Способы проверки солнечных батарей
Итак, Вы решили купить солнечную батарею и нашли несколько вариантов. Например, панель нужной Вам мощности 100 Ватт предлагается разными производителями по разным ценам, условно 5, 6, 7 и 8 рублей за панель. Откуда может возникнуть такая большая разница в ценах «одинаковых по мощности» панелей, мы и попробуем разобраться.
Так как солнечные элементы составляют более 60% стоимости панели, именно играя с качеством (Grade) элементов производители получают более низкую стоимость готового изделия. Нет необходимости говорить, что в первую очередь перед покупкой нужно лично убедиться в том, что производитель использует качественные элементы Grade A, несмотря на то, что у всех продавцов написано только Grade A, A+, A++.
Элементы Grade B на 20-30% дешевле элементов Grade A, а элементы Grade C могут быть до 70-80% дешевле элементов Grade A. Отсюда и возникает столь значительный разброс цен готовых панелей. Качество элементов в конечном счете влияет на срок службы солнечной батареи с заявленной мощностью.
Точно определить качество солнечной панели только по визуальным признакам невозможно, т.к. на качество влияет большое количество возможных дефектов элементов и правильная классификация качества — это очень сложный процесс. Тем не менее, приведенные ниже сведения помогут избежать явных ошибок при покупке.
Как узнать качество солнечной панели (Grade A, B, C) по визуальным признакам элементов?
Существует несколько градаций качества, определяемых визуально при сравнении оттенков цвета всех элементов панели и проверке элементов на предмет видимых повреждений:
- Grade A+ / A++ — все элементы имеют одинаковый оттенок, нет видимых повреждений.
- Grade A — элементы могут иметь незначительные отличия в оттенке, нет видимых повреждений.
- Grade A- — элементы могут иметь отличия в оттенке, нет видимых повреждений.
- Grade B — элементы имеют разные цвета или царапины до 50 мм или отсутствие части токопроводящих дорожек длиной менее 5 мм.
- Grade C — элементы имеют разные цвета или видимые повреждения (сколы на краях или царапины более 50 мм или отсутствие части токопроводящих дорожек длиной более 5 мм).
Как узнать качество солнечной батареи по размерам и количеству элементов в зависимости от мощности?
Панели мощностью от 80 до 330 Ватт с качеством Grade A (от A- до A++) могут быть сделаны только из целых квадратных элементов размером 125 x 125 мм или 156 x 156 мм.
Например, монокристаллическая панель Grade A на 12 Вольт мощностью от 80 до 100 Ватт должна быть сделана из 36 элементов размером 125 x 125 мм. Если же такая панель сделана из 72 половинок размером 62 x 125 мм, то это панель Grade B или Grade C, т.к. никто в здравом уме не будет выполнять дополнительную работу и резать 36 элементов Grade A пополам.
Поликристаллических панелей на 12 Вольт мощностью от 80 до 100 Ватт с качеством Grade A не существует в принципе, т.к. не существует поликристаллических элементов размером 125 x 125 мм подходящей мощности. Такие панели собирают из обрезков элементов Grade B или Grade C размером 156 x 156 мм, отрезая сколотые и бракованные части элементов и получая 36 элементов размером около 104 x 156 мм или 72 элемента размером 52 x 156 мм.
Монокристаллическая или поликристаллическая панель Grade A на 12 Вольт мощностью от 140 до 160 Ватт должна быть сделана из 36 элементов размером 156 x 156 мм. Если же такая панель сделана из 72 половинок размером 78 x 156 мм, то это панель Grade B или Grade C, т.к. никто не будет выполнять дополнительную работу и резать 36 элементов Grade A пополам.
Монокристаллическая панель Grade A на 24 Вольта мощностью от 190 до 210 Ватт должна быть сделана из 72 элементов размером 125 x 125 мм.
Поликристаллическая панель Grade A мощностью 200 Ватт должна быть сделана из 48 элементов размером 156 x 156 мм, но она имеет нестандартное номинальное напряжение 16 Вольт.
Моно или поли панель Grade A мощностью от 240 до 270 Ватт должна быть сделана из 60 элементов размером 156 x 156 мм, но она имеет нестандартное номинальное напряжение 20 Вольт.
Моно или поли панель Grade A на 24 Вольта мощностью от 280 до 330 Ватт должна быть сделана из 72 элементов размером 156 x 156 мм.
Т.к. панели мощностью менее 80 Ватт невозможно сделать из целых квадратных элементов, то визуально определить качество нарезанных элементов по их размерам практически невозможно. Но если маломощная панель на 12 Вольт сделана из более чем 36 элементов, то это точно были элементы Grade B или Grade C.
На что еще обратить внимание?
Метод соединения солнечных элементов: ручная пайка (что видно по неравномерному распределению олова на токоведущих шинах) или сборка на автоматической линии.
Панель должна быть собрана под структурированным закаленным стеклом. Такое стекло имеет неровную поверхность, что уменьшает отражение света.
Сертификация. Зачастую покупатель не задумывается о том, что же именно сертифицировано, когда ему говорят, что у солнечной панели есть российский сертификат соответствия. Практически все российские сертификаты на панели подтверждают их соответствие одному из двух ГОСТов:
- ГОСТ Р 51597-2000 — «МОДУЛИ СОЛНЕЧНЫЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. Типы и основные параметры. 2001 г.» — в этом ГОСТе указано, что модули следует маркировать «ФСМ. » (фотоэлектрический солнечный модуль), т.е. фактически это ГОСТ о маркировке))
- ГОСТ 12.2.007.0-75 — «ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ. Общие требования безопасности. 1975 г.» — соответствие этому ГОСТу говорит о том, что Вас не ударит током от солнечной батареи))
Встречаются также солнечные модули с сертификатом ГОСТ Р 51991-2002 «Установки ветроэнергетические. Общие технические требования.» — наверно, если раскрутить такой модуль на ветру, то он будет вырабатывать очень много энергии)))
Исходя из вышесказанного получается, что на настоящий момент можно доверять только международным сертификатам, например, TUV. Рекомендуем ознакомиться с градацией качества на основе международных сертификатов.
Вес панели. В последнее время на российском рынке появились модули с уменьшенным на 25% весом. То есть некоторые производители сознательно пошли на уменьшение прочности модуля, используя более тонкое стекло и более тонкую алюминиевую раму. Таким образом был найден еще один путь снижения цены.
Точно определить такие модули при покупке можно только используя весы (т.к. на сайте можно указать недостоверные данные) и сранивая показания весов со значениями веса стандартных модулей:
| Мощность, Вт | Стандартный вес, кг | Уменьшенный вес, кг |
| 90 – 105 | 8 | 6 – 7 |
| 140 – 170 | 12 | 9 – 10 |
| 190 – 210 | 15 | 12 – 13 |
| 240 – 290 | 19 | 15 – 17 |
| 300 – 340 | 23 | 18 – 20 |
В продолжении можно узнать о том, как просто измерить мощность солнечной панели, чтобы не купить, например, панель мощностью 70 Ватт с маркировкой 100 Ватт.
Можно ли зарядить солнечную батарею без солнца
Каков принцип работы солнечной батареи? Полнофункциональное устройство, преобразовывающее солнечную энергию в электричество, состоит из трех элементов: фотоэлектрический элемент, контроллер заряда и аккумуляторная батарея (далее — АКБ). Для передачи нужного напряжения и силы тока на батарею, как правило, используются ШИМ-контроллеры заряда, которые помогают снизить нагрузку на батарею и продлить срок эксплуатации, благодаря уникальным алгоритмам контроля силы тока и напряжения при различных уровнях заряда АКБ.
Солнечный свет — основной источник энергии, обеспечивающий работу солнечной панели. Но извлечь энергию возможно и без солнца. Дело в том, что любой свет является источником энергии для фотоэлектрического элемента (солнечной панели). Другой вопрос — будет ли эффективен этот источник света для ваших целей?
Зарядка солнечной батареи в пасмурный день
Хоть и не видно солнца в пасмурную погоду, но электроэнергию солнечная панель выдавать будет. Облака — это не плотная штора, которой можно полностью перекрыть солнечный свет, поэтому часть лучей попадет на панель, и та сможет производить электроэнергию, необходимую для зарядки аккумуляторной батареи, хоть и не в таком объеме, как в безоблачный день. Количество получаемой энергии будет зависеть от площади солнечных панелей: чем больше площадь — тем больше электроэнергии вы сможете получать.
Еще один способ повысить эффективность солнечных батарей в облачную погоду — это использование контроллеров заряда МРРТ. Они увеличивают мощность системы при низком уровне освещенности или наличии облаков. MPPT-контроллеры сравнивают выдаваемое солнечными панелями напряжение и силу тока, уровень заряда АКБ и согласно заданному алгоритму выдают оптимальное соотношение напряжения/силы тока для зарядки батареи, которое может отличаться от номинального. Использование MMPT-контроллеров предпочтительней, чем применение ШИМ-контроллеров, так как с их помощью можно добиться большей мощности системы при условии недостатка прямого солнечного излучения.
Дополнительно стоит обратить внимание на чистоту солнечных панелей. Если панели загрязнены пылью, которую могло прибить дождем или нанести ветром, часть лучей будет отражаться от панели и соответственно количество получаемой энергии уменьшится. Для максимальной отдачи солнечные панели должны быть чистые. Варианты их очистки следует предусмотреть заранее, особенно если в вашем регионе снежные зимы. Покрытая снегом солнечная панель не будет производить электроэнергию.
Зарядка солнечных батарей от других источников света
Теоретически можно получать электроэнергию, направив искусственный источник света на солнечную панель. Например, направив луч прожектора с соседнего участка на ваши солнечные панели, вы получите небольшой всплеск активности фотоэлектрического элемента, но количество электричества, сгенерированного этим способом, будет ничтожно малым, его мощности вряд ли хватит, чтобы подзарядить телефон.
Но если вы в походе, у вас с собой есть портативное зарядное устройство и требуется немного зарядить какую-нибудь портативную технику, тут вам могут помочь все подручные средства, вплоть до разведения огня и зарядки телефона от света пламени. Конечно, способ сомнительный, но в ограниченных условиях, возможно, и будет неплохим подспорьем. Единственное, вам нужно расположить портативную солнечную панель на таком расстоянии от огня, чтобы она могла получать максимальное количество производимого света и не повредиться от теплового излучения костра. И возможно, поддерживая огонь продолжительное время, вам удастся хоть немного подзарядить ваше устройство.
Таким образом, для зарядки солнечных батарей можно использовать абсолютно любой источник света. Другое дело — хватит ли мощности источника для обеспечения ваших потребностей. В любом случае перед покупкой систем солнечных батарей настоятельно рекомендуется получить исчерпывающую консультацию у специалистов. А при проектировании системы — предусмотреть достаточный запас площади солнечных панелей для генерирования электроэнергии в сложных погодных условиях.
Как проверить работу солнечной батареи?
Если Вы собираетесь купить солнечную батарею или уже её купили, наверняка Вам хочется проверить её работоспособность и узнать, соответствует ли её мощность паспортным данным.
Для того, чтобы проверить работу солнечной батареи, понадобится всего лишь мультиметр для измерения тока и напряжения, и ясная солнечная погода. Подробно о том, как проверить мощность солнечной панели мультиметром, читайте в новой статье на нашем сайте.
При покупке солнечной панели можно не только проверить её мощность, но и визуально определить, соответствует ли её качество заявленному продавцом. Для визуального определения качества панели сравните её с фотографиями солнечных батарей разного качества (от Grade C до Grade A+).
Если вместе с панелью Вы покупаете аккумулятор, то скорее всего Вам будет интересно, как проверить гелевый аккумулятор, как его хранить и правильно эксплуатировать.
А если для солнечной электростанции Вам нужен не один аккумулятор, то советуем ознакомиться с особенностями эксплуатации аккумуляторов при параллельном и последовательном соединении.
Измеряем «солнце». ВАХ солнечных панелей своими руками
Я провожу бесплатные обследования солнечных станций, в результате чего в меня летят тапки мне делают замечания, что для предъявления гарантийных претензий нужно измерять именно падение мощности солнечной панели, к которой в основном и привязана гарантия. Так я пришел к необходимости обзавестись собственным прибором по снятию ВАХ ( IV Curve ) солнечной панели. Как сделать его самому за ~100$, и что это даёт — далее
Вступление
К сожалению, тестирование солнечных панелей даже профессиональным прибором, не является достаточным условием для производителя. Для полноценного юридического статуса и возможности вести диалог на равных с производителями солнечных панелей, нужно пройти сертификацию TÜV SÜD. Ни одной сертифицированной лаборатории в Украине нет. Я писал в головной офис TÜV SÜD, но наверно что то пошло не так.
Итого — выбросить >1К$ за красивую игрушку (без сертификации) смысла не было, алгоритм построения ВАХ расписан детально, отчего бы не построить свой велосипед прибор?
Но пока я читал про алгоритмы, то набрёл на IV Swinger 2, где сделали уже мопед создание которого расписано пошагово и очень чётко. При этом создатель инструкции очень толковый и общительный человек, за что ему отдельное спасибо.
Характеристики этой модификации покрывают все современные панели, в отличии от старых версий профессиональных измерителей. Снятие ВАХ солнечной панели занимает не более пары секунд. Единственным минусом является слабая масштабируемость по напряжению, и одним махом измерить параметры всего стринга солнечных панелей им нельзя, только отдельного экземпляра. Но даже сняв параметры всего стринга, всё равно нужно найти ту самую панель, которая так повлияла на общий результат, а ведь это именно то, что мы уже умеем!
Сборка
Далее процесс простой, но растянутый во времени.
паяем и тестируем.
Инструкция настолько подробная, что аж скулы сводит сборка напоминала конструктор лего.
Беда пришла откуда не ждали.
Для более точной настройки, а мне очень хотелось утереть нос владельцам приборов за 1К получить максимальную точность, есть возможности дополнительной точной калибровки. Для этого нужен блок питания на 100 В, который у меня как раз применяется для электролюминесценции.
Самое обидное, что статью https://habr.com/ru/post/537612/ я читал буквально накануне, но пробежал как то “по диагонали”, подумав что это не про меня, спойлер — не угадал. Рекомендую прочитать её, это может быть и про Вас.
Итого накрылась материнка и свежесобранный прибор, которым я успел проверить только пару аккумуляторов. Все детали, кроме плат, я заказывал впритык, поэтому еще минус пару недель, на повторную доставку сгоревших компонентов.
Первые тесты
Желание провести первый реальный тест распирало, поэтому погодные условия не брались в расчёт.
Долгожданный первый результат. Вот так работает панель на 320 Вт зимой.
С наступлением солнечной погоды, был проведен ряд более полезных тестов, для проверки влияния того или иного типа повреждения и/или затенения на работу солнечной панели.
Снять параметры панели не успел, затенение отказывалось позировать.
Частичное “жёсткое” (обычно похожее дают расположенные вплотную дымоходы и прочие естественные преграды)
И наиболее часто встречающаяся в реальности тень — от проводов.
И да, это так подрос главный помощник из самой первой части, с КДПВ.
Основные проблемы, которые могут быть с солнечными панелями, и какой вид при этом должна принимать ВАХ я расписал в статье.
Натурные испытания
Опять потянулся длительный период ожидания хорошей погоды, и спустя лишь много лет пару недель я смог приступить к измерениям на своей солнечной станции.
Внимание! Высокое напряжение!
Все дальнейшие действия нужно выполнять при чётком соблюдении правил техники безопасности, во избежание встречи с праотцами 20 см дуги постоянного тока напряжением 800 В и током в 10 — 25 А.
Обесточиваем солнечную электростанцию, размыкаем стринги, проверяем. И только после этого переходим к следующему этапу.
ВАХ солнечной панели мощностью 280 Вт, эталон, не затенённый
Тень от оптоволокна
Тепловизор практически ничего не видит
ВАХ солнечной панели с тенью и без тени практически не отличается. Можно списать на разброс как в самих панелях, так и погрешность измерения.
Тень от проводов
Тепловизор сигнализирует о проблеме
ВАХ тоже сигнализирует о проблеме
К сожалению, стринг который у меня затеняется, отличается от остальных по к-ву панелей. Поэтому измерить точное влияние данного затенения на падение мощности всего стринга нельзя. Методом расчетов на коленке по аналогии с соседними стрингами, у меня вышло порядка 5% потерь. Инвертор умеет снимать ВАХ всего стринга, но для это нужна корпоративная лицензия, которую мне обещал представитель вендора еще с осени, в виде исключения, но как то пока не сложилось, увы.
Затенение на панелях, в моём случае, проходит после 11 часов дня, и проявляется только в осенне — весенний период.
А это я подловил выход солнца из-за долгой тучи. Панель уже успела остыть, и кратковременно показала чудеса.
Итоги
Я использовал метод сравнительного анализа, при котором снимались данные с соседних панелей. Для абсолютных значений, нужно приобрести термометр и люксметр, и впоследствии приводить результаты к STC. В плате и программе предусмотрено их подключение. Даже на визуально чистом небе, может появляться невидимая глазу дымка, которая влияет на конечный результат.
Прибор получился довольно компактный и точный. Повторяемость результатов у меня была с точностью до 1 Вт.
К основным минусам стоит отнести трудоемкость процесса снятия показаний — станцию нужно обесточить, получить доступ к проводам от конкретной панели, что довольно часто невозможно, без полного демонтажа.
Если у Вас есть сомнения в работе своей солнечной станции, этот или аналогичный прибор считаю крайне необходимым и востребованным. Опять же, местные поставщики, подтверждают гарантию и по не сертифицированным приборам.
Наработки и результаты обследования солнечных станций я начал выкладывать в своём блоге. Для желающих углубиться в тему — есть так же живой форум по домашним солнечным электростанциям, присоединяйтесь.
Всем мира и солнечного неба над головой!
- зеленая энергия
- солнечные батареи
- солнечные панели
- солнечная электростанция
- зеленый тариф
- вах