20 Вт поликристаллическая солнечная панель

Здравствуйте. Предлагаю обзор 20 ваттной поликристаллической солнечной панели.
В обзоре немного теории, советы по установке, снятие основных характеристик при разных уровнях освещённости.
Если коротко: панель работает и выдаёт заявленную мощность.
В общем прошу…

Немного теории:

Солнечная панель (Солнечная батарея) — несколько объединённых фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток.
В настоящее время из всех типов солнечных батарей, наибольшее распространение получили солнечные панели: монокристаллические и поликристаллические, последние из которых часто также называют «мультикристаллическими солнечными панелями».
Материалом для изготовления монокристаллических солнечных панелей, является сверх чистый кремний, использующийся также для производства полупроводниковых приборов в радиоэлектронике, и хорошо освоенный современной промышленностью. Стержни кремниевого монокристалла, медленно растут» и вытягиваются из кремниевого расплава, а далее разрезаются на части, с их толщиной 0,2-0,4 мм и уже используются после их последующей обработки, для изготовления фотоэлектрических элементов, входящих в состав солнечных панелей.
Когда происходит медленное охлаждение кремниевого расплава, то из него получается поликристаллический кремний, использующийся для изготовления поликристаллических солнечных панелей. В этом случае операция вытягивания кристаллов кремния из расплава полностью опускается, а сам процесс менее трудоемок, нежели при изготовлении монокристаллического кремния, а соответственно и такие солнечные батареи дешевле.
Основные отличия «моно» и «поли» кристаллических типов солнечных батарей:
— Эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Монокристаллические панели при их серийном производстве – имеют эффективность максимум до 22%, а используемые в космических технологиях – даже до 38%. У серийно выпускаемых поликристаллических панелей – эффективность составляет по максимуму – 18%.
— Внешний вид. У монокристаллических элементов солнечных панелей – углы скруглены. Округленность их форм связана здесь с тем, что монокристаллический кремний, при его производстве получают в цилиндрических заготовках. Поликристаллические элементы солнечных модулей имеют квадратную форму, поскольку их заготовки при производстве – также квадратной формы.
— Цена. В пересчёте на единицу мощности, монокристаллические солнечные панели незначительно дороже (примерно на 10%), чем солнечные панели из поликристаллического кремния.
В итоге можно сказать, что выгоднее использовать поликристаллические солнечные модули – которые при той же мощности, будут немного больше по площади, нежели модули монокристаллические, но зато немного их дешевле.
Думаю теории достаточно, можно переходить к обзору.

Герой обзора:

Панель пришла в обычном сером пакете (фотографировать не стал), внутри пакета сама панель завёрнутая в несколько слоёв вспененного полиэтилена. Но естественно этого оказалось недостаточно и углы панели слегка пострадали. Но к моей радости сама панель не оказалась повреждённой.

Размер панели: 47х35х2 см. Вес около 2 кг.
Конструктивно сама панель вставлена в рамку из алюминиевого профиля и проклеена белым силиконовым герметиком. На тыльной стороне расположена монтажная коробка, в которой к панели припаян 3-х метровый кабель. Также в этой коробке установлен диод Шоттки. Он необходим при объединении нескольких панелей в батарею для предотвращения обратного тока при неравномерной засветке. На другом конце кабеля смонтированы зажимы типа «крокодил». Основные параметры панели находятся на наклейке чуть ниже монтажной коробки.
Распаковав панель я решил сразу проверить её, для чего подключил к «крокодилам» 12-ти вольтовое светодиодное кольцо. Оно засветилось. При чём даже в полумраке при задёрнутых занавесках и шторах (освещённость 42,5 люкса):

Установка (монтаж) солнечной панели:

Солнечные батареи следует размещать в наиболее освещенном месте, таким образом, чтобы деревья и здания не затеняли их. Самым оптимальным местом является крыша здания или специальная опора, чуть хуже — стена.
При установке панелей, необходимо соблюдать угол наклона и азимут. Для жителей северного полушария оптимальный азимут — 180 градусов (строго на юг). Для южного полушария, естественно, наоборот. Долгота места установки не имеет значения. От широты зависит угол наклона, т.е. чем ближе к экватору, тем угол наклона меньше относительно горизонта, ну а чем ближе к полюсам, тем угол больше. Проще всего этот угол посчитать с помощью онлайн калькулятора. Для моего места жительства этот угол равен 44 градусам. Установить я решил обозреваемую панель на внешний блок кондиционера, смонтированный на юго-западной стене многоквартирного дома. Место, конечно, не идеальное, но лучшего я не нашёл.

Тестирование:

Характеристики панели я снимал в 3 временных промежутках: утро, когда панель находится в тени дома, пасмурный день и солнечный день — идеальные условия. В качестве нагрузки я использовал советский проволочный переменный резистор на 100 Ом и дополнительно постоянные резисторы от 50 Ом до 300 Ом. В последнем тесте на максимальной мощности с переменного резистора шёл дым :)
Утро:


Пасмурный день:


Солнечный день:

Практическое применение:

Для практического использования, самой солнечной панели чаще всего недостаточно, т.к. выходной ток очень сильно зависит от освещённости. В тёмное время суток солнечная панель практически не вырабатывает электроэнергию. Поэтому солнечную панель необходимо дополнить аккумулятором. В самом простом варианте можно обозреваемую панель подключить непосредственно к автомобильному 12 вольтовому аккумулятору, и к этому же аккумулятору подключить и 12 вольтовую нагрузку. Но в этом случае необходимо вручную контролировать напряжение на аккумуляторной батарее, чтобы не допустить её перезаряд, либо глубокий разряд. Также желательно обеспечивать нагрузку солнечной панели в точке максимальной мощности. Для автоматизации этого процесса применяются специальные контроллеры солнечных батарей. Контроллеры бывают 2 видов: MPPT или PWM. Что это такое и каковы их отличия, описывать здесь, думаю, не стоит. Мне уже идут по почте 2 контроллера, вот как придут, сделаю обзор, и расскажу обо всём в подробностях. Это и будет продолжением данного обзора.

Итог:

Обозреваемая солнечная панель вполне работоспособна и выдаёт заявленную мощность с учётом неидеальных условий установки.

Надеюсь мой обзор будет полезен, спасибо, что дочитали :)

Удачи!