Carregador Solar para Celular – Faça Você Mesmo seu Carregador

O Carregador Solar para Celular é um item que vem sendo procurado e explorado cada vez mais devido à sua fácil utilização e adaptação, podendo ser utilizado tanto em ambientes urbanos quanto em ambiente naturais longe de fontes diretas de energia elétrica.

A Energia Solar é um dos recursos naturais mais vastos que temos atualmente, é uma fonte renovável sem impacto direto à natureza e é facilmente utilizada através dos famosos Painéis Solares disponíveis no livre comercio.

O Projeto de Painel Solar para Celular é um dos mais procurados, afinal de contas, ele permite carregar nossos equipamentos enquanto caminhamos na rua, enquanto relaxamos no parque, em nossos momentos de lazer e trabalho de forma econômica e prática.

 

Energia Solar

A energia solar é uma energia obtida através da captação da luz e do calor emitido pelo próprio sol. Esta energia pode ser aproveitada de forma térmica ou fotovoltaica para a geração de energia térmica e elétrica, respectivamente.

Considerada uma fonte de energia limpa, a energia solar conquista cada vez mais seu espaço, sendo considerada uma das fontes de energia alternativas mais promissoras, porém pouco usada ainda devido ao seu custo consideravelmente elevado de produção.

 

Energia Solar Fotovoltaica

Os painéis solares que iremos utilizar em nosso Carregador utilizam como meio de captação de energia o método fotovoltaico, o qual converte a radiação solar em energia elétrica através das células fotovoltaicas.

As células fotovoltaicas normalmente são produzidas com silício, o qual reage à luz solar e provoca a movimentação dos elétrons até serem captados pelo campo elétrico, gerando a eletricidade.

Os painéis solares não necessitam de alta radiação para funcionar, porém o volume de radiação influencia diretamente na quantia de tensão e corrente produzidas por este dispositivo.

Diversos fatore influenciam na produção de energia nos painéis solares fotovoltaicos, por exemplo, a densidade das nuvens, os obstáculos como vidros no ambiente e até mesmo a estação do ano.

 

Os painéis solares produzem energia em dias nublados?

Sim. Mesmo em dias nublados os painéis solares produzem energia elétrica, pois o seu sistema funciona através da entrada de partículas de luz (fótons) e não da captação direta dos raios solares. Mas vale lembrar que a sua produção será também, bem inferior, assim como nos dias de inverno, onde os dias são mais curtos e sol está mais baixo.

 

Como fazer um Carregador Solar para Celular

Construir um Carregador Solar para Celular pode ser um pouco mais teórico do que imaginamos, Por isto iremos explorar um pouco mais as suas propriedades e possibilidades.

Dois itens são extremamente importantes para fazermos nosso carregador solar para celular, o Mini Painel Solar e o Regulador de Tensão, para realizarmos os nossos esquemas de ligação e delimitarmos modelos ideias de uso, iremos utilizar dois reguladores de tensão base.

 

Regulador de Tensão do Carregador Solar para Celular

Ambos os modelos utilizados são Reguladores de Tensão 5V USB, excelentes para o desenvolvimento de Carregadores para Celular, uma vez que possuem conexão direta para USB.

Dentre os dois Reguladores USB utilizados, a principal diferença entre os mesmos é que um deles é Step Up (Para mais) e o outro é Step Down (Para menos), ou seja, um ajusta a tensão para cima e outro ajusta a tensão para baixo.

 

Qual regulador de Tensão usar?

O Regulador de Tensão 5V USB Step Up é recomendado para Painel Solar com tensões inferiores ou iguais a 5V, dentro dos limites de especificação do mesmo, proporcionando uma saída com sinal contínuo, sem variação.

Já o Regulador de Tensão 5V USB Step Down, ele é recomendado para tensões superiores a 6V, também dentro dos limites de especificação, regulando a saída para 5V.

Outros modelos de regulador que não sejam USB podem ser utilizados, porém será necessária a devida adaptação e também, regulagem de tensão, para que possa ser possível conectar o celular para recarregar sem perigo de danos ao mesmo.

 

Mini Painel Solar

O Mini Painel Solar é um produto semelhante aos grandes painéis solares que encontramos instalados em diversas residências e campos de captação solar, porém em dimensões e especificações reduzidas.

As suas dimensões são ideais para aplicações em protótipos e projetos de pequeno porte como o próprio Carregador Solar para Celular, que preferencialmente deve ser quanto menor melhor para poder ser facilmente transportado.

Mas quando pensamos em construir nosso próprio dispositivo de carga com painel solar, nos esquecemos de algumas informações extremamente importantes, como as próprias especificações individuais de cada Mini Painel.

Fator o qual implica muitas vezes em projetos que, por exemplo, parecem funcionar, indicam carga no celular, mas não carregam a bateria, muitas vezes a porcentagem até chega a diminuir, mas isto acontece porque a corrente é insuficiente para este tipo de equipamento.

Um celular, atualmente, possui uma bateria de aproximadamente 4000mAh (mili Ampére hora), porém com todas as suas ferramentas e dispositivos integrados, se em uso, o consumo é extremamente grande, o que faz com que certas correntes sejam insuficientes para auxiliar na carga.

 

Qual a Corrente Ideal para Carregar o Celular?

Diversas são as possibilidades de resposta para esta pergunta, principalmente pelo fato de que cada bateria pode ter uma corrente mínima de carga e também pelo fato de que a corrente pode variar de acordo com o uso individual de cada dispositivo.

 

Após realizar algumas pesquisas e testes, consegui fixar uma corrente ideal para carga em aproximadamente 800mAh, uma corrente relativamente alta, mas que se aplica a todos os modelos com uma capacidade de carga consideravelmente boa.

ATENÇÃO: Esta é uma corrente genérica que pode atender a maioria dos painéis, porém para alguns modelos a corrente poderá ter ser superior a 800mA, sempre lembre de verificar as especificações do seu dispositivo para ter certeza.

 

Dificilmente conseguimos encontrar modelos de Mini Painel Solar com correntes elevadas como a recomendada anteriormente, porém podemos utilizar as ligações em série e paralelo para conseguirmos tais especificações, combinando painéis de mesmas especificações.

 

Quantos painéis são necessários para montar um Carregador Solar?

A quantia de painéis vai depender bastante do modelo de Mini Painel Solar, vai depender da sua tensão e da sua corrente, o recomendado para a produção de um Carregador Solar para Celular é a corrente de 800mA e a tensão de 5V, assim como já mencionado anteriormente.

 

Cada painel solar terá um método diferente de configuração, isto acontece devido ao fato de que cada um possui suas próprias especificações, muitas vezes insuficientes para carga e precisam estar associados a mais de um item.

Para compreendermos melhor estes conceitos vamos utilizar alguns painéis solares como base e vamos construir para cada, um modelo ideal de uso, levando em consideração o regulador de tensão, o número de painéis e demais informações.

 

Carregador Solar com Mini Painel Solar Fotovoltaico 6V 180mA

Para o projeto, as duas informações mais importantes para desenvolvermos nosso Carregador Solar para Celular é a tensão e a corrente, fatores os quais nos indicarão o esquema de ligação, série ou paralelo, e o regulador que utilizaremos.

 Tensão: 6V

Como a tensão é de 6V, já sabemos que como precisamos de uma saída de 5V, teremos que baixar a tensão, ou seja, teremos que utilizar um Regulador de Tensão Step Down.

Mas neste item, temos que ter bastante atenção em um fator, dos dois Reguladores de Tensão USB que temos disponível, o modelo Step Down, trabalha com voltagens maiores que 6V. Neste caso, se o tempo estiver um pouco nublado ou se tiver algum outro fator que impeça o painel de trabalhar em sua capacidade máxima, o projeto já ficará inviável.

Então não poderemos utilizar este painel? Poderemos sim, porém para isto o recomendado é elevarmos a sua tensão e o melhor método para isto é através de uma ligação em série, onde a tensão é somada e a corrente resultante continua a mesma, assim como vemos na imagem abaixo:

Após realizar a ligação em série entre os dois painéis, teremos uma tensão resultante de 12V e continuaremos com a nossa corrente em 180mA, agora o projeto poderá ser desenvolvido com o regulador sem problema de tensão insuficiente ou possíveis danos.

Corrente: 180mA

O segundo fator importante para o desenvolvimento do nosso Carregador Solar para Celular é a corrente, este item não influencia na escolha do Regulador, mas se for um valor muito baixo não conseguirá dar carga ao celular.

Ao utilizarmos um regulador de tensão, devemos levar em consideração uma informação bastante importante que é a relação de potência do nosso Mini Painel Solar, ao elevarmos a tensão como demonstrado acima, elevamos também a potência do nosso produto, veja:

Como vemos, ao dobrarmos a tensão dobramos também a potência, fato o qual fará total diferença para decidirmos quantos painéis solares utilizar em nosso projeto para alcançarmos a corrente que desejamos.

Quando um regulador de tensão diminui a tensão de saída, a tensão a mais que não é utilizada, como neste caso onde a diferença é de 7V, é convertida em corrente respeitando a relação de potência que apresentamos acima, veja qual será a corrente do nosso projeto quando reduzirmos a tensão para 5V:

Então, após reduzirmos a tensão no regulador para 5V, a corrente resultante da relação de potência será de 432mA, mas ainda temos na especificação do produto no site da Usinainfo, que o regulador que estamos utilizando possui uma eficiência de conversão de 96% (96/100), o que tem irá implicar em nossa corrente como vemos abaixo:

Como já estipulado, a corrente mínima ideal é de 800mA, como nossa ligação em série resultou uma corrente de 180mA, quantas vezes esta ligação é necessária para conseguirmos a corrente ideal através da ligação em série?

Para isto fazemos um cálculo rápido: dividimos a corrente ideal pela corrente do produto e sempre arredondamos para cima a quantidade de painéis, sabendo que uma quantia menor que a obtida ainda não chegará na corrente que desejamos, veja:

Neste caso, porém não serão apenas 2 painéis, mas sim 2 ligações em série como as apresentadas acima, ou seja, nosso esquema ideal para o Carregador Solar para Celular utilizará ao total 4 Mini Painel Solar 6V 180mA, assim como vemos na imagem abaixo:

Ao final, teremos um esquema de instalação com uma tensão resultante de 12V e 360mA, porém após passar pelo regulador e passar pelas conversões de potência, teremos na saída uma tensão de 5V e uma corrente máxima de 828mA.

 

Itens Utilizados:

– 1 Regulador de Tensão USB Step Down;

– 4 Mini Painel Solar Fotovoltaico 6V 180mA;

– Cabo Flexível TiaFlex Fio 0,50mm² – Preto.

 

Carregador Solar com Mini Painel Solar Fotovoltaico 5,5V 240mA

No Carregador Solar para Celular, as duas informações mais importantes são a tensão e a corrente como já vimos, mas agora vamos explorar cada um pouco mais estes itens, só que com outro modelo de mini painel solar.

 Tensão: 5,5V

Como a tensão de funcionamento deste painel é de 5,5V e precisamos de uma saída de 5V, teremos que baixar a tensão, porém o Reguladores USB Step Down que temos trabalha com voltagens maiores que 6V. Neste caso, assim como no modelo anterior teremos que elevar a tensão do painel para após fazer a sua regulagem, veja:

Após realizar a ligação em série entre os dois painéis, teremos então uma tensão resultante de 11V e continuaremos com a nossa corrente em 240mA, de acordo com as leis de ligação em série.

Corrente: 240mA

A relação de potência do nosso Mini Painel Solar, sofre alteração também neste caso, uma vez que quando elevarmos a tensão como demonstrado acima, elevamos também a potência do nosso produto, veja:

Quando um regulador de tensão diminui a tensão de saída, a tensão a mais que não é utilizada, como neste caso onde a diferença é de 6V, é convertida em corrente, veja qual será a corrente do nosso projeto quando reduzirmos a tensão para 5V:

Após reduzirmos a tensão no regulador para 5V, a corrente resultante da relação de potência será de 528mA, mas ainda temos na especificação do produto no site da Usinainfo, que o regulador que estamos utilizando possui uma eficiência de conversão de 96% (96/100), o que tem irá implicar em nossa corrente como vemos abaixo:

Como já estipulado, a corrente mínima ideal é de 800mA, como nossa ligação em série resultou uma corrente de 180mA, quantas vezes esta ligação é necessária para conseguirmos a corrente ideal através da ligação em série?

Para isto fazemos um cálculo rápido: dividimos a corrente ideal pela corrente do produto e sempre arredondamos para cima a quantidade de painéis, sabendo que uma quantia menor que a obtida ainda não chegará na corrente que desejamos, veja:

Neste caso, porém não serão apenas 2 painéis, mas sim 2 ligações em série como as apresentadas acima, ou seja, nosso esquema ideal para o Carregador Solar para Celular utilizará ao total 4 Mini Painel Solar 5,5V 240mA, assim como vemos na imagem abaixo:

Ao final, teremos um esquema de instalação com uma tensão resultante de 11V e 480mA, porém após passar pelo regulador e passar pelas conversões de potência, teremos na saída uma tensão de 5V e uma corrente máxima de 1012mA.

 

Itens Utilizados:

– 1 Regulador de Tensão USB Step Down;

– 4 Mini Painel Solar Fotovoltaico 5,5V 240mA;

– Cabo Flexível TiaFlex Fio 0,50mm² – Preto.

 

Carregador Solar com Mini Painel Solar Fotovoltaico 5V 200mA

Como a tensão de funcionamento deste painel é de 5V e sabemos que com a variação da radiação os valores de saída do painel serão menores que este, precisamos garantir que na saída do regulador sempre teremos 5V.

Precisamos garantir que caso a tensão diminua, o regulador consiga regulá-la para cima, fator o qual nos mostra que necessitaremos de um Regulador de Tensão USB Step UP e como já temos uma tensão favorável ao regulador de tensão com uma única Placa Solar, não precisaremos utilizar da ligação em série neste caso.

De acordo com o site da Usinainfo, o regulador que estamos utilizando possui uma eficiência de conversão média de 85% (85/100), o que irá implicar em nossa corrente como vemos abaixo:

Assim como nos casos anteriores, a corrente continua sendo inferior aos 800mA, o que nos força a utilizar a ligação em série para desenvolvermos o nosso Carregador Solar para Celular e que nos traz como base o mesmo cálculo para número de painéis que já utilizamos:

Já neste exemplo, não teremos as ligações em série, então serão apenas os 5 painéis que calculamos acima. O esquema de ligação completo desta ligação podemos observar na imagem abaixo:

Ao final, teremos uma tensão resultante de 5V, uma vez que na ligação em série a tensão permanece a mesma e a uma corrente máxima de 850mA, uma vez que as correntes são somadas neste tipo de ligação e já aplicamos o valor de Eficiência de Conversão.

 

Itens Utilizados:

– 1 Regulador de Tensão USB Step Up;

– 5 Mini Painel Solar Fotovoltaico 5V 200mA

– Cabo Flexível TiaFlex Fio 0,50mm² – Preto.

 

Carregador Solar com Mini Painel Solar Fotovoltaico 7V 1A

Como este Painel Solar fornece uma tensão de funcionamento de 7V, já superior aos 6 estipulador pelo Regulador de Tensão USB Step Down, poderemos utilizar o mesmo sem a necessidade de utilizar a ligação em série.

Porém assim como no modelo anterior, este modelo também poderá perder parte da sua eficiência quando convertido, de acordo com o site da Usinainfo, a eficiência de conversão média é de 96% (96/100), veja:

Para agregar ainda maior vantagem à utilização do Mini Painel Solar no Carregador Solar para Celular, o mesmo já possui em uma única placa a corrente superior aos 800mA que precisamos para gerar uma carga satisfatória ao nosso projeto.

Uma vez que não é necessária nem a utilização da ligação em série e nem da ligação em paralelo, podemos ligar o nosso Mini Pinel Solar 7V 1A diretamente no regulador de tensão, assim como vemos na figura acima, satisfazendo todas nossas necessidades iniciais.

 

Itens Utilizados:

– 1 Regulador de Tensão USB Step Down;

– 1 ;Mini Painel Solar Fotovoltaico 7V 1A;

– Cabo Flexível TiaFlex Fio 0,50mm² – Preto.

 

Conclusão do Carregador Solar para Celular

Que a Energia Solar veio para revolucionar os nossos conceitos de fontes renováveis isto é um fato, mas que com o tempo poderíamos utilizá-la de modo prático assim como em Carregadores Solar para Celular é algo que realmente impressiona.

Vivemos um momento tecnológico onde a tecnologia está na palma de nossas mãos e os recursos estão cada vez mais acessíveis, quando imaginamos no meio do nada criar energia? Agora com os Mini Painel Solar Fotovoltaico isto é possível.

Abaixo veja um resumo rápido dos modelos que desenvolvemos de ligação fotovoltaica para Carregador Solar para Celular:

Como podemos ver, o primeiro modelo e o segundo utilizam a mesma quantia de painéis e o mesmo regulador, porém a corrente final convertida do segundo modelo é a melhor que conseguimos obter.

Já no terceiro e quarto modelo, onde a tensão é a mesma e o que muda é o número de painéis, vemos que os resultados são os mesmos e o que realmente nos influenciaria no momento da compra é o valor total do projeto.

Mas agora vamos a duas perguntas importantes que vou responder de acordo com a minha opinião e convido todos a deixarem a sua opinião também nos comentários:

Qual modelo é o mais eficiente e qual eu indicaria?

Com toda certeza a ligação feita através dos painéis de 5,5V do segundo modelo, sua tensão e correntes superiores proporcionariam mesmo em das mais nublados a melhor eficiência e valores totalmente satisfatórios.

Qual o modelo mais econômico?

Neste quesito não há dúvidas, o modelo mais econômico e simples, principalmente para quem está iniciando, é o último modelo apresentado, o qual utiliza apenas um painel solar junto ao regulador de tensão.