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Chargeur solaire écologique et économique

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Temps de réalisation : 1/2h
Difficulté : Facile
Poids 34g sans pile
Coût : environ 10€, mais en plus autant de frais de port si on commande...


6,5 x 9,5 x 0,5cm - 34g tout compris. On voit bien le réseau de lentilles

Il faut :

Une cellule solaire 2V 200mA "bleue" : Il n'y a que Velleman qui en distribue, et encore indirectement. Donc il faut cliquer sur distributeurs. Je l'ai acheté chez Sonokit, au Havre, mais il faut commander au magasin, et attendre qu'il le reçoive..Gotronic est sérieux aussi, par correspondance, mais ils n'ont pas de support (coupleur) de piles R03/AAA... Conrad électronique a d'autres panneaux du même style, mais à l'unité de voltage (0,45V). Dans ce cas il en faut quatre de 200mA pour avoir l'équivalent.
Une diode shottky : type 1N5822, un peu surdimensionnée. Une diode est indispensable au montage. Sinon Il y a un peu moins bien : 1N5821 puis 1N5820 puis 1N5819 puis 1N5818 puis 1N5817 en fonction de ce que vous trouverez. Entre les deux extrêmes de la série il y a 10mA (5%) du courant à gagner... c'est pas énorme! Une diode normale peut faire l'affaire mais on perd beaucoup plus. Dans tous les cas moins d'un euro.
Un (ou plusieurs) coupleurs de UNE pile : On peut mettre un ou plusieurs supports, suivant que l'on veut recharger, une ou plusieurs piles en parallèlle. Mais l'intensité passant dans chaque pile sera divisée par autant de piles, et le temps de charge multiplié par autant de piles.
De le colle néoprène : pour fixer le support de pile. 2.5€ le tube, la super glue ne collera pas assez bien, et la colle de pistolet à colle ne supportera pas bien le plein soleil

Mesures et calculs :

Cellule "bleue", donc à silicium cristallin, contrairement aux cellules marron "silicium amorphe". Un réseau de microlentilles concentre les rayons lumineux.

CA NE MARCHE PAS A L'OMBRE (5-10mA), mais grâce à la diode ça ne se décharge pas d'un milli ampère.... c'est déjà ça! Mais ça marche pas mal sous les nuages quand même. Et quasiment aussi bien sous un soleil bien voilé. Dans une forêt ça charge chaque fois que ça passe au soleil...

Mesure sur une pile R03/AAA (mesures sensiblement équivalentes sur les piles R06/AA) à 17h30 au Havre le 6 juin, plein soleil:

140mA sur les 200 annoncés. Pas mal du tout pour la surface. 90mA à 70-80° du bon axe (l'axe des rayons du soleil) c'est la bonne surprise! Merci les lentilles!

Type de pile / capacité 17h au Havre en juin , bien orienté 17h au Havre en juin , très mal orienté Conditions idéales
R06 "photo" 2200mA/h NiMh
20h
32h
14h
R03 "photo" équivalentes duracel alcalines
900mA/h - Équivalent R06 NiCd de bonne qualité
8,5h
14h
7h

R03 NiCd, équivalent à une mauvaise alcaline 240 mA/h

2,5h
3,5h
1,5h


Voilà, on multiplie les temps par le nombre de piles, ou on divise par le nombre de panneaux mis en parallèlle (grosso merdo 1/3 de l'énergie se perd). Les piles NiMh sont les plus intéressantes puisqu'on a pas à les charger à fond.

Rajout du 26/08/2006 : en fait, en montagne et en été, la violence du solei divise les temps d echarge par trois, n'oubliez pas de mettre votre crème solaire!

Méthode :

Le plus dur est de souder les éléments, rappel : il faut chauffer les éléments à souder, c'est eux qui font fondre la soudure, pas la panne du fer à souder. C'est tellement simple qu'un pistolet à souder convient.

Si on ne veut ou peut pas souder on peut utiliser des dominos d'électricien.

Il faut juste respecter le sens de la diode (mettre du bon côté la partie repéré par l'anneau gris)

Il n'y à qu'à coller à la néoprène pour fixer le support de pile. La super glue ne collera pas assez bien, et la colle de pistolet à colle ne supportera pas bien le plein soleil...

Sur le même principe, il faudrait trois panneaux pour brancher un portable (100g) :


Sauf dans le cas su montage avec téléphone portable/APN 3 panneaux, on peut par exemple charger une pile par panneau sur les 5 (5montages de base OU la batterie de réflex. Mais pas les deux en même temps

ATTENTION : pour la recharge des téléphones portables et APN, lisez la tension écrite sur le transformateur. Avec le NOKIA que j'ai sous les yeux, il est écrit 3.7V et comme on ne passe pas par la diode, deux panneaux suffisent.


Dans le cas d'un chargeur téléphone portable ou autre APNà deux panneaux solaires, on peut n'utiliser que les modules (2) et/ou (3).

On pourra charger par exemple
une seule pile R03 pour un lecteur MP3 (module (2))
deux piles R06 pour un APN (module (3))
et un téléphone portable...
à la vitesse d'un escargot, puisque l'intensité est répartie entre ces trois composants

Le modèle fait pour mon père, APN utilisant deux piles R06 :


La diode, beaucoup plus petite que celle de mon montage, est noyée dans la colle en bâtons, au bout du fil rose. On peut protéger les soudures avec cette colle, car la chaleur ne lui sera pas communiquée par le panneau, puisqu'elle ne le touche pas. Les porte piles sont collés avec de la néoprène, ainsi que le fil rose. On peut charger les petites piles R03, mais elles ne tiennent pas bien... donc seulement quand on pose le panneau quelque part, pas en marchant. La charge des piles étant indépendante, celle qui est la plus déchargée accaparera le plus de courant, jusqu'à ce que l'équilibre soit rétabli.

Mise à jour du 03/07/2007 :

De nouveaux panneaux solaires sont en vente chez Conrad. Dans les mêmes dimensions que ceux de 2V, mais en huit éléments de 0.45V, soit 3.6V sous un soleil dégagé... et seulement 80mA (107mA mesurés au soleil à 11h, ce 3 juillet).

Ceci me permet de réaliser un chargeur de deux éléments Li-Ion très léger, 160g, qui fonctionne même si le soleil est caché par d'épais nuages, avec seulement 3 éléments au lieu de cinq ou six de 2V. Dans ce cas, ils ne débitent plus que 10-20mA (testé en mai à 7h du matin, en plus!)

C'est donc pour mon APN, qui a les mêmes batteries que le réflex Pentax K10D, mais consomme plus.

Les panneaux sont en série, évidement, ce qui me fait monter la tension à 11-12V au soleil. L'assemblage est réalisé en toile adhésive forte, de façon à le replier en accordéon. Les points critiques sont surcollés à la néoprène. Un anneau rose permet un passage dans une sangle de sac , et un élastique dans l'interstice entre le panneau du bas et celui du milieu sert à bien le plaquer pendant la marche. De la colle en bâtons sert à interdire au fil de s'arracher au niveau des panneaux.

Un cordon élastique et ses deux boucles servent à fixer la batterie, et il est impossible de les perdre.

Le contact se fait grâce à un bout de plastique, deux vis en laiton soudées, encore de la colle en bâtons... C'est ce que je trouve de plus simple, léger et fiable.

La diode Schottky est noyée dans de la colle en bâtons, et le fil qui y est soudé fait un angle de 180°, de façon à ce que les efforts de torsion ne portent que sur du fil gainé de caoutchouc, ce qui limite son usure.

J'alimente mon disque dur autonome, c'est à dire qui me permet de vider mes cartes mémoires sans ordinateur, avec les batteries de mon appareil photo.

Selon la littérature et la pratique, un disque dur 2.5' s'alimente en "5V", en réalité de 4V à 6.5V. Mes batteries débitent de 7.4V. De manière empirique, j'ai d'abord abaissé la tension par six diodes "normales" en série, de 3 ampères. Prudent, mais inefficace : batterie chargée à bloc, je n'avais que 4V. Un peu déchargée, et je ne pouvais pas utiliser mon disque dur.

En enlevant diode par diode, mon disque dur fonctionne avec une batterie trop déchargée pour faire marcher mon appareil photo, et j'ai 6.2V, batterie chargée à fond... pour 3 diodes en série. Malgré leurs spécifications de trois ampères, elles chauffent pas mal, et j'utilise les trois autres en parallèle. Si une diode vient à tomber en panne, l'autre prend le relais! Tout ça est bien moins lourd qu'une batterie pour disque dur portable... voilà le pourquoi! Le système de fixation est plus rustique et usé que celui du panneau solaire, qui a bien plus servi (vis de PC, élastiques de papeterie). Les diodes sont rigidifiées : elles sont collées à la colle en bâtons sur un bâtonnet d'esquimau. Les couleurs vives sont là pour ne pas le perdre...

Un dessin valant mieux qu'un long discours, le voilà!

A+ pour de nouveaux bricolages!

ECRIVEZ-MOI si vous avez des questions.

Liens

Velleman : Fournisseur de fournisseurs... on cherche sur le site puis on cherche un distributeur...
Sonokit : Là où je l'ai acheté. 7,95€
Gotronic : (7.50€) où on peut le commander sur internet, avec la diode 1N5822 (0,60€) qui va bien, mais il n'y a pas de coupleur de piles... c'est à dire de support de pile R03/AAA. Il y en a chez Conrad électronique, mais pas les bons panneaux solaires... Bonjour les frais de ports! Sinon en général un tout petit magasin d'électronique en a.
Conrad électronique : d'autres panneaux, à l'unité (0,45V), mais plus lourds.
Akkuinternational : tous les accus officiels et officieux à des prix délirants. Une batterie d'origine pour mon APN coûtait 80-100€, en compatible c'est 7-8€... J'en ai commandé deux, une marche mieux que l'originale, l'autre moins bien.