Можно ли смешивать разные солнечные панели в одной станции при расширении
В один стринг, то есть в одну последовательную цепочку, ставят только одинаковые панели или панели с очень близким рабочим током. Если в цепочке разные панели, весь стринг работает по самой слабой из них. Новые панели другой модели можно подключить, но на отдельный вход MPPT инвертора, на другой инвертор или контроллер. Этот вопрос встаёт при расширении станции: после повышения предела микрогенерации до 50 кВт для граждан многие добавляют мощность, а старых моделей панелей в продаже уже нет.
Ниже — почему так происходит, расчёт на условном примере, таблица решений и порядок подбора замены по паспорту. Как рассчитать расширение целиком, написано в статье про расширение станции после повышения лимита, а про сам лимит — в статье про лимит 50 кВт.
Почему стринг работает по самой слабой панели
В последовательной цепочке через все панели течёт один и тот же ток. Напряжения складываются, а ток общий. Если одна панель по своему рабочему току (Imp) может дать меньше остальных, она ограничивает ток всей цепочки. Остальные панели вынуждены работать не в своей оптимальной точке и теряют часть мощности.
Условный пример. Старая панель: Imp = 10 А, Vmp = 41 В, мощность в точке максимума около 410 Вт. Новая панель: Imp = 13 А, Vmp = 41 В, около 533 Вт. Если соединить их в один стринг, ток будет около 10 А, а новая панель отдаст 10 × 41 = 410 Вт вместо 533 Вт. Потеря составит около 123 Вт, то есть примерно 23 % мощности каждой новой панели. Вы заплатили за мощную панель, а получили характеристики старой.
Цифры условные. Реальные значения Imp, Vmp и Voc берите из паспорта: как их читать, объяснено в статье про характеристики панели.
Таблица: что можно, а что нет
| Ситуация | В тот же стринг | На другой вход MPPT | Отдельный инвертор |
|---|---|---|---|
| Те же панели, та же модель | Да | Да | Не нужен |
| Другая мощность той же серии, ток и напряжение близки | Допустимо, если Imp отличается незначительно; потери оцените по паспорту | Лучше, без потерь на рассогласование | Не нужен |
| Другой формат (например, больше ячеек, другие размеры), ток заметно отличается | Нет, потери по самой слабой | Да | Если свободных входов нет |
| Другой производитель, паспортные данные другие | Нет | Да | Если свободных входов нет |
| Старые панели с заметной деградацией и новые | Нет | Да | Да, при нехватке входов |
Как подключить разные панели без потерь
Есть три рабочих пути.
- Отдельный вход MPPT. Большинство современных инверторов имеют два и более входов, и у каждого свой алгоритм поиска точки максимума. Старые панели идут на один вход, новые — на другой. Условие: у каждого стринга напряжение должно укладываться в окно MPPT инвертора, а ток — в допустимый для входа.
- Второй инвертор или контроллер. Если свободных входов нет, расширение ведут отдельным инвертором. Когда нужно, чтобы два инвертора работали вместе, прочитайте статью про параллельную работу инверторов.
- Замена инвертора на более мощный. Если инвертор старый, а мощности стало больше предела, иногда проще заменить его и пересобрать стринги заново. Это решается расчётом.
Параллельное соединение стрингов на одном входе MPPT допустимо, только если напряжение у них практически совпадает. Например, 12 панелей по 41 В и 10 панелей по 49 В дают 492 и 490 В: цифры близки, и вход справится. Но токи складываются, и сумма не должна превышать допустимого тока входа. В остальных случаях выбирайте отдельный вход.
Как подобрать замену по паспорту
Если нужно купить панель вместо вышедшей из строя или дополнить массив, сравнивайте не мощность «на этикетке», а параметры в паспорте.
- Imp — ток в точке максимальной мощности. Чем ближе к старым панелям, тем меньше потери в одном стринге.
- Vmp — напряжение в точке максимальной мощности. Определяет, сколько панелей можно собрать в стринг под окно MPPT.
- Voc — напряжение холостого хода. Нужно для проверки на морозе.
- Размеры и крепёжные отверстия. Новая панель должна встать на существующую конструкцию. Если размеры другие, придётся менять крепёж; варианты — в разделе солнечных панелей и в каталогах креплений.
Проверка Voc на морозе. При охлаждении напряжение панели растёт. Условный пример: Voc = 49 В при 25 °C, температурный коэффициент по Voc минус 0,27 % на градус (значение в паспорте своё). При минус 30 °C разница — 55 градусов, прирост около 15 %, то есть 49 × 1,15 ≈ 56 В. Для стринга из 12 панелей получится около 675 В. Это напряжение не должно превышать максимальный вход инвертора, указанный в его паспорте. Для нового стринга проверку делают отдельно по его параметрам.
Старые панели и деградация
Панели со временем теряют мощность. Что считается нормальным, а что браком, мы описали в статье про деградацию панелей по годам. Для смешивания это важно: старые панели имеют меньший ток, чем новые той же серии. Если стринг уже деградировал и в него добавить новые панели, они будут ограничены токами старых. Поэтому новые панели лучше выводить на отдельный вход, даже если модель та же.
Если панели вышли из строя поодиночке, а остальные в порядке, выгоднее заменить неисправную панель по паспорту максимально близкой моделью и вынести цепочку на отдельный вход, чем менять весь массив.
Гарантия и документы
Гарантию на панели даёт изготовитель, и условия указаны в гарантийных документах. Смешивание панелей само по себе гарантию не отменяет, но если неисправность вызвана неправильной схемой (превышение напряжения входа, перегрузка по току), изготовитель может отказать в гарантийном случае. Поэтому схему расширения лучше согласовать с электриком и сохранить расчёт.
Безопасность
Панели вырабатывают напряжение при свете, поэтому коммутация цепей постоянного тока опасна. Подключение нового стринга и работы на инверторе выполняет электрик по инструкции изготовителя, с отключением нагрузки и соблюдением порядка, который указан в паспорте. Использовать защитное оборудование постоянного тока: специальные автоматы, УЗИП и качественные разъёмы можно подобрать в разделе кабелей, коннекторов и защиты.
Частые вопросы
Можно ли добавить панель большей мощности в старый стринг?
Технически да, но она будет работать по току старых панелей и часть мощности потеряет. Если разница небольшая, потери могут быть терпимыми, если большая — лучше отдельный вход.
Что делать, если у инвертора только один вход MPPT?
Использовать второй инвертор или контроллер, либо заменить инвертор на модель с несколькими входами.
Нужно ли менять все панели, если одна вышла из строя?
Нет. Достаточно заменить одну панель близкой по паспорту моделью, а при заметной разнице вывести цепочку на отдельный вход.
Можно ли соединять панели разных производителей?
Можно, но только на разных входах MPPT и после проверки параметров по паспорту. В одном стринге такое соединение не рекомендуется.