Une quantité extraordinaire de recherche, de conception, de technologie et d'innovation est consacrée à la création de chaque produit Goal Zero, depuis les premiers dessins CAO jusqu'aux phases finales de production. Dans notre Des ingénieurs série, nous avons un aperçu des coulisses du développement de nos produits portables d'alimentation, d'énergie solaire et d'éclairage, directement par les ingénieurs qui les conçoivent.

Nous avons récemment publié notre nouveau Panneau solaire Nomad 7 Plus , un panneau qui, selon nous, constitue une avancée majeure par rapport à notre offre de produits actuelle. Nous avons rencontré quelques-uns de nos ingénieurs pour entendre ce qu'ils avaient à dire sur le panneau, le processus de conception et la technologie qui le sous-tend.

OÙ NOUS EN SOMMES AVEC LE SOLAIRE

Keyvan Vasefi, vice-président de l'ingénierie

Lorsque vous pensez à un panneau solaire et à la façon dont nous captons l’énergie, il y a quelques éléments. Au niveau le plus basique, il y a la cellule, qui est cette plaquette de silicium d'environ 5 pouces de large et conçue pour capter la lumière et la transformer en électricité à son niveau le plus élémentaire. Ainsi, tout le monde dans l’industrie solaire essaie de faire beaucoup de recherches et de déterminer quelle est la prochaine étape que nous pouvons franchir en termes d’efficacité ; si vous avez X quantité de cellules avec de la lumière frappant la surface, quelle quantité d'énergie en retirez-vous réellement par rapport à ce que vous devriez théoriquement en retirer.

Des améliorations sont apportées par l'industrie et les choses ont beaucoup changé au cours des 15 à 20 dernières années ; cependant, récemment, il n’y a eu que de légères améliorations progressives de l’efficacité. Certaines de ces améliorations vous font passer de 20 à 25 % d’efficacité, mais elles peuvent vous coûter cinq fois plus cher. Il est important de trouver un équilibre entre coût et efficacité, mais dans de nombreuses situations, il vaut simplement mieux avoir un peu plus de surface que de payer cinq fois plus.

Une grande partie de nos efforts et de nos innovations se déroulent au-delà de la cellule. Nous trouvons les meilleures cellules possibles pour notre application, puis une grande partie des avantages que vous tirez de notre travail se produisent une fois que vous avez transformé l'énergie solaire en électricité. C'est là que nous avons réalisé un travail très intéressant avec notre nouvelle génération de panneaux. Nous avons travaillé pour répondre à la question ; comment l'électronique maximise-t-elle la capacité des cellules solaires. C'est là où nous en sommes actuellement, car les technologies existantes semblent se heurter à ce mur d'efficacité et de coût, mais nous travaillons toujours sur des cellules plus efficaces.

LE NOUVEAU PANNEAU

Keyvan Vasefi, vice-président de l'ingénierie

La manière la plus simple d’expliquer le nouveau panneau est de le comparer à la version précédente. Quand on pense au panneau Nomad actuel sur le marché, il s'agit d'un produit entièrement intégré. Mais j’aime considérer le panneau solaire Nomad 7 Plus comme davantage un écosystème. Nous avons décidé de décomposer davantage le panel afin de mieux l'optimiser pour certains cas d'utilisation. Nous nous sommes retrouvés avec, au lieu d'un seul panneau avec tout ce qui s'y trouve, vous disposez désormais de trois sous-systèmes.

Le premier sous-système est simplement le panneau lui-même qui prend l’énergie photovoltaïque (lumière du soleil), la capte et la transforme en électricité. Nous avons travaillé pour rendre ce sous-système le meilleur possible et l'avons pris du 16 oz. sur le V2 pour être maintenant de 4 oz.

Le deuxième sous-système est la boîte de jonction. Sur l'ancien panneau, il était intégré à la pochette arrière. Avec le Nomad 7 Plus, nous avons décidé de le séparer et d'en faire un composant modulaire. La technologie évolue constamment, en particulier avec les appareils USB et mobiles. Nous avons donc voulu créer un moyen, si nécessaire, de permettre aux utilisateurs de procéder à une mise à niveau sans avoir à acheter un tout nouveau panneau. L'autre chose sur laquelle nous avons travaillé était d'intégrer un niveau d'optimisation dans l'électronique.

Considérez un panneau solaire comme une voiture. Le moteur est conçu pour fonctionner à une puissance optimale à un certain régime et si vous n'aviez pas de transmission à plusieurs vitesses, vous auriez vraiment du mal à faire monter cette voiture à la fois sur une colline à 10 mph ou à voler. sur l'autoroute à 70 mph. La seule façon de faire fonctionner ce moteur efficacement est d’utiliser cette transmission à plusieurs vitesses. Il existe une technologie dans l'industrie solaire appelée Maximum Power Point Tracking (MPPT) qui est en fait une transmission automatique pour un panneau solaire. Le panneau solaire est conçu pour un certain pic et le contrôleur MPPT donne effectivement au panneau l'impression qu'il fonctionne à des performances maximales même s'il n'y a pas de conditions atmosphériques optimales. Cela nous permet essentiellement d’utiliser toute l’énergie disponible provenant du panneau tout en minimisant les déchets. Cette technologie n'a pas été traditionnellement intégrée aux panneaux portables, nous nous sommes donc mis au défi d'intégrer un certain niveau de technologie MPPT dans nos composants électroniques et nous avons maintenant développé un processus en instance de brevet pour faire exactement cela dans le Nomad 7 Plus.

Le troisième sous-système est la béquille et nous avons travaillé pour y intégrer quelques solutions différentes. Par nature, les panneaux tentent de capter autant d’énergie solaire que possible pour se réchauffer. Les batteries n'aiment pas la chaleur, vous pouvez donc facilement rencontrer des problèmes pour placer une batterie directement à l'arrière d'un panneau solaire ou intégrée à celui-ci. Nous avons délibérément conçu la béquille pour fournir un tampon contre la chaleur du panneau. Il permet également aux utilisateurs de placer le panneau selon un joli petit angle sans avoir à trouver quelque chose contre lequel l'appuyer.

LE BESOIN DE CHANGER

Sterling Robison, ingénieur électricien

Tout ce que nous avons fait sur le Nomad 7 Plus visait à contourner certains problèmes rencontrés avec l'ancienne version. L’un d’entre eux consistait à améliorer l’expérience de chargement des téléphones. Ce que nous avons fait pour résoudre ce problème, c'est d'abord la fonction de redémarrage automatique dynamique. Il existe quelques autres produits qui font quelque chose de similaire, mais ils ne résolvent pas directement le problème. Nous avons en fait un algorithme qui surveille votre téléphone pour dire : « Hé, je ne vais plus charger. Il y a quelque chose qui ne va pas ici », ce qui se produit généralement à la suite d'un nuage ou d'un problème qui interrompt l'alimentation électrique. Au lieu d'attendre que les choses s'arrangent d'elles-mêmes, cet algorithme prend le relais, communique avec votre téléphone et fait bouger les choses à nouveau.

L'autre chose que nous avons faite était le MPPT, où nous avons la possibilité de mesurer l'énergie solaire disponible provenant du panneau solaire, puis, grâce à un autre algorithme, nous pouvons faire correspondre la puissance disponible avec ce que demande votre téléphone. Nous avons développé un moyen d'aider votre téléphone à consommer moins d'énergie en manipulant le niveau d'énergie à la sortie du port USB.

Nous voulions également aider les gens à utiliser le panneau plus efficacement, c'est pourquoi nous avons ajouté l'indicateur d'intensité solaire. Ce n'est pas seulement une lumière qui vous montre que le soleil est sorti, elle vous montre en fait la quantité d'énergie disponible. Espérons que cela résout la situation dans laquelle les gens ne positionnent pas correctement leurs panneaux et élimine les incertitudes sur les temps de charge à partir de l'énergie solaire. Une autre chose qui me passionne vraiment est de pouvoir savoir non seulement la quantité d'énergie disponible, mais aussi la quantité d'énergie réellement consommée par mon appareil. Ce que beaucoup de gens ne savent pas, c'est qu'il existe de nombreuses variables en ce qui concerne la quantité d'énergie consommée par leur téléphone ; comme la longueur de votre cordon ou la façon dont vous avez branché l'appareil. Nous configurons les voyants lumineux pour communiquer via le taux de clignotement sur ces mêmes LED. Nous voulions que les gens puissent reconnaître rapidement ce qu'est une charge rapide ou lente.

Fondamentalement, vous mettrez le Nomad 7 Plus au soleil et vous verrez un certain nombre de LED s'allumer. En gros, cela signifie que pour une seule LED, vous avez environ deux watts de soleil et lorsque les quatre sont allumées, vous avez environ cinq watts ou plus. Ce seront donc des lumières solides. En plus de cela, pour obtenir des informations sur la vitesse de chargement de votre appareil, nous avons un taux de clignotement. Nous avons l’impression d’avoir défini une fréquence que les gens comprennent intrinsèquement. Je pense qu'après l'avoir utilisé plusieurs fois, les gens comprendront rapidement ce qui est une bonne charge et ce qui ne l'est pas.

Nous espérons que la combinaison de tous ces développements aidera les gens à avoir une meilleure expérience de recharge à l’énergie solaire.

REGARDE ET RESSENT

Hank Howell, designer industriel

Le Nomad 7 Plus était en fait un projet de conception très difficile car il s'agit d'un panneau solaire. Il y a tellement de panneaux solaires maintenant ; c'est un projet de conception 2D plat. Il était donc difficile de trouver un moyen de le faire vraiment avancer et d'être innovant. Nous avons examiné toute une série de façons différentes de procéder ; nous avons essayé de sortir du cadre de la couture et du piquage. Nous ne voulions pas procéder de la même manière. Nous sommes tombés sur cette technique que nous utilisons actuellement qui est un processus de laminage. Nous pouvons rendre le panneau super plat et fin, ce qui allège beaucoup de poids tout en améliorant la durabilité, la résistance à l'eau et la régulation de la température. C'est donc assez excitant de voir tout cela se réaliser.

La principale caractéristique du point de vue du design industriel est le pied qui fait office de béquille. Il peut maintenir le panneau à l'angle droit, il comporte une poche intégrée dans laquelle vous pouvez mettre vos chargeurs ou votre téléphone, et si vous ne souhaitez pas l'utiliser, vous pouvez simplement le retirer.

Cette conception a été réellement motivée par le processus de laminage. Nous devions vraiment bien comprendre comment ce processus de laminage allait fonctionner, puis nous devions travailler dans ces limites. Quel calque obtient le graphique ? Est-il posé sur le dessus ou est-il laminé à l'intérieur ? Des choses comme ça ont rendu le projet vraiment intéressant et c'était très amusant d'entrer dans un monde différent du design. Nous avons également réfléchi à ce que nous pourrions faire avec la béquille pour ne pas ajouter de poids ou de complexité, tout en la rendant vraiment conviviale et facile à comprendre. Tout ce processus a été très amusant et a pris du temps.

Le panneau est plus léger principalement parce que nous avons pu changer le PCB sur lequel nous collons les plaquettes solaires. Il est plus fin, mais ne sacrifie pas beaucoup de résistance et c'est un matériau très rigide. Nous nous sommes débarrassés de tous les tissus, coutures, fermetures éclair, cordons et boîtes de jonction supplémentaires et avons vraiment tout consolidé.

Le Nomad 7 Plus est beaucoup plus raffiné et simple. C'est donc beaucoup plus intelligent à tous points de vue.