Солнечная панель ALLPOWERS AP-ES5V21W (004-BLA)

Во-первых, каждый из двух выходов может отдать ток до 2.4 А, но суммарный ток обоих выходов не должен превышать 2.8 А. Правда, на странице товара упоминается цифра 3 А, но это не существенная разница.

А из этого следует, что отдающаяся максимальная мощность составит 15 Вт, а не 21, как было заявлено. Какое?

Во-вторых, хотя оба выхода могут отдать одинаковый ток и напряжение, в руководстве пользователя утверждается приоритет выхода 1 над выходом 2. То есть, если заряжаемые устройства с разной потребляемой мощностью более мощное рекомендуется подключать к выходу 1.

Теперь переходим к конструкции.

Батарея состоит из трех панелей, соединенных гибкими перемычками; благодаря чему может складываться относительно компактная конструкция:

По углам верхней панели есть застежки-кнопки, удерживающие конструкцию в сложенном виде при транспортировке.

В развернутом виде солнечная батарея получается достаточно большой (ширина около 60 см):

Каждая панель является группой солнечных элементов, герметично зала минированная в пластик.

Панели обладают определенным уровнем гибкости, но сильно сгибать их не рекомендуется: солнечные элементы могут растрескаться.

Пластик над солнечными элементами, конечно, прозрачный и имеет рельеф, немного похожий на пчелиные соты.

Полезная поверхность каждой из трех панелей составляет 15.3*25.4=388.62 кв. Итого, общая полезная площадь всех трех панелей составляет около 11.7 кв. и при заявленном КПД 22-25% батарея должна без проблем обеспечить обещанную мощность 21 Ватт, а уже расчетную мощность 15 Ватт – и подавно.

На задней стороне одной из панелей расположен небольшой блок контроллера:

Как уже упоминалось выше, выходы батареи – не совсем равноправны, выход 1 (черный) рекомендуется для более мощных устройств.

Между выходами расположен красный светодиод, свечение которого показывает готовность к работе, т.е. что освещенность панели достигла уровня, когда возможна передача полезной мощности нагрузки; даже если уровень мощности и далек от максимального.

В отличие от других частей батареи, блок контроллера не имеет полной влагозащиты, поэтому пользоваться устройством под дождем не рекомендуется.

Заглушки позволяют защитить блок контроллера от попадания пыли и брызг воды во время транспортировки.

Корпус блока контроллера оказался хорошо склеенным, из-за чего провести разборку не удалось. В этой связи о свойствах всей системы в целом придется судить только по данным внешних измерений.

Выходы USB не соединены параллельно, они почти независимы. Зависимость между ними возникает только в моменты короткого замыкания: если запереть один из выходов, то второй тоже выключится.

Время восстановления после устранения короткого замыкания – 3 секунды.

Теперь, для порядка, вид на солнечную батарею с обратной стороны:

В комплект устройства входят два карабина и кабель микроUSB. Кабель – достаточно короткий, 45 см; но в этом есть и плюс: чем короче кабель, тем меньше его сопротивление.

Также в комплекте есть мешочек для защиты солнечной батареи от грязи и пыли.

Тест солнечной батареи Allpowers 5V 21W

В тестах будут проверены вольт-амперами характеристики батареи, ее энергетическая отдача при разных условиях освещения и напряжение холостого хода.

Все испытания проводились в первой декаде мая в интервале между 11 и 13 часов, географическая широта места измерения 56 градусов с.ш. Один из астрономических ресурсов определил, что высота Солнца над горизонтом в таких условиях составляет 48-51 градусов. Для сравнения: в полдень в день летнего солнцестояния она составляет 57 градусов.

Начнем с последнего пункта программы измерений – напряжения холостого хода при хорошем освещении. Оно оказалось чуть-чуть завышенным: 5.3 на каждом выходе.

Теоретически ничего страшного в этом нет, но есть нюанс. Дело в том, что контроллеры заряда в телефонах и других устройствах без поддержки быстрой зарядки настроены на входное напряжение 5 В, и могут продиагностировать повышенное напряжение как нарушение условий зарядки, и в результате отказаться заряжаться. Такой случай маловероятен, но не исключен.

На всякий случай я проверил, зарядятся ли мои старые телефоны без поддержки быстрой зарядки (SONY и ASUS) от этой солнечной панели. Все было хорошо, зарядка шла нормально.

Что касается смартфонов и других устройств с поддержкой быстрой зарядки, то они изначально сконструированы для работы с широким диапазоном напряжений и такими проблемами не страдают (по крайней мере, при небольших разбросах напряжения заряда).

Следующее испытание – построение вольт-амперной характеристики панели при лучшем освещении (прямой солнечный свет перпендикулярной поверхности). Поскольку максимальный ток можно получить от этой солнечной панели только при использовании двух выходов одновременно, то для снятия тока было запараллельно два USB-кабеля (сопротивление кабелей выполняло роль выравнивающих резисторов).

В качестве нагрузки использовался проволочный сменный резистор мощностью 15 Вт.

Вот какая получилась характеристика (график по точкам):

Обрыв графика соответствует последнему измерению перед срабатыванием защиты от короткого замыкания. Ток в этот момент составлял 3.375 А.А.

График оказался близок к прямоугольному, что для любого источника питания плюс. Кажется, основная заслуга в этом принадлежит контролеру, «исправляющему» неидеальность характеристики солнечной панели как таковой.

Точка излома графика соответствует точке отдачи максимальной мощности нагрузки; она составляла 5.07 В*3.02 А = 15.3 Вт.

Формально можно констатировать соответствие отданного тока значению, указанному в руководстве пользователя. А вот заявленная отдающаяся мощность у 21 Ватт никак не получилась. Теоретически, возможно, ее можно получить где-нибудь в районе экватора; Однако для практической работы это было бы режимом работы с перегрузкой по току, что опасно для здоровья и солнечной панели. В общем, о мощности 21 Ватт забудьте, где бы Вы ни были!

С учетом потерь мощности в контроллере и с учетом положения Солнца вдали от угла 90 градусов, можно примерно оценить КПД солнечной панели в 15-17%, что тоже неплохо.

Здесь нужно сделать лирическое отступление и поговорить о факторах, влияющих на отдачу солнечных панелей. Они такие:

1. Неточность направления поверхности панели на Солнце. При небольших отклонениях до 10-15 градусов снижение отдачи невелико; но потом провал будет существенным. В облачную погоду этот фактор менее важен (свет — рассеянный).

2. Погодно-климатические условия. Если погода облачная, то получить высокую отдачу энергии невозможно даже на экваторе! Вероятность пасмурной погоды зависит от времени года. Например, по данным метео сайтов, в Москве в мае – июле по 8 пасмурных дней в месяц, а в ноябре – январе – 22-23 дня.

3. Географическая широта места и время года. От них зависит не только высота Солнца над горизонтом, но и продолжительность светлого времени, когда можно воспользоваться солнечными батареями. Например, в Москве в день летнего солнцестояния высота Солнца над горизонтом составляет 57 градусов, а долгота дня – 17.5 часов. В день зимнего солнцестояния соответственно угол над горизонтом составляет 11 градусов, а долгота дня – 7 часов.

4. Размещение солнечной панели за стеклом. Даже идеально прозрачное стекло не пропускает полностью весь мир по простой причине, что часть света оно отражает. Коэффициент отражения зависит от угла падения света и составляет 4,7% при перпендикулярном падении и 9,8% при отклонении на 60 градусов от вертикали. Ситуация будет ухудшаться при наличии загрязнений на стекле даже малозаметных.

Исходя из вышеизложенного следа, что брать с собой в зимний поход солнечную батарею будет далеко не самой лучшей идеей. :)

Запыленностью атмосферы и другими мелкими факторами можно пренебречь, если они не приобретают гипертрофированные формы (например, лесные и торфяные пожары).

Теперь – конкретика; т.е. отдача тестируемой солнечной панели при различных условиях облачности вблизи точки срабатывания защиты от короткого замыкания.

Характеристика облачности и условий работы

Преданный ток

Разумеется, направление панели на Солнце

3.375 А

Разумеется, горизонтальное положение панели

2.95 А

Небольшая облачность, горизонтальное положение

0.62 А

Тяжелая облачность, горизонтальное положение

0.12 А

Из таблицы следует, что получить от солнечной панели полезную энергию можно почти в любых условиях, за исключением тяжелой облачности. В типичном случае использование панели в средней полосе можно рассчитывать на переменную облачность, когда 40-50% времени светит Солнце, а 50-60% панель находится в тени облаков. Как быть в ситуации продолжительной беспросветной облачности, обсудим в итогах.

Результаты обзора и область применения солнечной панели Allpowers 5V 21W

Протестированная солнечная панель показала хорошие энергетические характеристики и оптимальную защиту от короткого замыкания, но не обошлось без архитектурных недоработок.

Прежде всего следует отметить отсутствие поддержки режима быстрой зарядки на обоих выходах устройства; хотя этот режим мог быть очень полезен при высокой освещенности (когда мощность на выходе достигает 15 Вт).

Также не хватает у батареи выхода с повышенным напряжением для подзарядки ноутбуков.

Как вариант, в определенной степени можно сгладить эти недостатки применением солнечной батареи вместе с пауэрбанком, поддерживающим режим быстрой зарядки на своем выходе.

Тем более что их совместное применение — это в принципе оптимальное решение. Когда все необходимые пользовательские устройства уже заряжены, а погода выдалась солнечной, можно использовать такую ​​возможность для подзарядки пауэрбанка; который, в свою очередь, можно использовать по прямому назначению при длительной плохой погоде.

В ясную погоду от этой солнечной батареи можно заряжать одновременно два устройства (два смартфона, или смартфон и пауэрбанк и т.п.); а при облаке лучше ограничиться подключением одного устройства. Лучше иметь один хорошо заряженный телефон, чем два плохо заряженных.

Теперь о сфере применения протестированной солнечной панели.

Сразу надо сказать, что нет смысла применять протестированную панель для экономии электроэнергии, когда со штатной электросетью все хорошо. Экономия от применения источника мощностью 15 Вт будет совсем незначительна с финансовой точки зрения. Хотя и запретить такое применение нельзя.

Наиболее логичное применение этой солнечной панели – в многодневных туристических походах, в охотничьих и рыболовных избушках; а также в местностях с частыми сбоями электросети.

Также возможно применение при различных чрезвычайных обстоятельствах: стихийных бедствиях, авариях электросетей и даже при военных действиях. В этих случаях солнечная панель может оказаться единственным источником электроэнергии и соответственно способом поддержания связи.