Измеряем «солнце». ВАХ солнечных панелей своими руками
Я провожу бесплатные обследования солнечных станций, в результате чего в меня летят тапкимне 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.
Ждем платы
и детали
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.
«Естественное» затенение
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!
