Как работают солнечные часы?

История и эволюция наручных часов до относительно недавнего времени сводилась к тому, чтобы сделать определение времени более удобным.

Сначала часы попали с полок в наши карманы. Мы придумали, как заводить их без ключей, а затем они переместились из карманов на запястья. Мы придумали, как заводить их автоматически, избавив себя от необходимости заводить часы каждый день. Затем появились кварцевые часы, предлагающие еще меньше ежедневных хлопот, большую точность и доступность. Солнечные часы – это следующий шаг: часы, которые избавлены от необходимости регулярно менять батарейки и питаются от возобновляемого, живительного солнца.

Я люблю механические часы, но с чисто практической точки зрения трудно поспорить с практичностью и производительностью часов на солнечных батареях. Однако вы наверняка не задумывались о том, как на самом деле работают солнечные часы. Здесь мы попытаемся вкратце объяснить, как работают эти электромеханические чудеса, а также ответить на некоторые распространенные вопросы о солнечных часах.

Как работают часы на солнечных батареях?

Если вы ищете объяснение того, как работают солнечные батареи или фотоэлектрический эффект, то это немного выше моих сил. Короче говоря, солнечные батареи преобразуют свет в электрическую энергию. Традиционно солнечные часы использовали несколько солнечных батарей на корпусе или циферблате. В наши дни солнечные часы более элегантно скрывают небольшую солнечную батарею за циферблатом (иногда солнечная батарея и есть циферблат).

Солнечные часы обычно накапливают энергию в аккумуляторах, чтобы питать себя в отсутствие солнечного света, например, ночью, когда они закрыты одеждой или помещены на хранение. Кроме того, это может быть очевидно, но все солнечные часы – это кварцевые часы.

Современные солнечные часы чрезвычайно эффективны: большинство из них нуждаются лишь в относительно небольшом воздействии прямых солнечных лучей, причем постоянное воздействие не требуется. В общем случае (каждый солнечный механизм отличается от другого), 3-5 часов под прямыми солнечными лучами будет более чем достаточно для зарядки солнечных часов в течение 6 месяцев. Большинство солнечных часов при полной зарядке могут работать несколько лет без дополнительной подзарядки. Многие из них оснащены энергосберегающими режимами, которые отключают дисплей или останавливают ход стрелок, если часы обнаруживают постоянное недостаточное освещение.

Обычно циферблат солнечных часов прозрачен, полупрозрачен или имеет отверстия, через которые видна солнечная батарея. Например, в часах Cartier Tank Must Solarbeat солнечная батарея выведена через цифры циферблата. Это элегантное решение делает Solarbeat практически неотличимыми от обычных Tank. Еще один современный метод можно найти в высококлассных солнечных часах Citizen «The Citizen», циферблаты некоторых из которых сделаны из тонкой полупрозрачной бумаги washi (такую часто используют в раздвижных ширмах shoji (сёдзи) в Японии), закрывающей солнечную батарею.

История солнечных часов

Солнечные батареи начали поступать в продажу в 1950-х годах, хотя для большинства потребителей они оставались непомерно дорогими. Уже в 1952 году компания Patek Philippe провела эксперимент с часами на солнечных батареях, которые были представлены на Базельской ярмарке. Однако только в 1970-х годах, когда технология интегральных схем усовершенствовалась настолько, что стало возможным создание кварцевых часов (что привело к так называемому “кварцевому кризису”), а небольшие солнечные элементы стали достаточно доступными для использования в небольших потребительских электронных устройствах, мы увидели первые в мире настоящие часы на солнечных батареях – Synchronar 2100.

Часы Synchronar 2100, представленные в 1972 году и разработанные американским инженером-самоучкой Роджером В. Рилом, стоили около 500 долларов США (или 3770 долларов США в сегодняшних деньгах), имели диаметр 40,8 мм, герметичный корпус в форме шкатулки, цифровой светодиодный дисплей, вечный календарь, отслеживающий дату до 2100 года, и питались от двух выдающихся солнечных батарей, расположенных на верхней части часов. Хотя технически часы впечатляли, их высокая цена позволяла отнести их к категории элитных часов, а громоздкий научно-фантастический дизайн делал их труднопродаваемыми, когда они появились на рынке в 1975 году.

Еще одними солнечными часами стали Uranus Solar-LED, которые также были выпущены в 1975 году. Они отличались более традиционным дизайном, чем Synchronar, и размещали свои солнечные элементы на циферблате часов, что стало преобладающим форматом для большинства солнечных часов в дальнейшем. Годом позже, в 1976 году, Citizen – теперь уже лидер рынка солнечных часов – выпустила Crystron Solar Cell, первые в мире аналоговые часы, работающие от света, и, возможно, первые в мире практичные солнечные часы. Среди других производителей часов, которые сыграли важную роль в развитии и популяризации солнечных часов, – Casio, Junghans и Seiko.

Нужно ли менять батарейки в солнечных часах?

Хотя солнечные часы обычно отличаются впечатляющим сроком службы, гораздо большим, чем обычные кварцевые часы, рано или поздно батарейки в солнечных часах придется заменить (несмотря на то, что маркетинг утверждает обратное). В среднем солнечные часы нуждаются в новой батарее каждые 10 лет, но некоторые часы могут прослужить и дольше. Например, Cartier утверждает, что батарея в часах Tank Must Solarbeat прослужит без замены “как минимум” 16 лет (для сравнения, высокоавтономные кварцевые механизмы Cartier служат 8 лет). TAG Heuer предоставляет 10-летнюю гарантию на часы и 15-летнюю гарантию на батарею для своих моделей Solargraph. Кроме того, существует множество анекдотических случаев, когда солнечные часы Casio живут до 20 лет без замены батарей. Все это говорит о том, что батареи солнечных часов служат очень долго.

Заменить батарейку в солнечных часах также достаточно просто. Однако в солнечных часах нельзя использовать стандартные щелочные кнопочные элементы, как в обычных кварцевых часах: эти батарейки не предназначены для подзарядки, поэтому для солнечных часов требуются специальные перезаряжаемые батарейки, о чем следует помнить, если вы хотите заменить батарейку самостоятельно. Стоит также отметить, что многие люди списывают солнечные часы на необходимость замены батареек или их поломку, хотя они просто нуждаются в дополнительной зарядке. Если вам попались солнечные часы, которые лежали без движения годами, подставьте их на несколько дней под прямые солнечные лучи – вы можете удивиться, обнаружив, что они снова ожили!

Можно ли заряжать солнечные часы от искусственного света?

Да, солнечные часы не нуждаются в прямом солнечном свете для зарядки, поэтому если вы живете в пасмурной местности или в стране с суровыми зимами, вы не лишены возможности иметь солнечные часы. Светильники и лампы в помещении также будут заряжать солнечные часы, хотя и с гораздо меньшей скоростью. Как уже говорилось, современные солнечные часы не нуждаются в длительном нахождении под прямыми солнечными лучами и могут работать в течение многих дней.

Экологичны ли солнечные часы?

По сравнению с обычными кварцевыми часами? Определенно. Поскольку часы на солнечных батареях могут работать гораздо дольше, они лучше для планеты, чем обычные кварцевые часы, и поэтому их часто называют “экологичными” или “устойчивыми”. Однако, с другой стороны, солнечные часы менее экологичны и устойчивы, чем механические, поскольку они все равно рано или поздно требуют замены батарейки, в то время как механические часы (при правильном обслуживании) прослужат десятки и даже сотни лет.