Тестирование солнечных панелей

«Протестировали десять панелей и составили рейтинг» — фраза, за которой почти никогда не стоит измерение. Сравнить два модуля честно можно только в одинаковых условиях, а одинаковых условий на улице не бывает: за десять минут меняется облачность, за час — температура ячейки.

Разберём, что на самом деле измеримо и кем.

Что измеряет завод

Каждый модуль перед упаковкой проходит флеш-тест: ксеноновая лампа даёт вспышку с освещённостью 1000 Вт/м² и спектром AM1.5, прибор снимает вольт-амперную характеристику за миллисекунды — быстрее, чем панель успевает нагреться.

Отсюда и берутся паспортные Pmax, Voc, Isc, Vmpp, Impp. Отсюда же берётся сортировка по мощности: панели одной линейки после флеш-теста раскладывают по классам с шагом 5 Вт. Именно поэтому в каталоге Hevel 380 и Hevel 385 — это один и тот же модуль, попавший в разные корзины.

Помимо флеш-теста серийный модуль проходит сертификационные испытания — их проводят раз для типа, а не для каждой панели:

• Термоциклирование — сотни переходов от −40 до +85 °С, проверка паяных соединений;
• Влажное тепло — 1000 часов при 85 °С и 85 % влажности;
• Механическая нагрузка — снеговая на лицевую сторону, ветровая на отрыв. У модулей каталога это 5400 и 3800 Па у Hevel 380;
• Град — шар льда заданной массы и скорости;
• Испытание изоляции и класс огнестойкости.

Панель, которая эти испытания не прошла, на рынок не выходит. Поэтому сертификаты сами по себе не различают модели — они различают «изделие» и «не изделие».

Что можно измерить дома

Три вещи, и все три полезны.

Напряжение холостого хода. Мультиметр на разомкнутых контактах в ясный день. Сравнивается с паспортным Voc с поправкой на температуру: коэффициент отрицательный, значит на прохладной панели напряжение будет выше паспортного. Расхождение больше нескольких процентов — повод разбираться.

Ток короткого замыкания. Замыкание через амперметр — операция для того, кто понимает, что делает. Isc прямо пропорционален освещённости, поэтому в неполный полдень он честно окажется ниже паспортного, и это не дефект.

Сравнение цепочек в мониторинге. Самое информативное и самое простое: две одинаковые цепочки в одинаковых условиях должны давать одинаково. Разошлись — проблема в одной из них. Подробнее в материале про обслуживание.

Чего дома измерить нельзя — мощность в точке максимума. Для этого нужна нагрузка, которая плавно проходит всю вольт-амперную кривую, и стабильная освещённость на время замера. Ни того, ни другого во дворе нет.

Почему обзоры несравнимы

Даже добросовестный обзор «поставили рядом и померили» упирается в физику.

Освещённость плывёт. Тонкое облако меняет мощность на десятки процентов за секунды. Две панели, измеренные с разницей в минуту, измерены в разных условиях.

Температура разная. Тёмная панель на солнце греется сильнее светлой. При коэффициенте −0,29 %/°С десять градусов разницы — три процента мощности, и это уже больше, чем разница между марками.

Угол. Отклонение от перпендикуляра на 15° — это около 3 % по косинусу, на 30° — уже 13 %. Выставить две панели одинаково на глаз не выйдет.

Загрязнение и возраст. Панель из коробки и панель после сезона — не одно и то же.

Отсюда правило: сравнение по паспорту точнее, чем сравнение «в поле» без лаборатории. Паспорт снят в одинаковых для всех условиях, а двор — нет.

Что можно посчитать вместо теста

Три величины, которые считаются из паспорта и не требуют измерений:

цена ватта  = цена ÷ мощность
Вт/м²       = мощность ÷ (длина × ширина)
КПД         = мощность ÷ (площадь × 1000)

Последняя формула — это ещё и проверка самого паспорта. Если заявленный КПД не сходится с габаритами и мощностью, одна из трёх цифр неверна. Мы так поймали бейдж «КПД 23,27 %» на модуле с паспортными 22,01 — расхождение было видно именно через площадь.

Полезны и внутренние сходимости:

• Vmpp × Impp должно давать Pmax с точностью до допуска;
• Voc всегда выше Vmpp, Isc всегда выше Impp;
• температурный коэффициент Voc обязан быть отрицательным.

Последнее — не теория. В паспорте одной из моделей у производителя минус потерялся, и цепочка, собранная по такому паспорту, пробила бы вход инвертора в первый же мороз.

Как читать чужой рейтинг

Три вопроса к любому списку «лучших панелей года»:

1. Что измеряли? Если ничего — это компиляция паспортов. Это нормально, но так и надо называть.
2. Какие условия? Без освещённости, температуры и угла числа несравнимы.
3. Кто платит? Рейтинг, где все позиции продаются автором, — витрина.

И один вопрос к себе: что вы собираетесь с этим рейтингом делать. Первое место в чужом списке ничего не говорит о том, влезет ли модуль на ваш скат и попадёт ли цепочка в диапазон вашего инвертора — а решают именно эти два вопроса.

Ещё три вопроса

Можно ли доверять паспортным ваттам?

Да, с оговоркой: они сняты при 1000 Вт/м² и 25 °С. В работе панель нагрета до 55–65 °С и отдаёт на 8–12 % меньше. Это заложено в расчёт выработки и не является дефектом.

Что такое допуск 0/+5 %?

Гарантия, что модуль не отдаст меньше номинала. Отрицательного допуска у современных панелей нет: сортировка после флеш-теста отправляет слабые экземпляры в класс ниже.

Стоит ли требовать протокол флеш-теста?

У большинства производителей он идёт с партией и содержит фактические Pmax по серийным номерам. Просить его имеет смысл на крупном заказе; на трёх панелях для дачи это избыточно.