есть вполне реализуемые способы для выработки электричества —использование солнечной или тепловой энергии.
Солнечные батареи известны давно. Однако в походах использовать почти не транспортабельные, боящиеся ударов панели из кристаллического кремния до создания батарей на основе аморфного кремния было неудобно. Сегодня же хрупкая панель переродилась в гибкий пластмассовый лист, который легко свернуть е рулон или упаковать в виде раскладной книжки. Такой преобразователь солнечной энергии во время дневного перехода можно разместить на рюкзаке и на ходу подзарядить подсевшие аккумуляторы. Более того, эти новые преобразователи энергии солнца в электричество долговечны, влагостойкие и в зависимости от производственной технологии обладают избирательностью в разных частях спектра солнечного излучения. Для горной местности с избытком ультрафиолета и для жаркой пустыни можно использовать соответствующую батарею с наибольшим КПД.
Промышленность предлагает довольно широкий ассортимент солнечных батарей, но, учитывая условия турпохода, необходим жёсткий отбор этих изделий, Прежде всего наша «электростанция» должна обеспечивать зарядку имеющихся в группе электронных приборов. К сожалению таких универсальных устройств совсем немного. Их конструирование связано с определёнными трудностями.
Походная «электророзетка»
Элементы, входящие в комплект походного солнечного преобразователя, должны быть сопряжены между собой по всем параметрам вырабатываемой и потребляемой электроэнергии. Это значит, что солнечная батарея совместно с электронным блоком должна обеспечивать зарядку аккумуляторов и устройств с различными напряжениями питания. Требования к преобразователю напряжения высоки, поскольку ограниченное количество энергии поставляемой солнечной батареей, не должно теряться впустую при необходимых преобразованиях.
Реально мы можем получать на выходе разных панелей напряжение от 5 до 20 В и снимать мощность от 3 до 20 Вт. Их нормальная эксплуатация возможна при подключении к накопителю через схему, обеспечивающую правильный режим зарядки имеющегося в его составе буферного аккумулятора. Возможны два режима зарядки: повышением напряжения или путём ограничения зарядного тока. В качестве накопителя используют аккумуляторы, включённые последовательно или параллельно.
Отдать электричество потребителям, требующим разного напряжения для зарядки непосредственно от аккумуляторов накопителя, тоже не удастся. Требуется выходной понижающий либо повышающий стабилизатор напряжения. Таким образом, структурная схема согласования электрических параметров солнечных батарей с различными потребителями приобретает вид.
Практическая реализация подобных достаточно универсальных накопителей предложена москвичом Николаем Носовым. Его «Проглот» и «Вампирчик» прошли суровые испытания в Заполярье, в горах и при речных сплавах. Они очень удобны и в рюкзаке занимают мало места, а монтаж их компактен и надёжен. Эти устройства по функциональному назначению и характеристикам очень похожи. Но есть и разница, которая заключается в том, что у первого на входе напряжение повышается, а у второго —только ограничитель тока, Следовательно, для питания видеокамер, потребляющих ток более 1 А при напряжениях 8,4-9 В, нужно использовать «Проглот», а при потребных напряжениях от 9 до 15 В при относительно меньших токах лучше использовать «Вампирчик».
Эти устройства могут выполнять свои функции не только в сопряжении с солнечными батареями. Например, «Вампирчик» назван именно так потому, что он может «взять» от любого источника весь запас содержащейся в ней энергии до полного её разряда. Вряд ли есть смысл в журнальной статье приводить принципиальную схему этих накопителей. Схемы подобных устройств вы найдёте в интернете, а тот, кто не умеет пользоваться паяльником, может купить готовое устройство.
Первичным источником электрической энергии в походе могут быть не только сухие батарейки, лёгкий герметичный аккумулятор достаточной ёмкости или солнечные батареи. Туристы используют ветряки, солевые растворы, течение реки и многое другое.
Походная «электророзетка»
Турист — любитель из Москвы Андрей Ходкин в своём походном арсенале имеет целый парк источников электричества, способных питать преобразователь — накопитель. Среди них самодельные.
1. Кружка со встроенным в дно элементом Пельтье. Достаточно в неё налить воды и поставить на горелку.
2. Костровый термоэлектрический элемент.
3. Автономный термоэлектрогенератор Пелтье с газовой горелкой.
Есть и покупной с модулем солнечной батареи. Все источники оснащены стандартным разъёмом, надёжно соединяющим их с преобразователем.
Самодельный преобразователь на 2 — х микросхемах МАХ756 выдаёт в разъем USB напряжение +5 В, что позволяет заряжать GPS, КПК и другие гаджеты с USB разъёмами. Кружка —это первая версия термогенератора и описывать мы её не будем, но посмотреть на неё можно на фото 8, где она сфотографирована с преобразователем и солнечной батареей.
Костровый термоэлектрический элемент представляет собой модуль Пельтье, заключённый в радиаторы с горизонтальными рёбрами со стороны костра и вертикальными —со стороны, обращенной от костра, Причём «горячий» радиатор имеет большую площадь и этим экранирует от теплового излучения «холодный». Более того, с боков у него есть вертикальное оребрение, посредством которого исключается перегрев термоэлемента. Конвективный отвод тепла радиатора с вертикальным оребрением в 1,5 раза выше, чем с «горячего»,
У костра устройство устанавливают на металлический штырь. Оно замечательно работает вне зависимости от того, насколько жарко горит костёр.
Полугодовая эксплуатация подтвердила надёжность конструкции. Сам элемент, радиаторы и провода выглядят как новые.
Автономный термоэлектрогенератор Пельтье —это мобильная цельная конструкция, смонтированная в алюминиевом корпусе. В нём расположены два посаженных на термопасту термоэлемента. На них на термопасте же уложены игольчатые радиаторы. Газовая горелка с пьезоподжигом. Весь этот блок накрыт кожухом с трубками подвода и выброса горячего воздуха. На фото 14 показан блок термоэлементов в сборе. Горелка вводится в корпус через отверстие в торце корпуса.
Для тех, кто возьмётся самостоятельно изготовить эту конструкцию, нужно знать, что капризная китайская газовая горелка с пьезоподжигом в замкнутом объёме может дать сбой. Это приводит к вспышке — взрыву. При наладке системы нужно быть осторожным, поскольку наладить режим устойчивого горения газа внутри корпуса оказалось не просто. Всё зависит от формы камеры сгорания и беспрепятственной подачи в неё воздуха.
Опытная эксплуатация электрогенератора подтвердила его работоспособность. Расход газа оказался около 10 г/ч. Вес его с газовой горелкой и шлангом —650 г. Пользоваться им очень просто: вынес генератор на свежий воздух, открыл газовый вентиль, щёлкнул поджигом и электричество потекло по проводам к накопителю.
Гибкая панель солнечной батареи из аморфного кремния.
Батарею можно свернуть в рулон или сложить в несколько раз.
Для удобной перевозки текстильную подложку вместе с панелями складывают в виде сумки.
Внешний вид накопителей «Проглот» и «Вампирчик» практически одинаков, различаются они лишь расположением и количеством разъемов, а также весом; первый весит 250 г, второй —200 г.
Один из вариантов исполнения переносной «электростанции» для зарядки мобильных гаджетов.
Размеры накопителей Носова таковы, что много места в рюкзаке они не займут.
Преобразователь Ходкина без корпуса.
Первая модель кружки — термогенератора, преобразователя и модуль промышленной солнечной батареи.
Походная «электророзетка»
Самодельный костровый термоэлектрический элемент Пельтье портативен и безотказен в работе.
«Холодная» сторона термогенератора имеет вертикальное оребрение.
Внутри корпуса термогенератора, работающего на газе, размещены два элемента, посаженных для лучшего охлаждения на термопасту.
С «горячей» стороны установлены игольчатые радиаторы, передающие термоэлементам тепло нагретого газовой горелкой воздуха.
Кожух нагревателя с воздушными патрубками.
Автономный термогенератор в штатной конфигурации. Для наглядности с патрубка подачи горячего воздуха в кожух термоэлементов снята конусообразная насадка.
Достаточно включить подачу газа и щёлкнуть кнопкой пьезоподжига, чтобы генератор заработал. О наличии напряжения на входе накопителя свидетельствует горящий светодиод.
источник
Самодеятельные туристы всегда отличались изобретательностью. И по вопросам электроснабжения в походе сегодня у них есть вполне реализуемые способы для выработки электричества —использование солнечной или тепловой энергии.
Солнечные батареи известны давно. Однако в походах использовать почти не транспортабельные, боящиеся ударов панели из кристаллического кремния до создания батарей на основе аморфного кремния было неудобно. Сегодня же хрупкая панель переродилась в гибкий пластмассовый лист, который легко свернуть е рулон или упаковать в виде раскладной книжки. Такой преобразователь солнечной энергии во время дневного перехода можно разместить на рюкзаке и на ходу подзарядить подсевшие аккумуляторы. Более того, эти новые преобразователи энергии солнца в электричество долговечны, влагостойкие и в зависимости от производственной технологии обладают избирательностью в разных частях спектра солнечного излучения. Для горной местности с избытком ультрафиолета и для жаркой пустыни можно использовать соответствующую батарею с наибольшим КПД.
Промышленность предлагает довольно широкий ассортимент солнечных батарей, но, учитывая условия турпохода, необходим жёсткий отбор этих изделий, Прежде всего наша «электростанция» должна обеспечивать зарядку имеющихся в группе электронных приборов. К сожалению таких универсальных устройств совсем немного. Их конструирование связано с определёнными трудностями.
Походная «электророзетка»
Элементы, входящие в комплект походного солнечного преобразователя, должны быть сопряжены между собой по всем параметрам вырабатываемой и потребляемой электроэнергии. Это значит, что солнечная батарея совместно с электронным блоком должна обеспечивать зарядку аккумуляторов и устройств с различными напряжениями питания. Требования к преобразователю напряжения высоки, поскольку ограниченное количество энергии поставляемой солнечной батареей, не должно теряться впустую при необходимых преобразованиях.
Реально мы можем получать на выходе разных панелей напряжение от 5 до 20 В и снимать мощность от 3 до 20 Вт. Их нормальная эксплуатация возможна при подключении к накопителю через схему, обеспечивающую правильный режим зарядки имеющегося в его составе буферного аккумулятора. Возможны два режима зарядки: повышением напряжения или путём ограничения зарядного тока. В качестве накопителя используют аккумуляторы, включённые последовательно или параллельно.
Отдать электричество потребителям, требующим разного напряжения для зарядки непосредственно от аккумуляторов накопителя, тоже не удастся. Требуется выходной понижающий либо повышающий стабилизатор напряжения. Таким образом, структурная схема согласования электрических параметров солнечных батарей с различными потребителями приобретает вид.
Практическая реализация подобных достаточно универсальных накопителей предложена москвичом Николаем Носовым. Его «Проглот» и «Вампирчик» прошли суровые испытания в Заполярье, в горах и при речных сплавах. Они очень удобны и в рюкзаке занимают мало места, а монтаж их компактен и надёжен. Эти устройства по функциональному назначению и характеристикам очень похожи. Но есть и разница, которая заключается в том, что у первого на входе напряжение повышается, а у второго —только ограничитель тока, Следовательно, для питания видеокамер, потребляющих ток более 1 А при напряжениях 8,4-9 В, нужно использовать «Проглот», а при потребных напряжениях от 9 до 15 В при относительно меньших токах лучше использовать «Вампирчик».
Эти устройства могут выполнять свои функции не только в сопряжении с солнечными батареями. Например, «Вампирчик» назван именно так потому, что он может «взять» от любого источника весь запас содержащейся в ней энергии до полного её разряда. Вряд ли есть смысл в журнальной статье приводить принципиальную схему этих накопителей. Схемы подобных устройств вы найдёте в интернете, а тот, кто не умеет пользоваться паяльником, может купить готовое устройство.
Первичным источником электрической энергии в походе могут быть не только сухие батарейки, лёгкий герметичный аккумулятор достаточной ёмкости или солнечные батареи. Туристы используют ветряки, солевые растворы, течение реки и многое другое.
Походная «электророзетка»
Турист — любитель из Москвы Андрей Ходкин в своём походном арсенале имеет целый парк источников электричества, способных питать преобразователь — накопитель. Среди них самодельные.
1. Кружка со встроенным в дно элементом Пельтье. Достаточно в неё налить воды и поставить на горелку.
2. Костровый термоэлектрический элемент.
3. Автономный термоэлектрогенератор Пелтье с газовой горелкой.
Есть и покупной с модулем солнечной батареи. Все источники оснащены стандартным разъёмом, надёжно соединяющим их с преобразователем.
Самодельный преобразователь на 2 — х микросхемах МАХ756 выдаёт в разъем USB напряжение +5 В, что позволяет заряжать GPS, КПК и другие гаджеты с USB разъёмами. Кружка —это первая версия термогенератора и описывать мы её не будем, но посмотреть на неё можно на фото 8, где она сфотографирована с преобразователем и солнечной батареей.
Костровый термоэлектрический элемент представляет собой модуль Пельтье, заключённый в радиаторы с горизонтальными рёбрами со стороны костра и вертикальными —со стороны, обращенной от костра, Причём «горячий» радиатор имеет большую площадь и этим экранирует от теплового излучения «холодный». Более того, с боков у него есть вертикальное оребрение, посредством которого исключается перегрев термоэлемента. Конвективный отвод тепла радиатора с вертикальным оребрением в 1,5 раза выше, чем с «горячего»,
У костра устройство устанавливают на металлический штырь. Оно замечательно работает вне зависимости от того, насколько жарко горит костёр.
Полугодовая эксплуатация подтвердила надёжность конструкции. Сам элемент, радиаторы и провода выглядят как новые.
Автономный термоэлектрогенератор Пельтье —это мобильная цельная конструкция, смонтированная в алюминиевом корпусе. В нём расположены два посаженных на термопасту термоэлемента. На них на термопасте же уложены игольчатые радиаторы. Газовая горелка с пьезоподжигом. Весь этот блок накрыт кожухом с трубками подвода и выброса горячего воздуха. На фото 14 показан блок термоэлементов в сборе. Горелка вводится в корпус через отверстие в торце корпуса.
Для тех, кто возьмётся самостоятельно изготовить эту конструкцию, нужно знать, что капризная китайская газовая горелка с пьезоподжигом в замкнутом объёме может дать сбой. Это приводит к вспышке — взрыву. При наладке системы нужно быть осторожным, поскольку наладить режим устойчивого горения газа внутри корпуса оказалось не просто. Всё зависит от формы камеры сгорания и беспрепятственной подачи в неё воздуха.
Опытная эксплуатация электрогенератора подтвердила его работоспособность. Расход газа оказался около 10 г/ч. Вес его с газовой горелкой и шлангом —650 г. Пользоваться им очень просто: вынес генератор на свежий воздух, открыл газовый вентиль, щёлкнул поджигом и электричество потекло по проводам к накопителю.
Гибкая панель солнечной батареи из аморфного кремния.
Батарею можно свернуть в рулон или сложить в несколько раз.
Для удобной перевозки текстильную подложку вместе с панелями складывают в виде сумки.
Внешний вид накопителей «Проглот» и «Вампирчик» практически одинаков, различаются они лишь расположением и количеством разъемов, а также весом; первый весит 250 г, второй —200 г.
Один из вариантов исполнения переносной «электростанции» для зарядки мобильных гаджетов.
Размеры накопителей Носова таковы, что много места в рюкзаке они не займут.
Преобразователь Ходкина без корпуса.
Первая модель кружки — термогенератора, преобразователя и модуль промышленной солнечной батареи.
Походная «электророзетка»
Самодельный костровый термоэлектрический элемент Пельтье портативен и безотказен в работе.
«Холодная» сторона термогенератора имеет вертикальное оребрение.
Внутри корпуса термогенератора, работающего на газе, размещены два элемента, посаженных для лучшего охлаждения на термопасту.
С «горячей» стороны установлены игольчатые радиаторы, передающие термоэлементам тепло нагретого газовой горелкой воздуха.
Кожух нагревателя с воздушными патрубками.
Автономный термогенератор в штатной конфигурации. Для наглядности с патрубка подачи горячего воздуха в кожух термоэлементов снята конусообразная насадка.
Достаточно включить подачу газа и щёлкнуть кнопкой пьезоподжига, чтобы генератор заработал. О наличии напряжения на входе накопителя свидетельствует горящий светодиод.
источник
Комментариев нет:
Отправить комментарий