Обзор портативной солнечной панели Allpowers 5V 21W: туристу и «выживальщику», охотнику и рыболову

Обзор посвящен туристической солнечной батарее Allpowers 21W (номинальная мощность). Сразу надо сказать, что под номинальной мощностью производители солнечных батарей подразумевают мощность, развиваемую батареей в идеальных условиях, т.е. при безоблачной погоде ровно в полдень на экваторе в день весеннего или осеннего равноденствия, и, притом, без учёта потерь в контроллере.

Так что при покупке солнечной батареи сразу надо иметь в виду, что номинальную мощность получить от неё не получится почти никогда (разве только Вы отправитесь в путешествие в тропические страны).

А сколько реально можно получить от солнечной панели, как раз и разберёмся в обзоре.

Солнечные батареи Allpowers имеют в целом положительную репутацию и выпускаются, преимущественно, в портативном формате, благодаря чему подходят для работы в походно-полевых условиях.

Технические характеристики и конструкция солнечной батареи Allpowers AP-ES-004 (5V 21W)

Технические характеристики тестируемой солнечной батареи, изложенные в прилагаемом руководстве пользователя, вызывают некоторые противоречивые чувства. Далее приведу два скана: полного руководства и странички собственно характеристик:

Итак, на что здесь надо обратить внимание?

 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 есть существенная разница.
А из этого следует, что максимальная отдаваемая мощность составит 15 Вт, а не 21, как было заявлено. Каково?!

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

Теперь переходим к конструкции.

Батарея состоит из 3-х панелей, соединённых гибкими перемычками; благодаря чему может складываться в относительно компактную конструкцию:

По углам верхней панели имеются застёжки-кнопки, удерживающие конструкцию в сложенном виде во время транспортировки.

В развёрнутом виде солнечная батарея получается довольно крупной (ширина — около 60 см):

Каждая панель представляет собой группу солнечных элементов, герметично заламинированную в пластик.

Панели имеют некоторую степень гибкости, но сильно сгибать их не рекомендуется: солнечные элементы могут растрескаться.

Пластик над солнечными элементами, естественно, прозрачный и имеет рельеф, немного похожий на пчелиные соты:

Полезная поверхность каждой из 3-х панелей составляет 15.3*25.4=388.62 кв. см. Итого, общая полезная площадь всех трёх панелей составляет около 11.7 кв. дм; и при заявленном КПД 22-25% батарея должна без проблем обеспечить обещанную мощность в 21 Ватт, а уж расчетную мощность в 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 (чёрный) рекомендуется для более мощных устройств.

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

В отличие от остальных частей батареи, блок контроллера не имеет полной влагозащиты, из-за чего пользоваться устройством под дождём не рекомендуется.

Заглушки позволяют защитить блок контроллера от попадания пыли и брызг воды при транспортировке.

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

Выходы USB не соединены параллельно, они — почти независимые. Зависимость между ними возникает только в моменты короткого замыкания: если замкнуть 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 микро-USB. Кабель — довольно короткий, 45 см; но в этом есть и плюс: чем кабель короче, 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-амперные характеристики батареи, её энергетическая отдача при различных условиях освещения и напряжение холостого хода.

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

Начнём с последнего пункта программы измерений — напряжения холостого хода при хорошем освещении. Оно оказалось немного завышенным: 5.3 В 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 полностью не исключён.

На всякий случай я проверил, будут ли заряжаться мои старенькие телефоны без поддержки быстрой зарядки (SONY и ASUS) от этой солнечной панели. Всё было в порядке, 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 наилучшем освещении (прямой солнечный свет перпендикулярно поверхности). Поскольку максимальный ток можно получить от этой солнечной панели только при использовании двух выходов одновременно, то для снятия тока были запараллелены два USB-кабеля (сопротивление кабелей выполняло роль выравнивающих резисторов).

В качестве нагрузки использовался проволочный переменный резистор мощностью 15 Вт. Дёшево и сердито!

Вот какая получилась характеристика (график по точкам):

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

График оказался близким к прямоугольному, что для любого источника питания является плюсом. Думается, основная заслуга в этом принадлежит контроллеру, «выправляющему» неидеальность характеристики солнечной панели как таковой.

Точка излома графика соответствует точке отдачи максимальной мощности в нагрузку; она составила 5.07 В * 3.02 А = 15.3 Вт.

Формально можно констатировать соответствие отданного тока значению, указанному в руководстве пользователя. А вот заявленная отдаваемая мощность в 21 Ватт никак не получилась. Теоретически, может быть, её можно получить где-то в районе экватора; но для для практической работы это оказалось бы режимом работы с перегрузкой по току, что опасно для здоровья и жизни солнечной панели. В общем, о мощности в 21 Ватт забудьте, где бы Вы ни были!

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

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

1. Неточность направления поверхности панели на Солнце. При небольших отклонениях до 10-15 градусов снижение отдачи — небольшое; но затем провал будет существенным. При облачной погоде этот фактор менее важен (свет — рассеянный).

2. Погодно-климатические условия. Если погода — облачная, то получить высокую отдачу энергии будет невозможно даже на экваторе! Вероятность пасмурной погоды сильно зависит от времени года. Например, по данным метеосайтов, 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 суток, когда можно пользоваться 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 свет по той 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 следует, что брать с собой в зимний поход солнечную батарею будет далеко не лучшей идеей. :)

Запылённостью атмосферы и другими мелкими факторами можно пренебречь, если они не принимают гипертрофированных форм (например, лесные и торфяные пожары).

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

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

Итоги 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.

В первую очередь надо отметить отсутствие поддержки режима быстрой зарядки на обоих выходах устройства; хотя этот режим мог бы быть очень полезен при высокой освещённости (когда мощность на выходе достигает 15 Вт).

Также не хватает в батарее выхода с повышенным напряжением для зарядки ноутбуков.

Как вариант, в какой-то степени возможно сгладить эти недостатки применением солнечной батареи совместно с пауэрбанком, поддерживающим режим быстрой зарядки на своём выходе.

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

При ясной погоде от этой солнечной батареи можно заряжать одновременно два устройства (два смартфона, или смартфон и пауэрбанк и т.д.); а при облачной лучше ограничиться подключением одного устройства. Лучше иметь один хорошо заряженный телефон, чем два — плохо заряженных.

Теперь — об области применения протестированной солнечной панели.

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

Наиболее логичное применение этой солнечной панели — в многодневных туристических походах, в охотничьих и рыбачьих 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.

И, кстати, от стихийных бедствий с отключением электросетей не застрахован никто и нигде. Даже жители благополучной Москвы должны ещё помнить события недавних лет: аварию электросетей 2005 года, горячее лето 2010 года с его веерными отключениями (к счастью, краткосрочными) и масштабные отключения в конце того же года из-за «ледяного дождя» (приостанавливал работу аэропорт Домодедово).

В общем, стать «выживальщиком» поневоле может любой человек, который даже никогда и не собирался им становиться.

Проверить актуальную цену или купить солнечную панель Allpowers 5V 21W можно на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Цена на момент составления обзора — около $47 (в дальнейшем может меняться, проверяйте!).
Реклама. ООО «АЛИБАБА.КОМ (РУ)» ИНН 7703380158

Можно попытаться найти эту панель и на Яндекс.Маркет, но там цена существенно выше (тоже на момент составления обзора). Такой вариант может быть интересен разве что юридическим лицам, которым нужен полный комплект документов.
Реклама. ООО «Яндекс» ИНН 7736207543

Всем спасибо за внимание!