Solcellemobiloplader

Er du også træt af ikke at have strøm på telefonen, mens du er på festival? Så er der hjælp at hente: I Maker Space i City Centre East holder foreningen UngEnergi til. De hjælper dig med at bygge din egen solcellemobiloplader gratis, så du kan lade din telefon op, selvom du ikke er i nærheden af en stikkontakt - det kræver bare sollys.

UngEnergi er VedvarendeEnergis ungdomsorganisation, og foreningen frivillige arbejder for at involvere unge i den grønne omstilling. Et af UngEnergis råd til, hvordan man bliver mere bæredygtig, er, at man skal tage på festival frem for på flyrejse for at spare på CO\(_2\)-udledningen - men også fordi festival er fedt!

UngEnergi vil gerne gøre det endnu federe, og derfor kan du gratis bygge din egen solcellemobiloplader. Vi har regnet lidt på den oplader, man kan få hjælp til at bygge, og vi har fundet frem til, at den en dag i højt sollys kan lade en telefon op på cirka 2,5 gange så lang tid, som det ville have taget, hvis man havde brugt en stikkontakt, og at opladeren udnytter cirka 10 % af solens energi.

Sådan har vi regnet det ud

I opladeren sætter man 10 små solcellerstykker sammen, og hver solcelle giver 0,5 V ved fuldt sollys. Når man sætter solceller i serieforbindelse, lægger man deres spænding sammen.

I UngEnergis solcellemobiloplader får man på den måde en spænding på \(10 \,\mathrm{solceller} \cdot 0,5\,\mathrm{V\, pr. \, solcelle}\,=\,5\,\mathrm{V}\). Strømstyrken i UngEnergis solcellemobilopladere er cirka 0,4-0,45A. En normal iPhone-oplader har en spændingsforskel på 5V, men en strømstyrke på hele 1A.

Vi kan udregne, hvor mange watt de to opladere giver, da effekten, P, er givet ved strømstyrken, I, ganget sammen med spændingsforskellen, U:

$$\mathrm{P_{solcellemobiloplader}}=5\,\mathrm{V}\cdot0,4\,\mathrm{A}=2\, W$$

$$\mathrm{P_{iPhone-oplader}}=5\,\mathrm{V}\cdot1\,\mathrm{A}=5\, W$$

Det betyder, at det tager \(\frac{5W}{2W}=2,5\) gange så lang tid at lade sin mobil op med solcelleopladeren - men til gengæld skal man bare lægge opladeren ud i solen (og bruge en Powerbank, hvis man har iPhone).

En normal solcelle omdanner cirka 10% af solens energi til strøm. Solens effekt på jorden er ca. 1000W pr. kvadratmeter, men det er ved klar himmel med solen nær zenit, så selv på en god sommmerdag i Danmark er værdien nok lavere. 

Vi bruger alligevel værdien til at estimere solcellemobilopladerens nyttevirkning, altså hvor mange procent af den indkomne energi, der bliver omdannet til grøn strøm til mobilen. Det gør vi ved at udregne arealet af solcellerne, der bruges til opladeren. På den måde kan vi finde ud af, hvor stor solens effekt er på dem:

Hver celle har et areal på 52 mm\(\cdot\)38 mm. Vi har 10 solceller, så derfor kan vi regne det samlede areal ud:

$$\frac{52 \,\mathrm{mm}}{1000\,\mathrm{mm\, pr.\,m}}\cdot \frac{38 \,\mathrm{mm}}{1000\,\mathrm{mm\, pr.\,m}}\cdot 10 = 0,01976\, \, \mathrm{m}^2$$

Vi udregner solens effekt på dette areal:

$$ 0,01976\, \, \mathrm{m}^2\cdot 1000\,\mathrm{W pr. m}^2=19,76 W$$

Nu har vi fundet den teoretiske værdi, og vi kan nu udregne, hvor effektiv solcellemobilopladeren er ud fra den teoretiske værdi på 19,76 W og den faktiske på 2 W:

$$\frac{2\,\mathrm{W}}{19,76\,\mathrm{W}}\cdot 100\%=10,12\%$$

Solcellemobilopladeren kan altså omdanne 10,12 % af solenergien til strøm - i hvert fald når solens stråler falder optimalt på jorden.

UngEnergis gratis workshop finder sted hver dag fra kl. 11-17 indtil d. 2. juli i Maker Space (City Centre East).

Kilder:

https://discussions.apple.com/docs/DOC-3511

https://da.wikipedia.org/wiki/Solen

http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/solceller/