LeonidS blog

У Николая Носова (aka “Вампирчик“) на его сайте опубликована отличная обзорная статья про фотоэлементы американской компании SunPower и солнечные батареи на их основе – весьма рекомендую к прочтению, даже несмотря на то, что там “многа букфф” 🙂 Я, кстати, тоже делаю свои солнечные батареи именно из таких элементов – и весьма ими доволен. Они реально работают, и очень даже неплохо себе так работают! Например, вчера на ежегодном туристском фестивале Скитулец в Тульской области, где я вместе с Николаем делал небольшую демонстрацию/презентацию по системам “туристского электропитания”, мы заодно быстренько замерили и выработку энергии – моя номинально 12Вт солнечная батарея без проблем выдавала более 9Вт мощности. С учетом того, что хотя день был в целом достаточно солнечный, но и облаков тоже постоянно хватало, и это начало апреля в средней полосе России (инсоляция еще слабенькая) – результат, я считаю, просто великолепный!

В статье Николая приводится много всевозможных данных, которые не специалисту бывает трудновато осмыслить, поэтому постараюсь кратко и тезисно изложить некоторые базовые, с моей точки зрения, пункты:

1. Фотоэлементы SunPower – лучшее из того, что нынче серийно выпускается по совокупному соотношению эффективность, вес, надежность и цена. Насчет надежности – даже будучи безжалостно раздавленным и поврежденным, такой элемент “умирает” не сразу, а продолжает какое-то время еще работать (и вполне вероятно, продержится и до конца похода 🙂 Также здесь можно не опасаться подделок – китайцы пока не научились сами делать фотоэлементы по такой технологии, а элементы SunPower резко отличаются по внешнему виду от обычных кристаллических.

2. Нет никакого практического смысла в маломощных туристских батареях “заморачиваться” т.н. “грейдом” (т.е. группой/категорией фотоэлемента после выходного тестирования на фабрике) – разница между самым лучшим и самым худшим очень маленькая, к тому же нивелируется кучей других факторов. От себя добавлю, что сведущие люди мне рассказывали, что самые эффективные кристаллы (группы “K” по нумерации SunPower) до “рядового потребителя” вообще никогда не доходят в принципе – их еще на фабрике подчистую все “выгребают” для нужд космоса и военных 🙂

3. Нет никакой необходимости верить или не верить китайцам, когда они указывают мощность своих батарей (и где они очень часто врут – разумеется, всегда только в свою пользу) – это легко проверяется и подсчитывается самостоятельно, достаточно всего лишь взглянуть на фотографию лицевой стороны солнечной батареи и соотнести ее с размерами 🙂 Такое возможно из-за конструктивных особенностей кристаллов (расположение контактных площадок) – кристалл стандартно режется всегда только на 2, 3, 4 или 6 частей, и никак иначе! А мощность одного разрезанного кристалла можно смело полагать равной 3Вт, и это всегда будет чрезвычайно близко к истине. В маломощных (до 20Вт) батареях почти всегда используется нарезка на 6 частей (очень изредка на 4), в более мощных (от 30Вт) популярны более крупные (2-3-4). Ну а целиком кристаллы используются обычно только в реально больших панелях, это уже не для туристов 🙂 Кстати, надо иметь в виду, что очень часто производители маломощных батарей с USB-выходом “недокладывают тиграм мяса” – т.е. надо всегда внимательно считать, сколько именно полосок на панели СБ – для двух кристаллов (6Вт мощности) их должно быть 12 штук, а на многих панельках ставят 10-11 штук для приближения напряжения к 5В USB – этот момент надо учитывать при расчете реальной мощности СБ.

4. Всегда нужно помнить о том, что все же эти батареи т.н. “полу-гибкие” (semi-flexible) – их можно слегка гнуть, но не стоит особо усердствовать! 🙂 Компания SunPower разрешает угол изгиба до 15 градусов – а модуль в ламинате, очевидно, способен выдержать и поболее… В общем, нет необходимости над этими батареями прямо вот совсем уж “трястись” – но и прыгать по ним тоже не рекомендуется! 🙂

5. За счет того, что при изготовлении таких батарей обычно используют достаточно тонкий ламинат и подложку (чтобы подчеркнуть ключевую особенность – малый вес), дурацкая привычка кетайцев крепить маленькую квадратную коробочку USB-преобразователя непосредственно на солнечную батарею становится еще более опасной – выше шансы продавить/повредить батарею при сдавливании в рюкзаке (как раз этим самым преобразователем 🙂

ЗЫ: В ламинате фотоэлементы SunPower всегда выглядят как абсолютно черные. Но вот у меня в руках собственно кристалл до ламинирования – исходно он “небесно-голубой”, весьма красивая штучка! 🙂

Также по теме:
Немного о полугибких ячейках от SunPower
Какой же именно размер имеет значение?

Что касается “туристских солнечных батарей” – то однозначно, самый главный это “транспортировочный”, т.е. размер в сложенном виде! Это мое глубочайшее убеждение, основанное на весьма богатом опыте эксплуатации самых разных солнечных батарей.

Солнечная батарея абсолютно любой конструкции (включая и т.н. “гибкие”) достаточно уязвима для механических повреждений, причем большая часть таких “катастроф” случается не при собственно эксплуатации, а при перевозке! Что несложно себе представить, если вспомнить типичный “рюкзак туриста” – куда напихана куча всевозможного барахла (зачастую, с жесткими выступающими частями), все это хорошенько утрамбовано и стянуто ремнями… А пока такой рюкзак доберется до места, чего только с ним не случится по дороге: их роняют и наваливают друг на друга, на них сидят (а иногда и лежат :), с ними падают, их перевозят в самых неожиданных местах и удивительными способами – в общем, все сколько-нибудь “нежные” вещи внутри рюкзака должны быть хорошо защищены! В первую очередь, от “сдавливающих” нагрузок…

И совершенно очевидно, что чем меньше размер батареи в сложенном виде, тем проще будет ее защитить. И, соответственно, наоборот 🙂 Да что там далеко за примерами ходить – я неоднократно уже писал про мощную солнечную батарею для ноутбука подруги, которых (ноутбук, батарею и подругу 🙂 иногда приходилось брать с собой в отпуск. Длина одной панельки этой батареи около 30см – и с этим размером уже возникает серьезная “засада”, поскольку практически невозможно найти готовый жесткий контейнер для перевозки (кроме уж совсем здоровенных и неуместных). Приходилось для ноутбука и батареи выделять специальную сумку, которую Лена все время несла в руках, и постоянно тряслась над ней – чтобы случайно не уронить, не ударить, не потерять и т.д. Надо сказать, все это крайне неудобно и утомительно 🙁 И полностью противоречит основному принципу использования “альтернативной энергии” – никогда не парься, просто бери и пользуйся, максимально расслабленно и ненапряжно! :)))

Так что когда я решил заняться “кастомной” сборкой солнечных батарей из отличнейших кристаллов от американской фирмы SunPower, то для меня было вполне очевидно, что составные панельки таки обязаны быть небольшого размера – например, по одному кристаллу на панельку! Это несмотря на то, что китайцы намного чаще лепят по два кристалла, да и мне самому (как “производителю”) с двумя кристаллами было бы намного и проще, и дешевле с точки зрения трудоемкости и себестоимости 🙁 Но здесь тот самый случай, когда размер имеет значение!

Пока получилось вот так:

И в сложенном виде:

И с обратной стороны:

Это солнечная батарея мощностью 12Вт. Вес – 220 грамм. Размер одной панельки – 145х135 мм. Выходное напряжение задается пользователем: 12В при последовательном соединении, 6В при параллельном (это сделано как для удобства использования с разными гаджетами и павербанками, там и из соображений надежности и “выживаемости” – даже при повреждении какой-либо части солнечной батареи, все же остается возможность воспользоваться ею для подзарядки в большинстве случаев). Материал покрытия верхней части панелей – ETFE (он по всем параметрам превосходит намного более распространенный PET).

Такая СБ в сложенном виде легко помещается в любой туристский кан/котелок (ну или же в любом хозяйственном магазине всегда легко купить контейнерчик нужного размера – их везде полно!) – так что проблем с перевозкой ровным счетом никаких. А все благодаря маленькому размеру! 🙂

ЗЫ: Естественно, при увеличении числа элементов в “раскладушке”, возникает очень важная проблема надежности гибкого соединения. Даже самые “мягонькие” проводочки при постоянном перегибе имеют препоганое свойство ломаться 🙁 Это вечный “ночной кошмар” всех производителей складных солнечных батарей (ну кроме тех китайцев, естественно, которые сознательно на сей счет “не парятся” – по принципу чем быстрее сломается, тем быстрее человек купит у них новую батарею 🙂

Причем, наиболее значимым фактором в скорости ломания на перегибах выступает не количество проводков (и даже не всегда их толщина) а радиус изгиба! Поэтому все сколько-нибудь ответственные производители пускают соединительный провод “наискосок” – так, чтобы он больше работал на “скрутку”, а не на “перегиб”. Ну и, качество изоляции провода тоже имеет значение – например, изоляция из ПВХ даже на легком морозце “дубеет” и создает точечные “проблемные места” – так что, естественно, здесь подходит только силикон!

Я всерьез озадачился проблемой надежности гибкого соединения и провел много времени в поисках и экспериментах. В итоге остановился на довольно таки “выпендрежном” варианте – т.н. “супер-гибком” шлейфе от американской компании Cicoil 🙂 Это очень интересная и необычная компания – они занимаются ТОЛЬКО проводами, шлейфами и кабелями, причем в первую очередь для космоса и военных (компания – официальный поставщик проводов для NASA). Стоит их продукция, естественно, весьма недешево (это мягко сказано!), да и купить небольшими партиями довольно геморройно – но это лучшее из всего, что мне удалось найти, однозначно! Ну и, естественно, они везде хвастаются своим “супер-силиконом” под названием Hi-Flex – типа, и какой он чистый, и “самозалечивающийся” при порезах, и какой устойчивый и к ультрафиолету, и к низким и высоким температурам, и к всяческой химии 🙂

Я остановился на 10-проводном шлейфе (а в каждом проводке около 20 штук тонких медных проволочек), где все 10 спаяны параллельно. Так что есть огромный десятикратный запас надежности 🙂 Ну и само решение использовать именно плоский шлейф (а не отдельные провода), думаю, было очень верным – в результате при изгибе он получился весьма упругим (как бы “пружинящим”) и поддерживающим безопасный радиус изгиба даже при приложении изрядной внешней нагрузки!

Вот нарезанные кусочки такого шлейфа для будущих соединений:

А вот почти готовый “модуль” солнечной батареи – осталось только приклеить заднюю тряпочку из “рыжухи”. Все контактные и “силовые” элементы спаяны и приклеены, нанесен и подсыхает верхний слой клея – в общем, через несколько минут это будет готовый новый “модуль” 🙂

Под “модулем” здесь я подразумеваю базовый элемент из 2-х панелек (6В 6Вт) – дальше из них я уже быстро и легко финально собираю солнечные батареи любой нужной конфигурации…

А вообще, конечно, кропотливой ручной работы здесь у меня предостаточно получается 🙁 Если бы я пошел по пути большинства китайцев и заказывал бы панельки в два раза больше по размеру, то мне жить было бы намного проще, факт. Но, я уже как-то ранее сформулировал для себя: экономия побоку! 🙂

Также по теме:
Все лучики в дело
Поезд отправляется! 🙂
Экономию побоку? 🙂
Солнечные полкило
Солнечная батарея — не роскошь, а средство!