Предисловие

Где-то в марте-месяце в порядке следования современным модным тенденциям было принято решение в наш будущий поход вместо кучи маленьких батареек взять одну большую и солнечную. Постараюсь поподробней описать, что же из этого у нас получилось.

 Наши цели

Обеспечить электроэнергией:

1. 2 рации – по 4 ААА в каждую
   
2. 1 GPS – 2 АА
3. 8 фотоаппаратов с аккумуляторами разнообразных форм-факторов (по мере надобности)
4. мобильные телефоны (при большом желании)

 Мысли

В течение пары дней я неспешно облазил отечественный и зарубежный интернет дабы составить более-менее полное представление о солнечных батареях, представленных на рынке. В подробности вдаваться не буду, советую почитать обзор по ссылке (более древняя версия здесь, тоже довольно интересная). Голова проясняется :)

Итак, что же нам надо? Прежде всего рации и GPS. А это ёмкие аккумуляторы стандартных типоразмеров. Для их массового заряда необходима батарея, выдающая небольшое напряжение (2В достаточно) и максимально возможный ток. Например, током 0.35А, который выдаёт довольно известное сегодня устройство AcmePower, 4 ААА аккумулятора по 1000мАч будут заряжаться (если там установлен действительно эффективный преобразователь) часов 15… солнце уйдёт за горизонт. Значит надо искать устройство принципиально другого типа.

 Солнечная батарея

В конце концов из всего многообразия выделились самодельные батареи московского производителя и одна конкретная модель у него. Сейчас той модели уже нет, взамен её представлена более совершенная. Вариант привлёк чрезвычайной простотой, довольно низкой ценой (1250р) и обещанным током заряда до 1.9А.

Другой батареей от этого же производителя у нас уже пользовался Лёня Егоров, его впечатления см. на http://leoshome.da.ru/  Кстати, любопытно – жива ли ещё та батарея? Что хозяин думает о ней по прошествии времени?

 И что ещё к ней потребуется

• Отличие моей батареи от ныне представленной на сайте заключается в том, что у моей в зарядном блоке не было никакого контроля заряда. Просто 4 гнезда для батареек АА и два диода для предотвращения разряда в отсутствие освещения. Поэтому для контроля заряда пришлось взять с собой мультиметр. Можно было и обойтись простым засечением времени заряда, но желание знать всё в граммах пересилило нежелание тащить лишние 200 грамм :)
  
  
• Для раций по турклубовской закупке взяли 20 ёмких аккумов GP AAA 1000мАч. Из расчёта по 2 комплекта на рацию + 1 запасной.
  
  
• Для GPS 4 аккума Duracell AA 2650мАч + N аккумуляторов от участников, которые они всё равно брали как запасные к своим фотоаппаратам. Собственно, к фотоаппаратам каждый набирал себе источники питания сам, исходя из своих соображений.
  
  
• В группе было ещё 2 фотоаппарата, работающих от фирменных литиевых аккумуляторов 7.4В (остальные – от АА), которые тоже хотелось как-нибудь заряжать. Логично было бы для этого купить повышающий преобразователь, способный от пары АА дать необходимое напряжение зарядки 8.4В. Но в тот момент в продаже они закончились, поэтому пришлось использовать понижающий преобразователь, давая ему на вход блок из восьми АА. На выходе с помощью джамперов и переменного резистора можно без труда получить точное напряжение и более-менее подходящий ток. В принципе у этого варианта есть свои плюсы по сравнению с повышающим преобразователем.  Вот такая штуковина:
  
  
  
  
• Ну и последний момент. Хотя на сайте производителя это в явном виде не упоминается, в предлагаемый зарядник нормально влезают только батарейки типа АА. Для ААА пришлось выдумать вот такую конструкцию:
  
  
  

 В походных условиях

Теперь по порядку о том, как всё это реализовывалось уже в походе.

• О креплении батареи
  Фотопластины выдают максимальный ток, будучи расположенными под 90 градусов к светилу. На мой взгляд, оптимальный вариант – нести их на клапане рюкзака. В конструкции предусмотрены удобные дырочки, за которые батарею несложно привязать. На обедах и ночёвках я обычно отстёгивал клапан и выкладывал его с батареей где-нибудь на камушке. На привалах рюкзак выставлялся на солнцепёк и подпирался палками. Тогда же проводились все измерения и замена аккумуляторов. К концу похода изрядно поднадоело, что на привале нельзя на собственном рюкзаке посидеть :( Выглядело всё это как-то так:
  
  
  
  
• О выходном токе
  Фотопластины из аморфного кремния, как указано на сайте производителя, тяготеют скорее к ультрафиолетовому концу спектра, что вполне и наблюдается в горах. При солнечном небе на высоте порядка 3000-3500 батарея стабильно выдаёт свои 2 ампера. Есть непроверенное подозрение, что на ледовом или снежном поле ток возрастает ещё где-то на 0.3А, но измерить это не удалось – год малоснежный и нормально походить по снегу и льду случилось только один раз, когда, увы, было не до измерений.
  Если солнце скрывается за облачком, ток падает минимум вдвое. В пасмурную погоду батарея даёт от 0.4 до 0.6А. На самом закате, если небо ясное, может быть до 0.6-0.9А. Напряжение держится на уровне 1.9-2.1В практически вне зависимости от освещённости.
  Когда вечером солнце заходит за хребет, ток мгновенно падает ниже 0.1А. При этом в пасмурную погоду особо темней и холодней может и не стать, а зарядка – всё, на сегодня уже закончилась. На отраженном от неба свете заряжать что-либо бесполезно.
  
  
• О процессе зарядки
  Использованные аккумуляторы из рации имеют напряжение около 1.2В, на зарядку такого комплекта у меня уходило примерно часа 2.5-3 в солнечную погоду, в облачную бывало и 5-6. То есть на два комплекта тратилось порядка 2/3 светового дня (ежедневно).
  Процесс зарядки я контролировал двумя способами – сначала с помощью мультиметра на каждом привале, а потом, приноровившись, просто отсекал время (удобно ставить напоминания на мобильном телефоне). У меня аккумуляторы считались заряженными, если напряжение на них было 1.40В и больше (возможно, тут я был не прав, и стоило всегда добивать аккумуляторы где-то до 1.44В, что требует определённого времени). Но и при 1.40В комплекта 4 ААА 1000мАч хватало в среднем на сутки, при том что обе рации работали на приёме практически весь ходовой день. Надо отметить, что с появлением у производителя автоматического низковольтового зарядника всё стало на порядок проще – теперь зарядник контролирует процесс сам, остаётся только следить за лампочками на нём. Это гораздо удобнее.
  Приходилось заряжать и АА 2500мАч, хотя и всего пару раз за поход. В солнечную погоду я устанавливал сразу все 4 штуки и за 5-6-7 часов аккумуляторы набирали заряд. Если погода не очень, ёмкие аккумуляторы стоит устанавливать по 1-2 штуки, чтобы время заряда не становилось дольше светового дня.
  
  
• О прочности и надёжности
  Батарея придумана и сделана туристами, и это действительно заметно. Фотопластины заламинированы в пластик, медные контакты залиты клеем типа герметика. Несколько раз, бросая рюкзак на привале, я попадал батареей в камень – всего несколько еле заметных царапин. Полная герметичность – в дождь батарею я ни разу не снимал (тем более, что зарядка продолжается и сквозь тучи :) ). Сам батарейный блок отлично спаян, ничего не скалывалось и не отламывалось. В общем 5+. То, что надо для похода.
  
  
• О массе
  Весь мой комплект из солнечной батареи, двух зарядных блоков, стабилизатора, 20 аккумуляторов ААА, 4 АА и нескольких пластмассовых батарейных блоков весил 700г. + 200г мультиметра для экспериментов в личном весе. Интересно, какова  экономия по сравнению с запасом батареек?
  
  
• О зарядке литиевых аккумуляторов
  Для литиевых аккумуляторов высокого напряжения я собрал вот такую конструкцию из заранее купленного батарейного блока на 8 АА, стабилизатора напряжения и кусочка изоленты. Надо сказать, получилось довольно надёжно и удобно.
  
  
   
  НО. Надо понимать, что такая штуковина хотя и работает, ей всё равно очень далеко до фирменного зарядника, а фотоаккумуляторы обычно дороги, гробить их - жалко. Стоит сначала хорошенько всё обдумать. Процесс зарядки зависит от ёмкости Li-ion блока, его внутреннего сопротивления, штатного тока и напряжения заряда. У каждого аккума каждого производителя эти параметры могут различаться, некоторые из них можно прочитать на аккумуляторе, некоторые - на заряднике, остальные - измерить. Так что не обещаю, что всё сразу штатно заработает. Лучше поставить несколько экспериментов дома, аккуратно всё проконтролировав.
  Мой фотоаппарат живёт на NB-2L (Canon PowerShot S60), у меня их было несколько разной ёмкости (700-800mAh). Разряженный аккумулятор имеет напряжение порядка 7.3V, заряженный - 8.3V. Штатный зарядник выдаёт 8.4V 0.5А. Выходной ток я установил на 0.4А джампером, выходное напряжение 8.4В с помощью многооборотного резистора. Здесь пригодился мультиметр, либо надо было с его помощью заранее всё отрегулировать в Москве. Я заряжал 2-3 часа, останавливаясь где-то на 8.1V. Для схожих аккумов других производителей скорее всего эти данные подойдут. Для аккумуляторов ёмкостью 1500mAh и более - не уверен. Любителям экспериментов - в помощь хороший сайт.
  Надо помнить, что литий не терпит перезаряда – вплоть до воспламенения и взрыва. Так что лучше аккумулятор немного недозарядить, это ему не вредно. И при любом раскладе лучше о таком заряднике не забывать :)
  Есть и другой подход, который я не опробовал – стабилизировать напряжение от 8-10 АА на автомобильные 12В и использовать адаптер прикуривателя, к которому продаются нормальные зарядники для любых устройств.
  
  
• О переноске батареек.
  Аккумуляторы удобно переносить вот в таких батарейных блоках, при этом разные комплекты аккумов не перемешиваются между собой и за ними удобно следить.
  Hint: у этих блоков лучше оторвать провода и залить контакты в торцах клеем, иначе, когда вся электроника свалена в кучу в клапане рюкзака, легко заработать короткое замыкание чего-нибудь с чем-нибудь. У меня от этого с концами сгорели 2 ААА :( , если бы не было запасного комплекта к рациям, было бы грустно…
  
  
• О перегрузках
  Пару раз я забывал батарею на солнцепёке, задремав после обеда - аккумуляторы хватали довольно серьёзный перезаряд. Какие-то из них неединожды кратковременно закорачивало у меня в рюкзаке. А ещё их регулярно мучала сырость и каждую ночь - холод. Всё это, конечно, не совсем штатный режим работы для довольно нежных никель-металлогидридных элементов. За время похода всё это их не убьёт (кроме короткого замыкания :) ), но не стоит удивляться, если по приезду в Москву окажется, что какие-то из них потеряли в ёмкости и/или количестве циклов заряда-разряда. Интересующимся - ссылка на подробную информацию о работе с Ni-Mh.
  
  
• И о холодном лете
  Как это ни удивительно :) аккумуляторы, как и люди, ощутимо боятся холода. Не раз было, что вставленные утром по холодку аккумы еле-еле тянули, а потом, нагревшись тёплым днём, работали до вечера. А полностью заряженные аккумуляторы после двух не тёплых ночёвок на Приюте11 проработали всего часа два. Надо было прятать их во что-то тёплое, в спальник, что ли…

 Резюме

Исходя из опыта, полученного в августовском трёхнедельном походе 2к.с. по району Теберда-Узункол-Хотютау (с большим количеством солнечных дней :) ) могу рекомендовать солнечную батарею http://vampirchik-sun.nm.ru/zu3.htm для использования туристами в горах. Удобная, лёгкая, надёжная вещь, рассчитанная на наши суровые условия. Хороший вариант для зарядки большого количества АА и ААА аккумуляторов. Если требуется скорее зарядка высоковольтных устройств 5В и более, можно попробовать рассмотреть другие варианты от этого производителя.
При всём при этом стоит держать хотя бы один комплект батареек в заначке на всякий непредвиденный случай. Типа если небо упадёт на землю и подзарядить аккумы не удастся :(

Солнечных походов всем горным туристам! Конец ;-)

Василий Ломакин, Горный Турклуб МГУ, 2007.

P.S. А у Energizer появились очень интересные литиевые батарейки АА и ААА. Недешёвые (~70р за штуку), но легче обычных раза в три и с увеличенной ёмкостью.