je zit gevangen. Een kortere weg in het bos veranderde in een val. je auto kruipt van de dampen, de batterij van mijn telefoon is leeg en je hebt niemand over mijn plannen verteld. De kleine piepende waarschuwing van je telefoon voelt meer als een aftelling dan als een technische waarschuwing.
Dan breken de bomen. Voor ons opent zich een zonovergoten weide. Je parkeert, stapt uit en kijkt omhoog. Zonnige hemel. Er zijn geen wolken. Reik in het handschoenenkastje, trek de zonnelader eruit en sluit deze aan op uw telefoon. Draai het paneel om en stel het bloot aan zonlicht. Zet het op een boomstronk. Wacht nu. Je hebt tijd om te lezen. Er komt hulp, aangedreven door de zon.
Vóór 2010 had deze situatie slecht kunnen aflopen. Je zou gestrand zijn zonder een manier om je apparaat op te laden. Tegenwoordig is dat niet het geval. Bedrijven overspoelen de markt met apparaten die zonne-energie gebruiken om alles op te laden, van smartphones tot AA-batterijen.
Laten we eens kijken hoe deze apparaten daadwerkelijk werken.
Зміст
De natuurkunde van licht tot kracht
Zonneladers produceren geen energie. Ze converteren het. De kerncomponent is de fotovoltaïsche cel. Deze zijn meestal gemaakt van silicium en gelaagd met positieve en negatieve materialen. Wanneer zonlicht een cel raakt, slaan fotonen elektronen los. Hierdoor ontstaat er een elektrische stroom.
Het is geen magie. Het is natuurkunde.
De efficiëntie is belangrijk. Goedkopere panelen hebben lagere conversiepercentages. Ze verspillen het grootste deel van het zonlicht dat op hen valt. Betere panelen gebruiken multi-junction-cellen of silicium van hogere kwaliteit om meer energie op te vangen. Dit is de reden waarom sommige opladers in direct zonlicht werken, maar niet in de schaduw. Ook de hoek van de zon speelt een rol. Voor maximale output heeft u directe belichting nodig.
Opslag: de ontbrekende schakel
Zonlicht is niet constant. is ingesteld. Regen. De wolken bewegen. Een stand-alone zonnelader is nutteloos als deze geen energie kan opslaan. Dat is de reden waarom de meeste moderne apparaten een ingebouwd batterijpakket hebben.
Het zonnepaneel laadt overdag de interne batterij op. Met de opgeslagen energie kunt u uw telefoon ‘s nachts of in het donker opladen. Deze ontkoppeling is cruciaal. Hiermee kunt u energie oogsten wanneer deze overvloedig aanwezig is en deze gebruiken wanneer u deze nodig heeft.
Sommige geavanceerde apparaten hebben batterijen met een hoge capaciteit waarmee u uw telefoon meerdere keren kunt opladen. Er zijn ook dunne, flexibele strips die zijn ontworpen om rechtstreeks aan uw laptop of tas te bevestigen. Hoewel de buitenafmetingen veranderen, blijft het principe hetzelfde. Leg het licht vast. Slaat energie op. Laat het later los.
Waarom dit belangrijk is voor gewone gebruikers
De meeste mensen beschouwen zonneladers als speciale uitrusting voor wandelaars. Het is verouderd. Het is zelfs beter geschikt voor dagelijks gebruik.
Denk aan pendelaars. Parkeer uw auto de hele dag in de zon. Je kunt de powerbank volledig opgeladen houden door hem aan een klein paneeltje op je dashboard of tas te bevestigen. Maak onderweg naar huis verbinding met uw mobiele telefoon. Een stopcontact is niet nodig.
Of een passagier. Er zijn dure en onbetrouwbare winkels in uw stad. Met een oplader op zonne-energie kunt u verbonden blijven zonder dat u op zoek hoeft naar een koffiebar. Het gaat over onafhankelijkheid. U hoeft zich geen zorgen te maken over het laadniveau van de batterij, zelfs als u niet thuis bent.
De technologie is volwassen geworden. Het paneel is nu lichter. De batterij heeft meer vermogen. De prijzen zijn gedaald. Dit is niet alleen meer voor survivalisten. Ideaal voor degenen die vrijheid van beperkingen op prijs stellen
De zon schijnt al miljarden jaren op de aarde. Mensen hebben pas onlangs geleerd meedogenloze hitte en licht om te zetten in daadwerkelijke elektriciteit. Het begon in 1954 met een zonnecel van Bell Laboratories. Oorspronkelijk bedoeld om satellieten in een baan om de aarde van stroom te voorzien, waren ze duur en omvangrijk. nu? Hij is klein genoeg om in een rugzak te passen. Maar hoe halen we energie uit licht?
Het heeft met elektronen te maken.
Elektriciteit verplaatst alleen elektronen. Meestal beperken ze zich tot een baan rond de kern van een atoom. Een atoomkern bestaat uit protonen en neutronen, de basisbouwstenen van alles wat we kunnen aanraken. Sommige stoffen houden elektronen stevig vast. Als je ze maar genoeg een trap geeft, laten anderen ze gaan.
Voer het foton in.
Fotonen zijn pakketjes lichtenergie. Wanneer zonlicht een zonnecel raakt, raken deze fotonen de siliciumatomen. Silicium is het favoriete materiaal voor de meeste panelen. Door de schok worden de elektronen losgemaakt. Dit fenomeen wordt het foto-elektrisch effect genoemd.
Maar losse elektronen helpen je niet veel, tenzij ze ergens heen kunnen. losse elektronen zijn niet erg nuttig. Dat is waar doping om de hoek komt kijken.
Fabrikanten voegen onzuiverheden zoals boor en fosfor toe aan silicium. Hierdoor ontstaat er een onbalans. De positieve en negatieve ladingen scheiden zich en er ontstaat een intern elektrisch veld. Wanneer de fotonen inslaan, duwt het elektrische veld de uitgezonden elektronen naar de voorkant van de cel. De achterkant is positief geladen.
Sluit een extern circuit aan en boem. Elektronen stromen.
Ze passeren de connectoren van het apparaat en voorzien het apparaat van stroom. Eén cel produceert slechts 1-2 watt. Niet genoeg voor iets ernstigs. Je verbindt dus veel cellen tot modules. Deze modules genereren voldoende energie om een batterij op te laden.
Opslagchemie
Zonnepanelen zijn doorgaans niet rechtstreeks op de lithium-ionbatterijen van de telefoon aangesloten. Dat zou rommelig zijn. Spanningsschommelingen, oververhitting en verminderd zendvermogen. Nee.
De meeste zonneladers hebben een eigen ingebouwde batterij.
Het verzamelt energie via zonnepanelen en slaat deze op in een secundaire batterij (meestal een lithium-ion- of ander chemisch type). Vervolgens verstrekken ze die opgeslagen stroom aan uw gadget. Dit is een buffersysteem. Je laadt de oplader op. De oplader laadt je telefoon op. Geen netaansluiting nodig.
Wanneer u een lithium-ionbatterij oplaadt, verplaatsen de ionen zich van lithium naar koolstof. Door die stroom om te keren, wordt het potentieel van de batterij hersteld. Zonneladers doen hetzelfde, maar de bron is de zon.
Deze configuratie biedt duidelijke voordelen voor mensen die niet op het elektriciteitsnet zijn of het zoeken naar een stopcontact beu zijn.
Voordelen van een batterijlader op zonne-energie
Waarom zonne-energie belangrijk is
Onafhankelijkheid en zuiverheid van opladen via zonne-energie
Het belangrijkste voordeel is eenvoud. Voor het opladen is geen stopcontact nodig. Dit zorgt voor echte mobiliteit. Overdag is vrijwel overal zonlicht te vinden. Als de batterij van je telefoon leeg is en je belandt in de wildernis, wordt de zon je energiebron.
Er zijn ook enkele subtielere voordelen. Zonnecellen veroorzaken geen uitstoot.
Geen afval of bijproducten.
Fotonen die niet worden geabsorbeerd, gaan door het silicium heen of worden door het silicium gereflecteerd.
Dit proces is gebaseerd op het foto-elektrisch effect. Energie wordt overgedragen van fotonen naar elektronen.
Hierdoor kunnen elektronen vrij stromen. Elektriciteit zelf is geen energiebron. Het is een drager van energie. Er is geen probleem om het op deze manier te creëren.
Waarom is de netstroom niet altijd schoon
De elektriciteit die we uit het net halen, is vaak niet erg schoon. Laten we als voorbeeld de Verenigde Staten nemen in 2008. Bijna de helft van de elektriciteit komt uit de verbranding van steenkool. Steenkool is goedkoop. Het is gemakkelijk te gebruiken. Vervuiling is echter een ernstige zaak.
De EPA schat dat 59% van de zwaveldioxide in de lucht wordt geproduceerd door kolencentrales. Het produceert ook 50% van de fijnstofvervuiling. Kwikverontreiniging is ook een groot probleem. Opladen met zonne-energie vermijdt dit allemaal.
Compromissen van fotovoltaïsche technologie
Vrijheid en zuiverheid zijn de belangrijkste verkoopargumenten. Er zijn echter ook nadelen. De zon is ongeveer de helft van de dag afwezig. Hetzelfde geldt buiten de poolgebieden. De nacht maakt zonne-energie onbruikbaar.
Het weer is ook belangrijk. Dikke bewolking vermindert de efficiëntie. Zelfs bij fel zonlicht zijn de meeste in de handel verkrijgbare zonnecellen slechts ongeveer 10% efficiënt. Daarom is hij langzamer dan een standaard wandlader. Je moet langer wachten op een volledige lading.
Is het het waard?
Hoewel langzaam, is het nut duidelijk. Een zonnelader kan erg handig zijn als je vast komt te zitten in het bos. Het werkt zelfs als andere methoden niet werken.
In de volgende secties vindt u meer informatie over gadgets en gerelateerde technologieën.
