Solárny pohon Citizen Eco-Drive

Tagy: Technológie a pojmy | Citizen | Klasické

Radek Vyhlídal | 6.12.2018 | 6 MIN | 3x komentár

Prečo je značka Citizen jedna z najúspešnejších v hodinárskom biznise? Dôvodov je viac, jedným z nich je bezpochyby technológia solárneho dobíjania, ktorú si tu bližšie predstavíme.

Systém solárneho dobíjanie batérie Eco-Drive

Asi najviac dominantnou technológiou, ktorá sa Citizen preslávila a ktorú nájdete asi v 90% všetkých hodiniek je systém solárneho dobíjanie Eco-Drive. Názov je skratka "Ecology Drive", bol zvolený preto aby bol zrejmý jej ekologický pôvod. Ide o technológiu, ktorá získava energiu pre chod hodiniek aj zo slabého svetla a jej nadbytok ukladá do akumulátora a nie je preto potrebné meniť batérie.

Ako mechanizmus Eco-Drive funguje? Základom je samozrejme svetlo, ktoré prechádza sklíčkom a ďalej číselníkom, ktorý je vyrobený zo špeciálnych svetlu priepustných materiálov, až k solárnemu článku. Ten mení svetlo na energiu, ktorú potom integrovaný obvod použije či uloží na neskôr do akumulačného článku. Takto získaná elektrina prebieha cievkou a spôsobuje magnetizované otáčania rotora. Ten poháňa ozubené kolieska, ktoré posúvajú ručičky hodiniek.

Vyššie popísaný mechanizmus vyzerá jednoducho, to však v skutočnosti nie je. Citizen na vývoji pracuje už vyše 40 rokov a za tú dobu dotiahol vývoj kľúčových komponentov ako solárny článok, číselník, integrovaný obvod k dokonalosti.

Solárný článok

Kľúčovou časťou je solárny článok, ktorý mení elektromagnetickú energiu svetla na energiu elektrickú. Pre túto premenu je potrebné, aby na solárny článok dopadlo svetlo. To je ale u hodiniek problém, pretože solárny článok nie je to, na čo by ste sa chceli pozerať. Dobre to ilustruje prvý model Citizen Eco-Drive, kde bol solárny článok viditeľný, čo nepôsobilo pekne.

Svetovo prvý quartzové hodinky poháňané svetlom Citizen Crystron Solar Cell

Citizen preto pracoval na riešení a výsledkom bolo jednak zvýšenie účinnosti solárnych článkov a po druhé ich umiestnenie pod číselník. Pri tomto riešení však vzniká dilema. Čim je číselník transparentnejší, tým ľahšie môže solárny článok vyrábať energiu, ale tým je tiež viac vidieť a naopak. Táto dilema spoločnosť Citizen vyriešila vývojom rôznych typov číselníkov a rôznych typov solárnych článkov.

Typy solárnych článkov

Citizen v súčasnej dobe používa štyri typy solárnych článkov vo svojich hodinkách so systémom Eco-Drive - štandardné, kruhový, tenký a priehľadný. Tie umožnili vyrábať hodinky menšie, tenšie v atraktívnejších dizajnoch. Prvým typom je štandardný solárny článok, ktorý nájdete vo väčšine výrobkov Citizen. Druhý potom kruhový solárny článok (Eco-Drive RING), ktorý je relatívne novinkou, vyvíjaný Citizenom od roku 2000. Tento typ solárneho článku umožňuje používať rôzne číselníky, vrátane tých svetlom nepriepustných. V tejto technológii je Citizen unikátny a žiadny iný výrobca ju zatiaľ nevie napodobniť.

Ďalší typ solárneho článku má tvar prstenca. Jeho unikátnosťou je neuveriteľná tenkosť jedného milimetra! Tento typ článku je dávaný do najtenších hodiniek Citizen ako napr. Modelové rady Stiletto, ktorá ponúka veľmi tenké hodinky s výškou do 5 mm alebo v modelovom rade Eco-Drive One, ktorá ponúka najtenšie solárno napájané hodinky na svete. Posledným typom je výroba priehľadného solárneho článku, ktorý je umiestnený priamo pod sklíčko a absorbuje svetlo odrazené od číselníka. Tento solárny článok zatiaľ nie je v žiadnom modeli, ale pravdepodobne sa na neho môžeme v blízkej dobe tešiť.ě těšit.

Typy solárnych článkov Citizen

Typy číselníkov

Umiestniť solárne články pod číselník bolo možné len vďaka vývoju nových typu číselníkov. Oproti prvým modelom, ktoré boli priesvitné z 80% a solárny článok tak bol veľa vidieť sa v súčasných modeloch stretnete, vďaka účinnejšiemu článku, s priepustnosťou iba 20%. Solárneho článku si tak ani nevšimnete. To, čo Vás okamžite zaujme u číselníkov solárnych hodiniek Citizen, je ich rozmanitý dizajn, ktorý ponúkajú. Samozrejme za tým stojí kopa nových technológií ako napr. Technológia pokovovania zrážaním kovových pár, ktorého výsledkom je tvrdý keramický materiál umožňujúci priechod svetla a zároveň úplne maskuje solárne člálok. Ďalšia technológia použitá pri výrobe číselníkov je URF (Under Reflection Film). Pretože u väčšiny číselníkov s Eco-Drive nemôže Citizen použiť kov, dodal číselníkom aspoň kovový lesk. Táto možnosť využíva rozdielu medzi indexom lomu hornej reflexnej vrstvy a spodného reflexného plátku, takže číselník dostáva krásny kovový lesk aj keď nie je vyrobený z kovu. Táto technológia je opäť napred oproti konkurencii.

Typy číselníkov Citizen

Viac o systéme Eco-Drive

Jednou z ďalších dôležitých častí systému Eco-Drive sú integrované obvody, ktoré sú "mozgom". V prvých svetlom napájaných hodinkách však spotrebovávali veľa elektriny. Reakciou firmy Citizen bolo úplne od začiatku prepracovať integrovaný obvod tak, aby bola dosiahnutá minimalizácia energetickej náročnosti. Tej bolo dosiahnutej zmenou konštrukcie tak aby pracovali pri malom napätí. To isté čakalo aj motor. Optimalizácia motora znamenala dosiahnuť to, aby fungoval s minimálnou spotrebou energie bez ohľadu na vonkajšie podmienky, ako sú zmeny teploty a kolísanie napätia batérie. Všetky tieto vylepšenia prispeli k výraznému zníženiu spotreby energie. Oproti prvému modelu z roku 1976 sa spotrebu podarilo znížiť na desatinu. Pre zaujímavosť, v porovnaní s chytrými hodinkami spotrebúva Eco-Drive len 1/90 000 energie!

Akumulátor oproti pôvodnému modelu doznal tiež značné zmeny. Z pôvodnej výdrže batérie 8 dní sa s použitím lítium-iónových akumulátorov dĺžka chodu vyšplhala na 6 mesiacov. Vyrobený bol dokonca jeden model, ktorého doba chodu je závratných 10 rokov. Šesťmesačné výdrž batérie aj v úplnej tme je neuveriteľná. Toho ale nebol dosiahnutý len tak, ale opäť vďaka funkcii vyvinuté firmou Citizen pre úspory energie. Hodinky napríklad dočasne zastavia rúčky, ak dochádza energia a nie sú po určitú dobu vystavené svetlu. Vnútri ale stále čas "tiká", ide čisto o zastavenie rúčok, ktoré sa po opätovnom vystavení svetla vrátia na správnu pozíciu a začnú sa normálne pohybovať. Na dochádzajúcu energiu a prechod do úsporného režimu hodinky upozornia pohybom sekundovej ručičky v dvojsekundových intervaloch. CITIZEN tiež vynašiel svetovo prvý indikátor úrovne svetla pre analógové hodinky. Ten detekuje intenzitu osvetlenia, ktoré dopadá na číselník, a túto úroveň generovanie elektrickej energie aktuálne zobrazuje, čo užívateľom umožňuje ľahko zistiť úroveň nabitia v akejkoľvek danej situácii.

Analogové zobrazenie sily dopadajúceho svetla

Eco-Drive dobíja nielen slnečné svetlo, ale aj akékoľvek umelé. Slnečná je však čo do účinnosti najlepšia, pri ideálnych podmienkach s ním hodinky nabijete do plna už za 9 hodín, pri zamračenej oblohe za 45 hodín. Pre porovnanie napr. Pod 30W žiarivkou za 150 hodín. Na jeden deň prevádzky však hodinkám stačia len 2 minúty na priamom slnečnom svetle. Životnosť batérie je približne 10 rokov a výmena za nový príde na niečo okolo 60 Euro. Výrazne však životnosť predĺžite tým, že budete hodinky udržiavať v stále nabitom stave.

Vývoj systému Eco-Drive v čase

1976 - prvé svetlom napájané analógové quartzové hodinky na svete Citizen Crystron
1986 - zvýšenie účinnosti, výroba prvých hodiniek s výdržou 200 hodín
1994 - Eco-Drive dostáva svoje jmono
1994 - prvý model so solárnym článkom pod číselníkom Citizen Attesa Solar Power
1995 - prvý svetlom poháňaný model s dobou chodu šesť mesiacov
2000 - nové formy solárnych článkov, objavili sa koncepty ako Solar Ring
2016 - 40. výročie oslávené výrobou najtenších svetlom napájaných hodiniek na svete Eco-Drive One