В течение трех лет мне пришлось жить в загородном доме без централизованного электроснабжения и за это время удалось наладить автономную энергетическую систему , которая позволяет жить и работать семье в любое время года.

В современной жизни многие стремятся построить загородные дома и по возможности проводить там больше времени. При этом энергетика пригородов развивается слабо, оборудование в сильно изношенном состоянии, провода воруют, отключения на неопределенный срок (как правило тогда, кода больше всего нужно) стали привычным явлением.

Прогноз развития ситуации скорее всего пессимистический — ситуация будет только ухудшаться, а электроэнергия дорожать…

Тем, кто не хочет ждать «у моря погоды» , обращен этот материал и надежда найти единомышленников. Вот некоторые соображения и описание достигнутого.

Задача автономного электроснабжения может решаться двумя принципиально разными способами:

• установка постоянно (когда это необходимо) работающей , которая обеспечивает все потребности в электричестве;
• создание комплексной системы электропитания , которая может в себя включать и электростанцию, но работающую только тогда, когда нужна большая мощность или другие источники энергии исчерпаны.

Первый способ обладает тем преимуществом, что позволяет не решать множество задач и дает возможность пользоваться стандартными техническими решениями, но имеет несколько противопоказаний:

• необходима электростанция, имеющая большой моторесурс, малый расход топлива, предназначенная для круглосуточной эксплуатации в необслуживаемом режиме, не создающая радио помех, шума и вибраций, а следовательно дорогая (правда некоторые из этих проблем можно свести на нет своими силами);
• необходимо хранилище топлива и при том пожаробезопасное;
• для установки электростанции нужно специальное помещение, позволяющее отчасти скрыть недостатки доступных электростанций т.е. имеющее хороший фундамент, толстые стены, вытяжную вентиляцию, уходящую в небо выхлопную трубу;
• для устранения неприятных запахов желательно установить достаточно высокую выхлопную трубу, но у нее при эксплуатации в зимнее время возникнет проблема, состоящая в том, что большая часть трубы не будет прогреваться выше точки росы и как следствие после остановки электростанции собравшая в трубе вода будет замерзать и закрывать трубу.

Эту проблему можно решить, установив у нижней точки трубы сливной кран с которого спускать конденсат перед выключением электростанции или (и) обеспечив теплоизоляцию всей трубы.

Снизить расходы на топливо можно переведя электростанцию с жидкого топлива на газообразное, что одновременно снизит токсичность выхлопных газов, но этот способ применим только для четырехтактных двигателей.

Все перечисленные соображения были использованы при установке электростанции АБ -4, которая во многом уступает импортным, но имеет и крупные преимущества: дешевизна, нетребовательность к условиям эксплуатации, большой моторесурс, доступные запчасти — в её основе используется двигатель (вернее его 1/2 часть) от 30 — сильного «Запорожца». На АБ -4 легко монтируется автомобильный стартер и АКБ, в результате чего получается удобная электростанция, которую может завести и ребенок. АБ -4 была установлена в пристройке к гаражу и часть охлаждающего потока воздуха (у неё воздушное охлаждение) в зимнее время подается в гараж. Выхлопная труба 3/4″ соединена с электростанцией отрезком гофрированной трубы из нержавейки, а перед трубой на стене помещения смонтирован автомобильный глушитель. В качестве топлива используется газ пропан в баллонах по 50 л. Мощности АБ -4 вполне достаточно для работы любых электроинструментов, включая электросварку. Но используется она не постоянно т.к. при всех ухищрениях уровень шума все -же заметен в особенности вечером летом, а зимой, когда окна и двери закрыты в доме ничего не слышно. Кроме того на самом деле постоянно такая мощность не нужна, а использование электростанции практически на холостом ходу очень непрактично — износ все равно идет и кпд стремится к нулю.

Поэтому мной был реализован более сложный вариант, соответствующий второму способу.

Для начала были подвергнуты сомнению некоторые сложившиеся стереотипы:

1. Ток должен быть переменным . Это утверждение навязано производителями электрооборудования во времена, когда единственным способом изменить напряжение был использование трансформатора. Сейчас, когда большинство устройств имеет бестрансформаторные блоки питания — им все равно постоянным током их питают или переменным. Простейший способ проверить годится ли Ваше устройство на питание постоянным током — убедиться в наличии автовольтажа или спросить у специалиста. Естественно, для постоянного тока прекрасно подходят все лампы накаливания, электронагревательные приборы и устройства с коллекторными двигателями. Внимательно ознакомившись с имеющейся бытовой техникой, вы убедитесь, что проблемы возникают только с асинхронными двигателями, лампами дневного света, телевизорами (в части системы размагничивания кинескопа) и холодильниками. Все эти проблемы преодолимы. И поэтому, у себя в доме я проложил две электросети: постоянного и переменного тока. Обе напряжением 220 вольт. В результате чего все освещение и те устройства, которые удалось приспособить для постоянного тока, подключены к первой, а остальные — ко второй и работают только при наличии переменного напряжения, т.е. когда работает электростанция. Такая схема позволила использовать для запасания электроэнергии аккумуляторные батареи 12В емкостью 7 А*ч из числа применяемых в устройствах гарантированного электропитания компьютеров. Их установлено два комплекта по 17 шт. АКБ данного типа являются необслуживаемыми, герметичными, не боящимися полного разряда и замерзания. Они развивают ток до 30 ампер, что при 220 вольтах дает весьма солидную мощность. Запасенной в них электроэнергии мне хватает при разумной экономии на пару суток. Но все же я предпочитаю раз в сутки заводить электростанцию на два-три часа и подзаряжать АКБ. Одновременно можно выполнять множество работ для которых нужен переменный ток.
2. Второе заблуждение , что холодильник должен быть обязательно электрическим. На самом деле, в СССР даже серийно выпускались холодильники, питающиеся бытовым газом — пропаном. На их основе делались и электрические холодильники абсорбционного типа: «Морозко», «Иней», «Ладога» и т.д. Вся разница состояла в том, что вместо миниатюрной горелки устанавливался электронагреватель. Если взять такой холодильник, вынуть из него нагревательный элемент, поставить запальник от водогрея и вытяжную трубу вывести через отверстие, где установлен переключатель режимов, то получится отличный газовый холодильник, расходующий около одного 50 л баллона пропана на два месяца непрерывной работы. Естественно, нужно вытяжную трубу вывести на улицу и соблюдать другие меры противопожарной безопасности.
3. Третье заблуждение : использование преобразователей постоянного напряжения в переменное — инверторов для питания всей сети переменным током приносит больше проблем, чем удовольствия. Это связано с тем, что выпускаемые сейчас инверторы выполнены, как правило с повышением напряжения с 12/24 вольт до 220В. Следовательно, запасать энергию придется в автомобильных АКБ со всеми их недостатками (Прим. solarhome: здесь автор не совсем прав — совсем не обязательно применять автомобильные АБ) . Такие инверторы на достаточную мощность крайне дороги и не выносят работы на произвольную нагрузку (например холодильник)(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне) , кроме того, что бы не писали в рекламных проспектах на их выходе не синусоидальное напряжение, а прямоугольные импульсы, к которым многие электромоторы относятся очень плохо.(Прим. solarhome: тоже спорное утверждение — сейчас есть инверторы для любых целей в очень широком ценовом диапазоне, а несинусоидальные инверторы постепенно уходят в прошлое) . И само главное — в условиях сельской местности в зоне неуверенного телевизионного приема даже незначительный уровень помех, создаваемый инвертором, лишает Вас возможности смотреть телевизор (и всех ваших соседей). Поэтому мне пришлось отказаться от использования инверторов везде, где это возможно и если иначе никак — то устанавливать самодельные бестрансформаторные инверторы 220 — 220, работающие на одну конкретную нагрузку, а не на всю сеть. Они получаются недорогие и не создающие помех.
4. Система размагничивания кинескопа в современных телевизорах и мониторах компьютеров ежедневно не нужна. Эти приборы, как и сами компьютеры, прекрасно работают от постоянного тока, а петлю размагничивания надо отключить, поставив дополнительные тумблер. Его можно включать, когда телевизор питается переменным током и выключать при постоянном (Прим. solarhome: видимо, эта проблема тоже практически в прошлом, так как телевизоры и мониторы на кинескопах практически уже не применяются — их заменили жидкокристаллические мониторы, также питающиеся постоянным напряжением) .

Чтобы получить окончательное представление о созданной системе её надо дополнить и солнечной батареей . Правда, эти части в большей степени требуют доработки, но свою функцию все же выполняют.

Ветрогенератор заряжает АКБ круглосуточно (когда есть ветер), так что к выходным АКБ полностью заряжена. Ветрогенератор изготовлен полностью самостоятельно т. к. все, что предлагается промышленностью, несет в себе стремление к гигантизму и плохо приспособлено к жизни (Прим.: сейчас это не так — можно найти недорогие и качественные китайского производства, которые гораздо эффективнее изготовленного автором статьи карусельного ветряка) . Поэтому ветроколесо выполнено карусельного типа из стеклопласта на эпоксидной смоле и размеры его невелики — 1*1,5 м. Такое колесо по силам изготовить и установить любому технически подготовленному человеку. Оно не создает переотражений радиосигналов и шума. Место установки — конек крыши — наименее доступно для посторонних и наиболее доступно для ветра. В перспективе колес будет несколько, стоящих рядом. Малые размеры колеса определяют его невысокую мощность, но и малую ветровую нагрузку на стропила и отсутствие вибраций. Конечно снимаемая с колеса мощность невелика — в среднем около 30 Вт, но это в среднем — мощность зависит от куба скорости ветра. В два раза больше скорость ветра — в восемь раз больше мощность. И не надо забывать, что генератор используется не для питания, а только для зарядки АКБ. В качестве генератора используется переделанный генератор автомобиля у которого вместо обмотки возбуждения установлены постоянные магниты, а статорная обмотка перемотана тонким проводом. Это дает возможность получать приемлемый КПД, т.к. не расходуется весьма значительная мощность на возбуждение. Получаемое сильно меняющееся от скорости ветра напряжение выпрямляется и преобразуется к напряжению 220 вольт. Ветроколесо соединено с генератором повышающим редуктором 1:5 и это большой недостаток. Хотелось бы переделать генератор, установив в нем более мощные «редкоземельные» магниты и желательно увеличив число полюсов, тогда можно получить более высокий КПД и эффективную работу при очень малых ветрах без редуктора. (прим. сайт — вместо турбины карусельного типа лучше использовать турбину типа Савониус, или пропеллерную — в последнем случае можно спокойно обойтись без редуктора и существенно повысить эффективность использования энергии ветра — практически в 2 раза)

Солнечная батарея может хорошо дополнять ветряк для тех же целей, но с ней все те же проблемы: то что предлагают очень дорого и имеет низкое напряжение. Эксперименты с 12 вольтовой маломощной батареей показали, что при безоблачном небе можно рассчитывать на на 12 вольт 0,1 ампера, что вполне достаточно, если установить 20 шт. таких батарей, но где их взять по разумной с точки зрения покупателя цене? (прим. solarhome — с момента написания статьи ситуация в корне изменилась — можно найти любые СБ по приемлемой цене)

Изложенные соображения и результаты экспериментов показывают, что с теми или иными сложностями задача решается даже в кустарных условиях, надо только оторваться от традиционных представлений. Конечно, это не серийные образцы, но работу свою выполняют уже не один год.

В заключение хочу напомнить, что по мнению большого числа независимых экспертов и моему тоже, ситуация в энергетике будет постоянно усложняться и доля автономии никому не вредила.

Продолжить чтение

Толстые или тонкие?

Многие Хроны берут в поход устройства, требующие автономного питания – GPS , КПК, рации, фотоаппараты, плееры. Но как «пропитать» свое устройство, если у него аккумулятор, а не батарейки?

помнят, что живет в Москве умелец, который за небольшую плату делает зарядное устройство, позволяющее от двух батареек по полтора вольта получать 5-6 вольт (в моем случае было необходимо 5,2) и 300-400 mA . Немного развернем эту тему.

Напомню, два «пальчика» АА дают 100% зарядку аккумлятора КПК Sony Clie UX -50 примерно за 5 часов. В походе этого лета я четырежды подзаряжала наладонник, используя его для р навигации, чтения отчетов и набивки дневника. Использование КПК в домашних условиях отличается от походных. В дождь и холод неоднократное пользование девайса может «посадить» литий в три раза быстрее ожидаемого.

Подзарядка Сони осуществлялась ночью, чтобы к утру прибор был готов. Постоянное вытаскивание из тщательно упакованной гермы где-нибудь со дна лодки пары новых батареек, вопросы утилизации старых и подготовка устройства к работе несколько меня притомили, и я решила потестить заряд от толстых «батарей» (тип D ), благо «гнездо» для них было выдано мне в нагрузку.

Итак, куплена пара жирных «Енергайзеров», и успешно проведен тест. «Толстые» по всем параметрам побили формат АА. Правда, отмечу, что заряд производился в помещении при температуре 23 градуса.

Быстрое «сжигание» заряда обеспечивалось непрерывным просмотром видео с Memory Stick . После 1 часа 20 минут КПК начинал злобно ругаться, что у него осталось 11-12% и пора бы уже… «Пустым» же у Сони считается аккумулятор, заряженный на 8-9%. Я «доводила» его до этого состояния просмотром слайдшоу.

Двух «толстых» хватило на 7 зарядов КПК. Первые три цикла заняли 3,5 часа, следующие три от 5 до 10 часов. Последний (седьмой) заряд допинал аккумулятор до 60%.

Окончание заряда хорошо видно по состоянию диода на устройстве зарядки – оно становится ярче, когда коробчонка лишается потребительской нагрузки. Теперь быстренько подсчитаем: две не самые крутые батарейки D стоят 100-120 руб, 14 «пальчиков» - 280 руб. Питаться от «толстых» мало того, что выгоднее, так еще и удобнее – такое устройство можно еще дома закатать изолентой в относительно герметичный куб вместе с кредлом для КПК, и в нужный момент просто вставлять туда наладонник, не заморачиваясь сменой батареек и утилизацией, подключением проводов и т.п. Если подзаряжать таким образом КПК раз в два дня, то их однозначно должно хватить на двухнедельный поход.

Итого: примитивное на вид, но отлично работающее с ион-литием устройство. Связаться с разработчиком и заказать нужную вам версию можно здесь http://starostin.palmclub.ru/ Стоило оно в 2004 году 350 рэ.Но хочу сразу предупредить, что Дмитрий не горит желанием особо модернизировать свою продукцию под все желания заказчика; а желаний много, посему поищем еще…

«Вампирчик» - за и против

В Москве есть неофициальная контора в лице одного энтузиаста (назовем ее «Вампирчик-Сан», далее «В-С»), которая предлагает несколько более модифицированное устройство. Большой спектр выходных напряжений (от 5 до 14 вольт), плавная регулировка напряжения (напомню, что в предыдущем устройстве есть только «ручной» переключатель 5/5,5/6 вольт), стабилизированный ток и нпряжение, универсальные клеммы, два диода состояния источников, один - зарядки. Стоимость – 600 рэ.

Зарядники: от Старостина и «Вампирчик-1»

Я хотела прикинуть, сможет ли работать от этого преобразователя напряжения радиостанция, потребляющая 10-12 вольт, ведь ей необходимо от 550 до 1000 мА в случае внешнего питания, для работы с портативной или базовой антеннами. «В-С» по моей просьбе соc тавил таблицу зависимостей тока от входного и выходного напряжений «Вампирчика», при входном токе ~2.5 ампер.

Хочу обратить ваше внимание, что это максимальные токи ; рабочие, как правило, меньше. С входным напряжением тоже не все просто. Например, если засунуть в гнездо «Вампирчика» две батарейки «АА», то это не значит, что под рабочей нагрузкой будет 3 вольта. Практически, напряжение на источниках питания «просядет» до ~2,5 вольта. А это значит, что при 10, к примеру, выходных вольтах, мы не получим вожделенные 1100 мА, и даже 900! В результате видно, что от двух батареек невозможно питать, к примеру, «Беркут» (такой опыт, кстати, произвелся и подтвердил теорию… J ). От двух батареек не сработает так же ни одна забугорная Си-Би рация, у которой потребление в режиме передачи даже выше, чем у наших «птичек».

Зато «АА»-тандем легко может питать мелкие рации 433 диапазона – типа Vector VT -43. Просто им это не нужно, наверное, небольшое количество батареек проще засунуть прямо в рацию. Но все-таки наглядно видно, что «вампирчик» может работать с широким спектром мелких устройств.

Мини-тесты, проведенные в квартирных условиях, показали, что рации «Беркут», рассчитанные на внешнее питание, _принципиально_ работают от «вампира» и двух батареек в нем. Более того, при этом от преобразователя напряжения не было никаких радиопомех, даже на расстоянии 50 см. В отзывах на форуме «В-С» прошла информация, что при работе преобразователя на рацию идут помехи; «...сильные радиопомехи от работающего "вампирчика". Подзаряжать аккумулятор и одновременно работать с рацией невозможно. Помеха мешает даже на расстоянии 20 метров от преобразователя…» Правда, какая модель использовалась, уточнить не удалось. Не знаю, может, дело в рациях. Были предприняты всяческие попытки услышать такую помеху, но безрезультатно. Были протестированны обе версии «вампирчиков»:

Вампирчик-1 в сравнении с рациями «Беркут»

Из радиостанций «принципиальный» тест прошли:

Рация Б601м2. Работает с прерыванием сигнала раз в секунду. В теории, данная модель не рассчитана на работу с внешним питанием, но проверить все равно было интересно

Рация Б601м2Т (новая модель). Работает от внешнего источника нормально, выставляла 10 вольт.

Рации Б803 и Б803А. Работают без проблем от 11-12-13 вольт, громо, четко, без помех. Хотя раняя модель Б803А не рассчитана на внешнее питание! (однако все поздние, по словам производителя, будут работать - с весны 2006 года)

Это все здорово, однако тестовое расстояние = 10 метров… Возможность заставить работать на полную катушку «Беркут» будет, начиная от 4,5-5 входных реальных вольт (например, 4 батарейки «АА»). Но, во-первых, для них надо еще одно специальное гнездо, а во-вторых, где четыре, там и пять… а пять батареек уже можно засунуть напрямую в Б601. Немного некузявый расклад.

В общем, вопрос необходимости связки «батарйеки – вампирчик - радиостанция» весьма шаткий. А вот попробовать запитать свой КПК от «вампирчика» - это реально полезное дело!

Зарядка КПК от «Вампирчика»

с Вампирчиком-1 с Вампирчиком-2

Для тестов пришлось сделать переходник «КПК- крокодилы», а на «Вампире» уже есть штатный провод с «крокодилами». Итого соединений минимально, и без сложностей.

Надо сказать, что я провела много опытов по зарядке компьютера – в тестах участвовали первая версия «Вампирчика», две вторые, и моя многострадальная «Соня» . Вторая версия более компактна и имеет некоторые навороты. Чтобы не утомлять читателя результатами бескончных тестов и бурной переписки с «В-С», ограничусь конечным результатом.

Итак, «вампирчик» заряжает литиевый аккумулятор 1 час. Меня это насторожило, но меня убедили, что я дура, не понимающая своего счастья, или у меня аккумулятор кривой. Однако против фактов не попрешь: больше 90% от свежайших батареек зарядить КПК мне не удалось ни разу. Мало того – тестовый видео ролик после зарядки «Вампирчиком» играет только 35 мин! Вместо положенных 80-и. Это означает, что реально «Вампирчик» за полный цикл заряжает Соню не более чем на 43%. Хотя вроде на вид все в порядке: ток стабилизированный, под нагрузкой – 300 мА, напряжение 5 в, на КПК высвечиваются признаки зарядки… И после часа батарейки высасываются напрочь.

Напомню, что штатная зарядка от сети 3,5-4 часа, при этом КПК заряжается на 100%; аналогичная ситуация с устройством Дмитрия Старостина, у него все «ок». Итак, вывод: «вампирчик» в его нынешнм виде – интересное устройство, но для зарядки литиевых аккумуляторов я рекомендовать его не могу.

Я рассказала Николаю о проведенных тестах. Однако даже «недозарядка» не поколебала уверенности «В-С» в своей правоте. Загадочная фраза «…значит, дело в напряжении…» меня несколько озадачила. При чем здесь напряжение? Все померяно. Сетевой зарядник подает на КПК 5.33 вольта, Старостин - 5, «Вампир» - 5. Изменения напряжения на последнем не меняет ситуации нисколько.

…Зато от двух «АА» честно заиграл мой древний магнитофон, который рассчитан на пять толстых батарей. Напряжение было выставлено 7,5 в… J

Тем не менее, я думаю, что любителем «штучек» будет полезно узнать планы

«В-С», тем более, что в этих планах очень интересные устройства намечаются:

1 - В ближайшее время будет буфер для солнечных батарей. Он делает следующее. Из произвольного напряжения на входе от 4 до 15В делает около ~5.5В стабильного. При этом внутри него есть акк., которые заряжаются и если мощности входа не хватает, то энергия уже берется из них. Т.е. можно работать и без солнца от акк. или батареек. Если же солнца достаточно, то питать можно только от него. Все переключения в нем автоматические. При этом КПД всех преобразований около 80% т.е. выше, чем сейчас на 5В. Может раьотать только как стабилизатор.

Т.е. совмещение зарядника на 2АА, вампирчика и ПОНИЖАЮЩЕГО импульсного стабилизатора. Размеры, 68х47х18мм, вес около 50г без акк.

На момент опубликования статьи буфер уже появился, http://www.vampirchik-sun.nm.ru/buf1.htm (я, кстати, собираюсь его приобрести)

2 –«Вампирчик» такого же исполнения, что у меня, но с мелкими улучшениями (нет мигания диодов, предупреждение, что на выходе больше 6В, несгораемость до входных напряжений до 15(20?)В., лучше работает при малых напряжениях, по сравнению с существующим).

3 - Совмещение нормального зарядника (никеля и м.б. 3.6В лития) и «вампирчика».

4 - Версия максимум. Из 2...20В (т.е. из чего ни попадя: от солнечных батарей, до почти любых адаптеров) делать 4...15В выхода (стабилизированного, естественно), со встроенным буфером-зарядником. Цифровая регулировка ТОКА и напряжения. Автоматическая зарядка аккумуляторов ЛЮБЫХ типов (литий, никель, свинец).

Цифровой процессор внутри, посему не только цифровая индикация всего и вся, но и матюки, и советы пользователю нормальным русским языком (пока письменно, а не вслух, хотя оралка, скорее всего, тоже будет).

Пользователь может настроить почти все параметры под себя.Вес 100-150г. Цена возможна 50..70 долл. Все зависит от возможностей. Сначала могут появятся более простые и дешевые версии.

5 - Планируется выпуск систем для питания ноутбуков от солнечных батарей. Они практически уже могут быть собраны хоть сейчас, поскольку все узлы есть.

Напоминаю, что изначально «Вампирчик» создан для работы с солнечными батареями, которые так же выпускаютя «В-С».

Обращаемся к солнцу…?

Больше на современном рынке автономных приличных зарядных устройств я не обнаружила. Может, они и есть, но совсем уж не на слуху, или для наших целей походных не особо подходят (так как питаются от «борта»). Как, например, навороченный Vegavolt , http://www.vegavolt.ru/product/ , который обещает сам определить, сколько тока и напряжения кушает ваш прибор, и выдать ему нужную порцию. Но я традиционно опасаюсь слишком умных девайсов…J Есть еще ряд «бортовых» адаптеров, но они нам не подходят тоже.

Итак, что еще нам остается? Попробуем солнце…?

…К чести Николая, это достаточно полный обзор солнечных батарей на рынке (правда, без Q -Mac , а зря..), и я советую его прочитать, однако выводы по каждой батарее не могут быть объективными по той простой причине, что изготовитель «вампирчика» сам их производит. Посему почти все батареи в обзоре кишат недостатками, а вполне достойные конкурены описаны скупо, и первый вывод, который делает неискушенный читатель - батареи «В-С» вне конкуренции.

Ознакомившись с солидным списком, я выделила среди них девайсы меньше кило весом и имеющие не менее 4 ватт выходной мощности и 4,5 вольт напряжения, потому что иные варианты нашему делу не подходят.

В итоге показались симпатичны:

1. Brunton Solarpoint 4.4. Основые характеристики описаны в статье. Могу только добавить, что при 7 V она дает порядка 550 mA . Это неплохо. Все в ней классно, однако хрен купишь. Редкая птица по заказу из-за бугра.
2. Sun Carcher Sport. То же самое – проблемы с доставкой и нехилая, прямо скажем. цена при отсутствии на русских сайтах подробных техданных. Дорогой и многообещающий кот в мешке.
3. iSun Sport . Прямо слюнки потекли – такой, понимаешь, турвариант – везде расписанный в новостишках, но нигде не продается. Эх…
4. Coleman Exponent Flex 5. См. пункт 3. Увы и ах… Указанный в статье сайт, торгующий данным чудом, в Инете давно отсутствует.
5. Solar Note . Цена кусачая… Нетрадиционная для российского призводителя (150 уе). Неудивительно, что «В-С» в описании Солара поставил конкуренту только выходной вольт (14) и цену J
6. SCD -3. Эта модель больше всех понравилась, честно говоря. Я начала искать место ее продажи и наткнулась на любопытный текст тестирования данного девайса в походе. Даже в яркий солнечный день больше 200 mA при 6 вольтах фигушка эта, оказыцца, не выдает. Даже для «зарядки» пальцев АА это слабо. А про рации же можно сразу забыть.
7. Солнечные батареи от «В-С» - на 10 ватт. Вполне приемлимы по цене и работают с приобретаемым отдельно преобразователем напряжения «Вампирчик». На 10-и ваттное устройство я тоже наложила глаз, при том, что стоит такая батарея всего 87 уе.

Итак, я всурьёз решила обзавестись солнечной батареей. Но явно не заморской по заказу. Потому что если она не ответит моим требованиям в реале – на помойку или на стенку в качестве сюра J

Следущий шаг вверг в раздумья: что лучше – купить самую мощную батарею для зарядки ноутбуков, типа Solar Note , и понижать ее напряжение для моих штучек с помощью с помощью умного преобразователя, который еще только в планах у «В-С», или универсального адаптера типа Vanson CA -800A http:// www. sbat. ru/ opisanie. php? cd=2955 Он заточен под автоприкуриватель, но, имея руки, можно попытаться приткнуть его и к 12-вольтовой батарее. Тогда на выходе мы будем иметь стандартную «разметку» - стабилизированные 1,5/3/4,5/6/7,5/9/12 вольт, и неплохие 800 мА. Правда, непонятно, как получить 5 вольт для КПК. И я не уверена, что там будет столько тока, сколько указано. Все эти устройства надо проверять на практике, а цифирки на бумаге – только смелые предположения разработчиков...

…Или проще приобрести слабую солнечную батарею, выдающую не более 4,5-5 вольт, а с помощью преобразователя «вампирчик» получать требуемые 7, 9, 12 v и т.п.?

Правда, законы физики учат, что из г… нельзя получить конфетку…. J либо можно, но с чудовищными потерями энергии. Как поступить?...

…Недолгая, но плодотворная переписка с разными производителями, а так ж более внимательное знакомство с девайсами по Интернету подтолкнули мое решение ближе к батарее Solar Note от «ДЦА». Казалось, было бы разумнее сразу купить у «В-С» за ~109 уе готовое решение «батарея 10 ватт – преобразователь напряжения» (87 $ + 22 $), однако ряд параметров солнечной батареи этой фирмы мне не понравился. Во-первых, производитель честно указывает, что пластины хрупковаты и боятся воды: «сырость для устройства крайне нежелательна… во время дождя уберите ее куда-нибудь под навес…», «оберегать на морозе от ударов и механических перегрузок» «Оберегайте СБ от ударов…»

Кроме того, нижняя температурная граница у «В-С» указана как -10, а у «ДЦА» как – 40. У батареи «В-С», конечно, большой ток =2,5 А,новыходное напряжение под нагрузкой - всего 4 вольта. И куда ее с таким напряжением? Получается, что без «вампирчика», изменяющего параметры, СБ сама по себе ценности не имеет. И если с преобразователем в походе что-то случится – деньги за СБ выброшены на ветер…?

Короче, отложив в уме конкурентов, я списалась с производителем Solar Note . Несмотря на немаленькую цену устройства, считаю плюсом, что батарея русская - всегда можно быстро заменить брак, посоветовать идею или заказать нужный вариант.

Соединения пластин Solar Note залиты толстым полимером, поэтому устойчивы к физическим стрессам. Неплохой экстремальный вариант, учитывая, что«…мы применяем ударопрочный пластик, и наши батареи можно бросать с высоты на камни и держать в воде. Испытания, проведенные … в Перу… показали пригодность использования в полевых условиях, в том числе… для военных целей.» «…одна из версий сейчас проходит испытание для морского всплывающего буя на Дальнем Востоке…»

Ну чем не батарея водника!... J Теперь видно, что главная засада, отпугивающая туриста – хлипкость солнечных батарей – преодолена. В общем, фирма «ДЦА», на мой неискушенный взгляд, подошла к делу на более профессиональном уровне.

Механическая прочность и водостойкость – это то, что доктор у прописал. Однако снова замаячил вопрос – получается, надо все-таки искать преобразователь с понижением?... Куда же я суну эти 12 вольт?.... И «вампирчики», и устройство Старостина – они уже по сути не годятся, ибо способны только повышать от малого.

…Замученная мыслями о непостоянстве тока, и жизни вообще, пригорюнилась я, но ненадолго.

Мне был предложен интересный вариант решения проблемы - батарея-конструктор без электронных устройств преобразования, в зависимости от состыковки пластин выдающая разные группы токов и напряжений. В данном случае речь пойдет о шести пластинах, каждая размером 13,5х14,5 см, толщиной 5 мм (толстый пластик). Конечно, не на все случаи жизни, но есть вполне интересные комбинации. Кроме того, в пластины можно вживлять стабилитроны – такие крохотные штучки, стабилизирующие выходной ток.

Я попробовала свести все возможные комбинации в теоретическую таблицу (значения в ячейках – количество необходимых пластин; их может быть любое количество, в зависимости от поставленных задач и денег клиента):

В реале, конечно, показатели могут быть меньше (зависит от солнца). Красным выделены интересующие меня «перекрестья», которые я бы использовала для своих нужд… Самая нижняя красная «цифра» - последовательно соединенные 6 пластин - это фактически аналог батареи «В-С» (то-есть батарея X -treme включает в себя «В-С», как часть)

В общем, заявленные характеристики пластин Солар Нот заставили меня рискнуть, и я заказала опытный образец, назвав его «Solar Note Extreme » (далее X -tream ).

Как видите, отсутствие толковых сведений в статье сработало наоборот - именно минимум информации заставил меня нарыть ее побольше, и я осталась довольна «соперником» больше, пока хотя бы теоретически. Ударопрочность X -tream производитель предложил мне проверить самой, правда, стучать молотком по панели и кидать из окна жаль, а вот опустить батарею в тазик с водой можно без проблем, учитывая, однако, что 5 см воды поглотят при этом 15-20% солнечного света… J

Батарея Solar Note X - treme (опытный образец для туристов)

«Конструктор» в развернутом и сложенном виде

Итак, я держу в руках шесть пластин.

Макс. напряжение холостого хода - 5,8 в

Ток короткого замыкания - 0,35-0,42 А

Напряжние максимального тока – 4,8-5 в

Ток максимальной мощности – 0,32–0,4 А

Минусы:

1. Автомобильные разъемы «мама-папа». Расчленяются с трудом, под угрозой срыва напайки. На будущее хотелось бы более вменяемые в эксплуатации разъемы – «тюльпаны» или маленькие «крокодильчики».
2. Совершенно голые провода от пластин не порадовали. По ним, вообще-то, идет ток. А проводов много, и они путаются друг с другом. Я не раз помянула мать, вручную изолируя 12 проводов. Хорошо бы кембрики надевать.
3. Необходимость перетыкивать разъемы для каждой задачи
4. Хочется подложку для пластин, чтобы все они были в одинаковой плоскости. А провода убрать за подложку

По функ. недостаткам производитель обещал поработать, так что будем считать, что в следующем экземпляре их уже не будет,

Плюсы:

1.Возможность всячески конфигурировать ток и напряжение. Просто праздник! Настоящий конструктор.

2.Возможность брать в поход только нужное количество пластин, а не тащить весь конструктор, который весит ~800 гр (6 пластин).

3.Компактность конструктора – вся батарея собирается в площадь, равной площади одной пластины. СБ не заломается в рюкзаке, герме.

4.отсутствие доп. электроники (в виде преобразователя напряжения) – нечему мерзнуть, мокнуть, засоряться и ломаться, что немаловажно в экстремальных условия

5.отсутствие возможных помех на рацию от преобразователей

6.к батарее можно при необходимости (все-таки!) подключать буферный аккумулятор, а так же преобразователи, работающие как на понижение вольт, так и на повышение. В итоге мы получаем действительно универсальное решение

7.Конструктор можно продавать «по-пластинно». Так все пластины одинаковы, клиент просто покупает нужное их количество, а при необходимости может докупить. Например, если я хочу только подзаряжать свой КПК, мне достаточно всего 1 или 2 пластин, а не 6. Цена и объем уменьшаются соответственно.

Примеры соединения пластин X - treme

Каждая пластина имеет «+» и «-» с определенными клеммами на проводах, которые невозможно перепутать. Кроме того, конструктор имеет специальные переходники для группового параллельного соединения. При последовательном соединении мы получаем увеличение напряжения, при параллельном – тока:

Рис. 1 Три элемента соединены последовательно (плюс одного с минусом другого и т.д.) на крайних выводах получаем 15 В, ток 0.35 А.

Рис. 2 Два элемента соединены параллельно (плюс одного с плюсом другого, минус первого с минусом второго) на выводах получаем 5 В, ток 0.7 А.

Рис. 3 Два элемента соединены последовательно (плюс первого с минусом второго) на крайних выводах получаем 10 В, ток 0.35 А

Рис. 4 Три элемента соединены параллельно (все плюсы вместе, все минусы вместе) получаем 5 В, ток 1.05 А

Выходной ток батареи ограничивается фотоэлементом с минимальной освещенностью, поэтому все их надо располагать в одной плоскости относительно солнца. При отсутствии фиксации сложно все элементы конструктора ставить в одинаковое положение… Поэтому их надо все фиксировать - я использовала старую папку, куда за уголки вставила пластины. Безусловно, фиксация пластин была бы уже обеспечена производителем. Удобнее пластины вытянуть в ряд на подложке из кордуры, к которой их можно приклеить, а провода убрать заподлицо, чтобы не мешали. Но для теста сошел и «грубый» вариант на скорую руку:

А хотелось бы что-то вроде этого, только покомпактней, и без жесткого чехла:

В общем, батарея многообещающая, осталось дождаться солнца. Я в предвкушении! Хотя убогая идеология зарядного устройства с СБ, как приговор, уже сформулированна производителем «Вампирчика»: «От солнца заряжают обычно только аккумуляторы АА, а потом уже в удобное время с помощью Вампирчика "перебрасывают" заряд в КПК, телефоны и т.д. »

Это правда. Однако, неужели солнечные батареи годятся только для зарядки мелочей?!… Ведь проще брать запасные батарейки и «вампирчик». Тогда зачем СБ? Хочется же напрямую с ней поработать!…

Работа с рацией

Март. Тест 1. Солнце 40 градусов над горизонтом. Печалюсь: во время дальнего теста антенны «СТЕРХ» рация, которая была взята для работы с солнцем, в самый нужный момент дала дуба от многочисленных экспериментов**, а ток перед сеансом связи под нагрузкой был отличный - до 1100 мА! Батарея могёт! Но увы... Однако, проверить принципиальную работу радиостанции от солнца было необходимо перед опубликованием статьи. Так что пришлось дождаться очередного солнца и отбежать на километр от дома с Б601м2Т и СБ. Корреспондент стоял с Б803А в здании у окна.

При перпендикулярном положении к солнцу (просто повесила папку с пластинами на плечо) корреспондент меня отлично слышал – сигнал уверенный, сильный. Я же хорошо слышала корреспондента практически при любом положении пластин – даже лежащими на снегу. Это потому, что Б601м2Т при приеме потребляет мизерное количество тока.

При разговоре слышались помехи в виде треска. Три вероятных причины: недостаток освещенности, местные помехи, помехи у корреспондента, стоящего в кухне, где работал электроприбор (холодильник).

Однако принципиальный вопрос – можно ли разговаривать по рации от СБ напрямую, без буферных аккумуляторов? - решился. Это самый тяжелый тест для СБ, что ни говори. Если она смогла осилить это, то остальное уже фигня… J

У меня не было с собой тестера, но, видимо, ток был не меньше 500-550 мА, а вольтаж 11 с хвостом (под нагрузкой он просаживается до 9,6 вольт, чего вполне хватает для работы рации типа Б601, а может даже и Б803…)

Схема, по которой соединялись пластины:

Эта схема расчитана на 10 вольт и 1 ампер. В реале на тестах схема дает напряжение больше 11 вольт и около 1000 мА при солнце 40 градусов над горизонтом. Учитывая, что солнце достаточно низкое и весеннее, но все получилось – схема правильная.

Более подробные тесты (на дальнось, мощность подсоединенной антенны и т.п.) я проведу позже.

Остается добавить, что тест проводился с пораженными «коррозией» пластинами (см ниже). И, тем не менее, это не особо повлияло на результат.

В тесте участовала бессменная «Правда» и я. Обе антенны – СТЕРХ (фактически, проверена работа с базовой антенной от солнца на дальнее расстояние, 20 км) . Ветер сильнейший – моя антенна гнулась в дугу, тучи несутся плотно. Солнце мелькнуло всего 3 раза по 5 сек(!!!) Противовесы воткнуты в полуметровый снег, в наст, я даже протаптывать не стала канавки. Батарея вертелась между ног постоянно на веревке, в неудобном довольно положении, и чудес от нее я не ждала. Однако все три раза, когда появлялось солнце, ребята меня слышали на 4,4 в среднем. Не Бог весть что, но исключительно из-за сильных районных помех. К тому же солнце настолько быстро показывало и прятало свой лик, что вообще удивительно, как они меня успели услышать.
Я ребят слышала всегда, даже без солнца, батарея была повернута мордой условно к нему. Заключительный тест «рация–СБ» будет проведен при абсолютно солнечном дне, с тестером, однако уже и так ясно, что фишка работает.

Подзарядка КПК от двух пластин, с подключением «Вампирчика»

Зима. 40 градусов над горизонтом, тусклое солнце. Время 13.30.

Отдельно напряжение у каждой пластины, лежащей горизонтально = 4,95-5 вольт.

Ток в горизонатальном положении от одной пластины - 0.01 -0.03 А

Ток перпендикулярно солнцу от одной пластины - 0,21

Подсоединила параллельно обе пластины к КПК. Напряжение получилось 4,65 суммарное (с нагрузкой!) Ток - 0,03 А при горизонтальном положении, и 0,30-0,31 А навстречу солнцу (в 10 раз больше!!!)

Зарядка идет, прикольно. При повышении мощности (совсем перпендикулярно) КПК начинает злобно пощелкивать - ему, видимо, что-то не нравится. А что ж он токи не дозирует сам? Может быть, не умеет. Или напряжение больше нужного. Значит, надо быть осторожнее, чтобы не спалить аккумулятор! В общем, жаль, что нет у этой СБ стабилитрона, ну ладно...

Зато стало совершенно ясно - пластины должны быть лицом к солнцу. Это только кажется, что они освещены, пока лежат горизонтально. При снижении угла плоскости пластин относительно солнца мощность их резко снижается. Пока сама не попробуешь и не измеришь - не поверишь! :)

При подключении в цепочку «Вампирчика» зарядка, конечно же, сразу прекращается – новому устройству не хватает тока даже на «прокорм» самого себя, а не то что наладонника.

Мысли: имея солнечную батарею типа X -Treme , необходимость в преобразователе напряжения для совместной работы с СБ отпадает. Если есть солнце – все может работать и напрямую от батареи. Нет солнца – и «вампирчик» тоже «дохнет»… Хотя его роль, как стабилизатора, важна. Но он хочет на входе слишком много тока, и этот ток расходуется не по делу, даже если повышения напряжения не требуется! (5 вольт – минимум на выходе данного устройства, и 5 вольт требует моя «Sony »).

То же самое с рацией: она может работать напрямую от солнца, а при подключении «Вампирчика» мы теряем весь ток! Конечно, можно с помощью преобразователя весь день просто заряжать аккумуляторы, а вечером их использовать.

А если мне надо срочно переговорить, к примеру, или определиться?….

Метания и выбор

При неправильной полимеризации защитного пластика пластины могут покрыться сетью трещин, пузырьков и даже «плесенью» - изнутри. При покупке пластин всегда надо спрашивать, где и как они делались. «Коррозия» проявится в первые пару месяцев. Так случилось у меня с тестовым образцом – оказывается, вместо 40 минут новый пластик полимеризовали 20, и вот на тебе!... J

Я чуть не рухнула, увидев в один прекрасный день результат «подпольного» процесса. Хотя это практически не отразилось на показателях, но вид… кроме того, сеть трещин может бросать тени на фотоэлементы, а это может уменьшить ток. Да и пластик, пораженный изнутри, уже не так прочен.

Повод задуматься… Я огорчилась и решила поискать еще чего-нибудь.

И искать долго не пришлось! Очень быстро обнаружилось еще одно интересное семейство СБ. Это гибкие батареи SUN -CHARGER http://www.sun-charge.com/

На страничке – большой модельный ряд батарей, от 4,5 до 16 вольт (0,32 - 2 ампер), но цены, конечно, аццкие. Конкретно, меня заинтересовала модель SCN -9/9 http://www.sun-charge.com/indexmodels.html?model=49&mid=2 - с наиболее оптимальным соотношением напряжение-ток: 9 вольт, 0.96 ампер, 600 грамм весом, с гибкой и механически прочной структурой. Напряжения маловато! Зато, если верить песням с сайта, «эти устройства абсолютно некапризны к условиям влажности и окружающей температуры. Таким образом, эти устройства идеально подходят для туристов, геологов, полярников и пр…»

Про полярников, я думаю, ребята загнули: низковисящее солнце даст слишком мало тока для любой задачи. Но, выходит, это еще одна экстремальная модель? Ого-го!...

Читаем дальше: «Зарядные устройства SUN-CHARGER изготавливаются из солнечных модулей, производимых по новейшей технологии, основанной на использовании аморфного кремния. Производство фотоэлектрических элементов на основе аморфного кремния осуществляется в США. Солнечные модули покрыты специальными полимерными материалами (техническое решение России), не содержат хрупких компонентов (стекла и кристаллического кремния), что позволяет им выдерживать значительные механические нагрузки, в сравнении с солнечными элементами, изготовленными по традиционным технологиям.»

Настораживает очередной «русский полимер». Не даст ли он у меня дуба, как предыдущий? Надеюсь, что нет. Но главная засада гибких батарей – очень низкий КПД.

При всей «тур-привлекательности» девайсов (я чуть не купила одну из них!!!), вот небольшая справка от специалиста по солбатам:

«… аморфный кремний, срок службы 10 лет, КПД 8 %, вес намного легче, у нас производит НПО "Квант", г. Зеленоград. Цена высокая, раза в 2-3 дороже чем монокристалл. Аморфный кремний применяют в часах, калькуляторах и т.д., где нужны очень небольшие токи и нет сильного солнечного излучения, т.к. толщина напыленного слоя очень мала, есть вероятность выгорания на ярком солнце, на юге или в горах. …»

Итак, у меня определилось 3 условных претендента на приобретение:

1. 150 уе. Батарея-конструктор от «ДЦА» X -treme . Правильно заполимеризованный, он имеет много плюсов и достаточно мощен, даже на 6 пластин. Если купить доведенную до ума версию, то я поимею массу вариантов «ток-напряжение», которые не снились конкурентам
2. 109 уе. 10-и ваттка от «В-С». Этот вариант, 4 v – 2,5 А, годится только с использованием «Вампирчика», либо только на зарядку «пальцев» АА. Зато дает много тока, позволяя зарядку делать минимум в два раза быстрее остальных. Две штуки (+87 уе) дадут 8 v . 8 мне ни туда, ни сюда, да и вес… Но могучий ток!...
3. 184 уе. Батарея 9/9 от «SCN ». Самый легкий, компактный и экстремальный вариант, но дает 9 v – 0,9 А, и то, думаю, только на бумаге.

Пометавшись между стогами, снова мысленно уточняю, для чего мне была бы нужна СБ?...

Зарядка аккумуляторных батареек типа АА в рациях «Беркут». Именно в рациях, потому что заряжать их по две бессмыслено, их минимум 5. Для зарядки всего комплекта в теле рации надо мин. (12 v – 0,2-0,9 А) *

Может «В-С» через «вампирчик», может X- treme напрямую

- Подзарядка КПК или GPS напрямую (5 v – 0,2 А)

Может «В-С» , X- treme

- Зарядка КПК или GPS с литиевым аккумуляторм через преобразователь «Вампирчик» (5 v – 0,2-0,3 А)

Могут «В-С» и X - treme , но, скорее всего, с проблемами (из-за «Вампирчика»)

Зарядка 2 пальчииковых аккумуляторов «АА» (4,5-5 v – 0,4-2,4 А)

Могут все, « SCN » медленнее всех

Работа от солнечной батареи напрямую раций типа «Беркут» (11 v – 0,55-1 А)

Может X- treme и, вероятно, « SCN »

…Думала я, думала… и в конце-концов все-таки выбрала батарею от «ДЦА»: несмотря на инцидент с «коррозией», я официально заказала новую батарею (с учетом недоработок первой версии) – уж больно привлекательна «многопластинчатая» идея, и характеристики.

Что еще осталось добавить? Три, на мой взгляд, важные вещи, которые не стоит забывать:

Во-первых, если вы берете в поход СБ, обязятельно купите маленький мультиметр (такие «малыши» недорого продаются у «В-С», см. сайт). Даже будучи гуру с наметанным глазом, вы никогда точно не узнаете, сколько тока в данный момент дает ваша батарея. Это важно, если вы используете сложные устройства, а не только зарядку примитивных «АА».

Во-вторых, не пытайтесь в пасмурный день получить хороший ток. Даже если вам кажется, что освещения достаточно, не верьте глазам своим, такие маленькие СБ реально работают только с солнцем!

И, в-третьих, даже при солнце разложив СБ горизонтально (на траву) или под разными углами (на деку «Тайменя», например), не обольщайтесь. Фотоэлементы должны быть все одинаково повернуты и перпендикулярны солнцу. Ток от СБ равен наименьшему от пластин – стало быть, если одна грязная, неправильно развернута или чем-то заслонена – вы получите фигу от всей батареи.

Удачи с солбатом!….

Альтернативные зарядные устройства

Ручной привод для сильных духом… J

Я эти устройства не щупала. Но для полноты картины обозначить тему необходимо.

Все мы знаем, что заряжать наши штучки можно механически. Например, у меня есть китайский фонарик типа «жужжалка» – гуано, конечно, но с дельной мыслью, до которой не дошли умом соотечественники: пожужжав немного, можно дать отдых руке, потому что энергия копится в буферном аккумуляторе, и диоды светят недурно весьма от этой штуки.

В том же ключе, в хрупком исполнении (и из того же г…., я даже колесики узнала, и с тем же накопителем J ) сделана самая простая «динамка» для заряда мобил и (возможно) подобных им устройств Emergency : http://www.obzori.ru/mobile_devices/analytics/mobile_charger_for_cell_phone.html

Плюс: легкость, компактность, дешевость, много насадок; но, видимо, долго не проживет.

К этому же семейству относятся «динамки» фирмы Q -Mac QM8035 (QM8028): http://www.atlink.ru/www/kv/ups/mb.html Это надежные устройства, предназначенные изначально для военных, но вопрос их заказа и цена, наверное, могут стать проблемой. Кроме того вес (3,5 кг) – явно не для наших скромных целей… J

От огня

…Есть такая интересная штука – получение электричества от тепла. По-научному – тепловой генератор тока. Ты греешь на огне котелок с водой, а в это время идет зарядка мобильника, или еще чего-нибудь… Причем от литра воды можно получить до 12 вольт и приличное количество ампер! Вот интересно было бы попробовать…

Увы, эта часть балета осталась неохваченной – по той простой причине, что девайс, который я хотела приобрести, более не выпускается, и в ближайших планах производителя снят с повестки дня… Поэтому весьма интересный подход к получению энергии от огня накрылся медным тазом… вернее, алюминиевым котелком… J

Бытовые термопреобразователи, к сожалению, нерентабельны, ибо туристская ниша мала, да и не каждый турист купит…

* Для справки: для заряда аккумуляторов внутри радиостанций «Беркут» нужен нестабилизированный 12В адаптер (ток оптимален около 200мА, но заряд пойдёт и при 12ВХ100мА и при 12Вх500мА. Если адаптер слишком мощный, например нестабилизированный 12Вх1000мА, то заряжать рацию можно только в выключенном состоянии).

Если блок питания стабилизированный, то для заряда аккум. внутри Б601м2т нужно напряжение 12В, внутри Б803 - 15 В.

** Я обратила внимание КБ «Беркут» - это уже второй случай отрыва жилки, соединяющей плату и коннектор BNC . При любом, самом незначительном повороте коннектора (а он привинчен отнюдь не намертво, и подвержен колебаниям или крученям при работе с нештатными антеннами) жестко припаянная жилка будет отрываться всегда! Соединение центральной жилы коннектора и платы должно быть гибким. Сергей Слинкин заверил меня, что с этого года все соединения только гибкие.

Энергетический кризис, ставший следствием московской аварии на подстанции в Чагине и настигший Москву и ряд ближайших к ней областей, показал, что для нашего человека даже столь неординарные события — это вовсе не повод для того, чтобы нервничать.

ля Минпромэнерго РФ отключение электричества, произошедшее в московском и соседних регионах России, — это уникальная ситуация чрезвычайного характера, однако хронические отключения как отдельных домов, так и целых кварталов в различных регионах страны случаются не так уж и редко.

Работники Министерства промышленности и энергетики РФ, естественно, сделали надлежащие выводы и уже докладывают нам, что «из всего комплекса действий, связанных с ликвидацией отключения электричества, будет вынесен бесценный позитивный опыт», однако изношенное оборудование, которое служит уже по 40-50 лет, не может быть заменено в одночасье, а пока идет техническое перевооружение отрасли электроэнергетики, мы тоже можем кое-что предпринять, чтобы хоть как-то обезопасить себя от подобных издержек цивилизации.

Источники бесперебойного питания

ак известно, источники бесперебойного питания (ИБП или UPS — Uninteruptable Power Source) предназначены скорее для того, чтобы предотвратить аварийное завершение работы устройства, а вовсе не для длительной работы оного при отсутствии напряжения в электросети. Собственно, стоимость аккумуляторов составляет наиболее весомую долю в общей стоимости ИБП, причем чем большую емкость они имеют, тем система дороже.

Строго говоря, те цифры, которые указаны в прайс-листах или на корпусах ИБП, обозначают так называемую полную мощность, которая измеряется в вольт-амперах (В·А, V·A) и применима к постоянному току, или активную мощность, измеряемую в ваттах (Вт), а время работы от батарей зависит от мощности UPS нелинейно.

Для импульсных блоков питания компьютеров мощность в вольт-амперах соответствует мощности в ваттах с коэффициентом 0,6-0,8, то есть если на ИБП указано 400 V·A, то это соответствует суммарной мощности подключаемых устройств примерно в 280 Вт. Однако производители рекомендуют выбирать ИБП с расчетом 20% запаса по мощности нагрузки, чтобы у пользователя все-таки хватило времени на выполнение всех завершающих действий перед выключением компьютера. Например, для современных настольных ПК с блоками питания мощностью 300 Вт необходимо выбирать ИБП мощностью 350-360 Вт (или 514 V·A).

Как показывает опыт, простой домашний компьютер с монитором работает на ИБП мощностью 400 V·A в лучшем случае лишь 5-10 мин. Поэтому, сообразуясь с существующими моделями и запасом по мощности нагрузки, лучше выбрать ИБП, рассчитанный на 600-750 V·A. Причем если для ИБП мощностью 500 V·A время работы составит 10-15 мин, то на ИБП мощностью 1000 V·A тот же набор устройств будет работать минут 40 (то есть один мощный ИБП работает дольше, чем два с такой же суммарной мощностью). Кстати, если перегрузка ИБП будет длиться хотя бы пару секунд, он просто отключит всю нагрузку.

Однако и стоимость ИПБ зависит от мощности нелинейно. Так, скажем, если популярный ИБП APC SmartUPS 420 V·A стоит 150 долл., то APC SmartUPS 700 V·A — уже 250 долл. Впрочем, существуют и недорогие ИБП, которые не выравнивают напряжение, а только переключаются на аккумулятор в случае его отсутствия. Цены на такие устройства вполне доступны — APC BackUPS 500 V·A стоит примерно 50-60 долл.

Отметим также, что срок службы аккумуляторов в ИБП колеблется от 3 до 6 лет, а стоимость замены всех аккумуляторов в одном ИБП составляет в среднем половину полной стоимости нового устройства.

При этом недорогие ИБП, как правило, маломощные. Цены на мощные модели той же компании APC, такие как Matrix 300 и 5000 V·A, начинаются уже от 3 тыс. долл. А уж цена таких моделей, как Symmetra (APC) мощностью от 8000 до 16 000 V·A, — от 8 тыс. долл.

Таким образом, применение мощных ИБП в домашних условиях оказывается бессмысленным, а использование недорогого ИБП сводится только к тому, чтобы срочно сохранить все файлы и выключить оргтехнику во избежание потери данных.

Источник автономного питания из ИБП

ак же нам защититься от длительных перебоев в электропитании? Неужели для этого необходимо покупать столь дорогие и мощные источники бесперебойного питания?

Здесь можно предложить два варианта:

• к штатному аккумулятору ИПС параллельно подключить недорогой автомобильный аккумулятор (кстати, у автомобилистов часто остаются вполне работоспособные аккумуляторы, использовать которые зимой они уже не решаются, но заряд такие устройства держат еще неплохо);
• для пары-тройки автомобильных аккумуляторов использовать преобразователь напряжения из 12 в 220 В.

Первый вариант, возможно, вполне сгодится в качестве дешевой альтернативы дорогостоящей замены штатных батарей ИБП, когда источник бесперебойного питания ввиду выхода из строя штатных батарей начинает работать только как сетевой фильтр. Однако в случае глубокой разрядки автомобильного аккумулятора применение нештатного аккумулятора на ИБП чревато серьезными проблемами.

Ведь схема управления ИБП, как правило, рассчитана только на штатную батарею. Например, если вы вздумаете заменить на том же APC BackUPS 500 V·A штатную батарею 12V7AH на новую 12V20AH (по сути такую же, но более емкую), то при зарядке более емкая батарея будет брать больший ток и от перегрева проводов и элементов схемы наверняка выйдет из строя контроллер управления (или сработает защита от превышения тока в схеме подзарядки и зарядка попросту не пойдет).

Что касается автомобильного, гораздо более емкого аккумулятора, то средний ток зарядки не сильно разряженной аккумуляторной батареи не превышает 1/10 от максимального, поэтому при неглубокой разрядке ничего случиться не должно. Однако после сколько-нибудь значительной разрядки дополнительного аккумулятора вам придется отсоединять его от ИБП и заряжать отдельным зарядным устройством, а это не очень удобно.

Что можно предпринять в данной ситуации? Во-первых, можно использовать для подключения дополнительной батареи отдельный контроллер по минимальному и максимальному напряжению (например, описанный на http://battery.newlist.ru/chargers_lvd_01.htm). Тогда дополнительная схема автоматического отключения нагрузки по минимально и максимально допустимому напряжению защитит схему ИБП. Пороги срабатывания вы отрегулируете потенциометрами, а диапазон рабочих напряжений будет определяться параметрами используемых транзисторов.

Или же, если вы планируете использовать автомобильный свинцово-кислотный аккумулятор, то и ИПБ нужно выбирать не со щелочным, а со свинцово-кислотным штатным аккумулятором. Тогда схема подзарядки ИПБ будет рассчитана на использование батарей со сходными параметрами, следовательно, разряженный автомобильный аккумулятор не сожжет контроллер ИБП. Конечно, у любой схемы подзарядки есть некий предел тока и если навесить на совсем уж маломощный ИБП внешний автомобильный аккумулятор, то ИПБ может и сгореть, особенно если доводить аккумулятор до полной разрядки.

Впрочем, можно использовать и смешанную схему, когда автомобильный аккумулятор заряжается постоянно подключенным зарядным устройством для автомобильных аккумуляторов (с контролем от перезаряда и прочей автоматикой) и одновременно аккумулятор подключается к ИБП параллельно штатной батарее. Таким образом, в этом случае ИБП служит лишь преобразователем напряжения из 12 в 220 В.

Вариант со специальным преобразователем напряжения 12/220 В вместо ИБП более надежен, но такой преобразователь напряжения большой мощности сравним по стоимости с ИБП и к тому же все равно потребует приобретения достаточно мощного зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов. При этом маломощное зарядное устройство заряжает очень долго, а мощное стоит довольно дорого и имеет внушительные размеры (то есть наряду с экономической целесообразностью такой системы необходимо будет рассмотреть и ее массогабаритные параметры).

Стоимость автомобильных адаптеров 12/220 В мощностью 600 Вт составляет примерно 80-100 долл. Преобразователь напряжения 12/220 В мощностью 1200 Вт обойдется уже в 200-220 долл., а адаптер мощностью 2500-3000 Вт — более чем в 400 долл. Как видите, даже цены адаптеров уже вполне сопоставимы с ценами аналогичных по мощности ИБП, а ведь нам еще понадобится зарядное устройство для аккумуляторов!

Готовые решения

Принципе, сама идея использования автомобильных аккумуляторов в качестве источника автономного питания не нова, и российская промышленность имеет несколько готовых решений. Так, например, фирма «МикроАрт» (http://www.invertors.ru) предлагает относительно недорогие устройства МАП «Энергия» — преобразователи постоянного напряжения 12 или 24 в переменное 220 В (двунаправленные инверторы) мощностью от 0,9 до 12 кВт со встроенным интеллектуальным микроконтроллером, обеспечивающим автоматическое управление режимами и, при необходимости, связь с компьютером.

Такой преобразователь одновременно и заряжает автомобильные аккумуляторы (один или несколько), и используется как источник автономного питания: если есть сетевое напряжение 220 В, то он просто пропускает его сквозь себя и, при необходимости, подзаряжает аккумуляторы; если же внешнее сетевое напряжение исчезло — он мгновенно начинает генерировать 220 В от аккумуляторов. Время работы такого источника зависит от нагрузки и емкости аккумуляторов. Так, четырех аккумуляторов по 190 А/ч хватит на 17 ч при постоянной нагрузке 500 Вт (см. таблицу). Также, например, любой автомобиль можно будет использовать как автономную электростанцию на колесах, причем двигатель автомобиля некоторое время можно даже не включать. Такой преобразователь значительно дешевле газовой или дизельной мини-электростанции, миниатюрен и легок. Цена преобразователей МАП «Энергия» — от 8 тыс. руб. Дополнительно за 650 руб. можно приобрести шнур, контроллер и ПО для подключения этого устройства к компьютеру (то есть МАП «Энергия» способен полностью заменить ИБП).

Если же перебои с электричеством очень длительные или его нет вообще, то можно использовать такой преобразователь совместно с мини-электростанцией (газовой или дизельной), а также с альтернативными источниками питания (солнечными гелиоустановками и ветрогенераторами) для накопления энергии. В этом случае, включая электростанцию всего на 3 ч в день, можно обеспечить себя электричеством на круглые сутки!

Помимо использования данного устройства в качестве источника бесперебойного или автономного питания, его можно задействовать и как преобразователь постоянного напряжения 12 или 24 В (существует два варианта устройств) в переменное 220 В с частотой 50 Гц, и как пускозарядное устройство для автомобиля.

Устройство обеспечивает защиту от перегрузки, короткого замыкания, подключения аккумулятора неправильной полярностью, от перезаряда и полного разряда аккумулятора. Кроме того, оно снабжено системой защиты питаемых устройств от перенапряжений и системой плавного пуска, что исключает высокое потребление тока в момент запуска.

Время работы от аккумулятора

Заметки на полях

еобходимо отметить, что свинцово-кислотные автомобильные аккумуляторные батареи настоятельно не рекомендуется заряжать в жилом помещении, так как при интенсивной подзарядке они выделяют газы. В процессе работы (разрядки) кислотные аккумуляторы вполне безобидны. Отметим, что, в частности, именно поэтому аккумуляторы для ИБП значительно дороже — их конструкция герметична и сверху у них отсутствуют вентиляционные отверстия. Поэтому аккумуляторное хозяйство в городской квартире лучше держать на балконе.

Из-за этого запрета я был вынужден пользоваться химическими источниками тока. А конкретно, вот такими батарейками:

Поначалу я занимался механикой и электротехникой, делал различные механизмы с электродвигателями, но питать их было нечем. Электродвигатели были примерно такие (с большим трудом нашел в Интернет фотографию двигателя):

Играться с механизмами, сделанными своими руками, было очень интересно. Но через короткое время заряд заканчивался, ведь батарейки были совсем не такие, как современные «Duracell», двигатели тоже не блистали КПД, да и конструкция, сделанная ребенком, была далека от экономичности. Выпросить у взрослых новые батарейки было непросто. Они, может, и хотели бы мне их купить, но продавались батарейки только в райцентре, ехать туда 25 км, не каждый месяц там кто-то бывал. Вот и сидел я на голодном пайке, перебирая по которому кругу использованные батарейки, стуча по ним молотком и защемляя во входной двери, чтобы хоть как-то продлить их работу.

Акумуляторы в то время я видел двух видов: что-то типа 6СТ-55, которые устанавливались в автомобили, да дисковые аккумуляторы Д-025, которые стояли в модном фонарике, заряжавшемся от сети. В нашей семье такого фонарика не было. Я знал о них лишь по той причине, что соседи отдали мне на запчасти несколько таких фонариков, в которых аккумуляторы потеряли емкость. А происходило это, по их словам, довольно быстро. В этом фонарике, кстати, был очень необычный выпрямительный элемент. Другие типы аккумуляторов видел только на картинках в книгах. Поэтому к аккумуляторам доверия не было, да и они были некой экзотикой. Оставались батарейки. Глотая слюну, я смотрел на механизмы, работающие от сети. Какое счастье, они могли работать вечно! С тех пор выработалось негативное отношение к автономному питанию.

Когда я пошел в школу, мне разрешили работать с сетью. Первое, что я сделал, это сетевой лабораторный блок питания.

Трансформатор мотал сам, и первичку, и вторичку. Железо взял от сгоревшего силового трансформатора ламповой радиолы. Выходное напряжение у меня регулировалось переключением отводов вторичной обмотки. Как вспомню, с какими трудами удавалось найти хоть что-то из материалов - ужас. Весь листовой алюминий, которым я владел большую часть детства, это была крышка от выброшенной стиральной машины "Рига". Впрочем, сейчас с материалами не сильно лучше. Трансформатор БП был закреплен полосками жести, которые прикручены к деревянному основанию гвоздями с нарезанной на них резьбой М4. Счастье, что метчики и плашки были у меня с раннего детства. Галетник – и тот наполовину самодельный. Я уже не помню, по какой причине его пришлось переделывать. Для передней панели нашел кусок синего пластика. В детстве такого пластика были большие листы, они применялись где-то в строительстве. Но обрабатывался этот пластик очень плохо, он был похож по свойствам на полиэтилен. Зато у меня был кусок фольгированного стеклотекстолита! Я вырезал на нем дорожки и установил мост на Д226 и конденсатор. Можно сказать, БП был сделан на печатной плате! Этот блок питания прослужил мне все школьные годы и по факту является самой полезной моей конструкцией в жизни. Хотя в старших классах я сделал новый БП, более мощный, но все равно пользовался в основном старым.

Был у меня еще и БП для питания ламповых конструкций (+300 В анодного и ~6.3 В накала), но это промышленная конструкция. В некоторых ламповых радиолах БП выполнялся на отдельном шасси, вот оттуда я его и взял. Был у него и корпус с панелью из той же синей пластмассы, но, увы, фото корпуса нет. Вообще, все эти фотографии делались недавно, до этого приборы десятилетия валялись в пыли чердака.

В последующие годы я делал конструкции только с сетевым питанием. Автономные приборы – это что-то неполноценное. Например, портативный магнитофон всегда хуже стационарного, а переносной приемник хуже радиолы. И хорошо еще, если магнитофон имеет сетевой блок питания. Иначе предстоят вечные мучения с батарейками, которых когда надо нет под рукой. Так же и другие приборы, например, измерительные. Признаком высокого класса является сетевое питание.

Очередной раз я столкнулся с автономным питанием в 1998 году, когда решил сделать себе щедрый подарок на 30-летие и купил на рынке портативный проигрыватель компакт-дисков Panasonic SL-S200.

В то время у меня уже был стационарный компакт-проигрыватель, сделанный из обломков автомобильного проигрывателя Sony. Корпус самодельный, блок питания и аналоговая часть самодельная, дополнительный процессор AT89C2051 для реализации ИК ДУ.

Вместе с Panasonic SL-S200 продавцы решили реализовать мне аккумуляторы GP и зарядное устройство для них. Сам Panasonic имел сетевой блок питания, но на 110 В. К нему добрые продавцы дали маленький автотрансформатор, «рыжик», как его назвали за коричневый цвет пластин. Я, конечно, пользоваться им не стал, а переделал сетевой блок питания, заменив в нем трансформатор. Корпус взял от какого-то другого адаптера, родной был слишком маленький. Только шильдик аккуратно выпилил и вклеил в свой корпус.

Еще пришлось сразу отказаться от наушников, которые шли в комплекте. Но у меня были Sony MDR-14, купленные в магазине за 16$. Вообще, интересное тогда было время – в магазине на центральном проспекте столицы официально торговали за доллары. Я дал двадцатку (а это были тогда большие деньги), из кассы мне достали сдачу – 4 единички. Аккумуляторы GP не шли ни в какое сравнение с батарейками. Тем более, заряжать их было негде – купленное зарядное устройсво при первом включении испустило дым. Так я в очередной раз разочаровался в аккумуляторах. Плейер слушал в основном дома, питая его от сети. Мобильность понадобилась только в пределах квартиры. С собой куда-то пробовал брать, но вне дома слушать музыку не хочется. Так он и провел уже более 16 лет, почти не выходя из дома.

Следующий раз, когда меня жизнь снова столкнула с автономным питанием, это покупка первой цифровой фотокамеры Nikon 2100. В комплекте шли аккумуляторы, маркированные как Nikon. Я, конечно, по привычке решил запитаться от батареек. Но был расстроен тем, как быстро они заканчиваются. На удивление, аккумуляторы работали намного дольше. Тем более, в комплекте шло быстрое зарядное устройство тоже от Nikon. Первый раз в жизни увидел что-то хорошее в аккумуляторах. Очень захотелось купить такие же аккумуляторы в качестве второго комплекта. Вряд ли Nikon делает аккумуляторы сам, скорее всего, берет у кого-то другого. Я начал пристально рассматривать продающиеся аккумуляторы. Точь-в-точь были похожими аккумуляторы Sanyo, даже буквы HR на донышке были так же выштампованы. Только на них значилась емкость 2300, а на тех, с этикеткой Nikon, 2100.

Напуганный плохими аккумуляторами GP, долго не решался купить эти Sanyo, ведь аккумуляторы – вещи не дешевые. Но все-таки купил. В жизни радость случается редко, но тут именно тот случай. Купленные аккумуляторы работали так же долго, как и родные.

Когда пришло время менять фотоаппарат, встал вопрос о зарядке 4-х аккумуляторов AA. Была сделана попытка сделать свое зарядное устройство не хуже покупного. Но эта попытка провалилась. Я не понимаю, как в таком малом габарите умещается сетевой импульсник, да еще и схема контроля зарядки индивидуально для каждого из 4-х аккумуляторов. В результате долгих размышлений была написана и куплено зарядное устройство Duracell за большие деньги – целых 40$.

Для фотоаппарата я купил комплект тех же аккумуляторов Sanyo, потом еще один – работали они прекрасно. Один из комплектов был очень старый, пора было менять. Но в очередной раз купленные аккумуляторы оказались совсем слабенькими – примерно раза в 3 меньше емкостью. А на вид они никак не отличались. Огорчение было огромным, ведь деньги потрачены немалые. Но что делать, аккумуляторы нужны, решил еще раз рискнуть – купил комплект Sony. И опять провал. Снова разозлился в адрес автономного питания, но фотоаппарат является тем редким исключением, когда его эксплуатация возле розетки является практически невозможной. Прочитал на форумах, что сейчас продаются сплошные подделки, невозможно купить нормальные аккумуляторы. Вычитал, что Ansmann, вроде, пока не подделывают. Купил комплект со скромной емкостью 2100 и остался доволен. Снова на уровне старых добрых Sanyo.

В зеркальной фотокамере литиевый аккумулятор. Сначала переживал по этому поводу – невозможно купить в ближайшем киоске батарейки в случае чего. Но камера настолько экономична, что вообще забыл проблему аккумулятров. Зато накамерная вспышка питается от 4-х аккумуляторов AA. Тоже нужно было что-то покупать. Проанализировал отзывы и купил снова Sanyo, но теперь новую линейку Eneloop. Оказались отличными аккумуляторами.

Еще одно устройство, где без аккумулятора никак, это мобильный телефон. Сам по себе, конечно, телефон не так уж нужен, если не работаешь диспетчером или развозчиком пиццы, но раз есть, так нужно поддерживать в рабочем состоянии. Вот и приходится регулярно покупать новые аккумуляторы. Тоже попадаются разного качества, ничего тут не поделать.

По долгу службы делал много различных электронных устройств. Но почти никогда не делал автономных. Разве что термометр, который питается от 2-х батареек AA или от сети, в связи с чем там применен SEPIC-преобразователь, который может как повышать напряжение батареек до 3.3 В, так и понижать напряжение сетевого адаптера.

К чему я клоню? В последнее время сплошь и рядом радиолюбители пытаются делать приборы с автономным питанием. Я этого не понимаю. Там же возникает куча проблем. Мало обеспечить характеристики, нужно еще обеспечить низкое потребление. Зачем себя зажимать в такие рамки? Ну а если кто-то считает, что будет использовать прибор в поле, то он автоматически ставит себя на низшую ступеньку иерархии работников отрасли: жизнь в командировках вместо работы в уютном офисе за своим собственным столом в удобном кресле.

P.S. Забыл об одном устройстве, где автономномное питание оправдано. Это часы. В результате того, что потребление маленькое, менять батарейки приходится редко (раз в несколько лет), это можно терпеть. Но есть и обратная сторона низкого энергопотребления - на таких часах в темноте ничего не видно.