这是本系列的最后一篇文章,眼尖的读者可能已经注意到,在我9月初购买(之后不久就退回)的Energizer太阳能套装的清单中,有这样一段话:
在SideDeal上再购买一块200瓦的太阳能电池板,即可将400瓦的太阳能发电能力发挥到极致(但请注意这些说明)
就为这句话我买了,多付了179.99美元。这是一块“金霸王重型200瓦太阳能电池板”,也是购自Battery Biz。以下是一些照片:
规格参数如下:
到货的时候,外包装已经破了:
值得庆幸的是,里面的盒子仍然完好无损:
不过,您可能已经注意到,正面的产品图片与最前面的照片不符,这让我在打开它之前就有点不安。
这是盒子背面:
取前面项目符号列表中列出的“展开”尺寸,将最大值除以二,最终会得到此特写照片中显示的近似数据,这倒是令人安心:
打开盒子,取出沉甸甸的产品,宣传文案声称“无论身在何处,都可以使用我们轻巧可折叠的太阳能电池板体验到家的便利”(可折叠=是,轻巧=不是),而上一张照片中的概念化的“带手柄的拉链手提箱”是您首先会看到的东西:
拉开盒子的拉链,把笨重的面板拉出来:
现在解开“手柄”边缘的夹子并将其展开:
就像我说的,它看起来与照片完全不同,尽管它具有完整功能。
我把它退回去之后才意识到我忘了拍一张背面的照片,所以必须再拍一张盒子的特写:
从面板背面出来的电缆以一对MC4连接器为终端:
随附的适配器电缆将MC4转换为Anderson PowerPole PP15-45连接器,以便与Energizer PowerSource Pro移动电源一起使用(当然,还有其他与Anderson兼容的电池产品,包括Duracell自己的产品):
其测量的开路输出电压与之前列出的最大规格非常接近:
并且它在阳光直射下确实能相当快地为Power SourcePro充电:
当然,如果我能够按照计划将它与Energizer太阳能电池板组合起来,从充电速率的角度来看,这个组合可能会更快。但从我之前的文章中,你应该已经知道了这个实验因为退货并没有办法实现。而且由于我购买的其他设备质量不佳并被退回给零售商,我也没有其他用途需要这个电池板,因此它也被退回了。
综上所述,在本文的剩余部分,我想更深入地探讨Meh最初预告片中建议的双面板配置:
从理论上讲,你可以将两个(或更多)太阳能电池板视为电池,将它们串联起来,可以提高有效输出电压。反之,将它们并联起来,总输出电流就会增加。话虽如此,根据我的研究,在这两种可能的配置中,太阳能电池板也与电池有着重要的差异。这些差异源于两个基本关键词:电池和阴影。
单块太阳能电池板的太阳光照很少会均匀,多块太阳能电池板的光照则不然。这种不一致是由多种因素造成的,例如与太阳在天空中的位置不一致,以及前面提到的由云、树和其他部分或完全遮挡的中间物体造成的阴影。对于串联电池板,光照不一致意味着您能够从多块电池板配置中挤出的有效电流受到链条中光照最少的电池板的限制。当然,您还需要确保多块电池板串联排列在全光照下产生的总电压不超过其驱动的最大输入电压。
那么Energizer文档中推荐的多面板并联连接怎么样?要将它们连接在一起,需要一条组合线,例如我买的这个:
至少,您需要确保两个太阳能电池板的输出电压匹配(原因您很快就会明白),并且多太阳能电池板并联布置在全照明下产生的总电流不会超过其驱动的最大输入电流。在我的这个特定情况下,“它所驱动的”应该是Energizer PowerSource Pro移动电源,这就是“阴影”和“电池”这两个词最突出的地方。
首先假设组合线只是合并了太阳能电池板各自的正极和负极馈电,它们和电子的预定目的地之间没有添加任何中间电子设备。如果所有并联的太阳能电池板都在阴凉处(或者是夜间),会发生什么?如果发电机已经充电,其电池组的电压电位将高于太阳能电池板本身的电压电位,从而可能导致电流从发电机反向流向太阳能电池板。此外,如果太阳能电池板之间存在照明差异,会发生什么?它们之间又会出现电压电位差。因此,在这种情况下,即使它们仍在按预期为移动电源的电池充电,从一个太阳能电池板流向另一个太阳能电池板的电流也会充电效率低下(更不用说可能造成损坏)。
结果如下图所示,来自亚马逊上同一款组合线示意图所示:
就是通常所说的一块或所有面板上的“热点”。从我参与的在线讨论来看,它是否会对面板的使用寿命产生负面影响是一个不乏争论的话题……这引出了我的下一个观点:如何防止(或至少尽量减少)反向电流回流到一块或两块面板?我假设,使用高功率耐受二极管。
那些认为只需用电线就可以直接并联多个面板的人?我怀疑他们没有意识到面板中可能已经存在反向电流抑制二极管,每个面板至少有一个,但通常也有多个(因为每个面板,特别是大面积型号,由多个子面板组成,这些子面板在公共框架内拼接在一起)。这种方法的缺点也许已经显而易见,那就是每个二极管上都会有一个正向偏置压降,这与将尽可能多的充电功率推送到目标电池组的愿望背道而驰。关于这一点,我怀疑这正是我之前在亚马逊看到的一条评论所遇到的情况:
因此,我可以使用太阳能电池板的电缆将大约86到92瓦的功率输送到我的Jackery,但只要我插入分流器,它就会下降到大约60-70瓦。当我插入两个100瓦的太阳能电池板时,我得到的功率约为120-130瓦。因此,分流器在连接时不知何故会失去功率。
如果你仔细观察之前的示意图,就能看到组合线内部电路的模糊图像:
在开始撰写本文之前,我已经退掉了购买的原装组合线,因为同时退还了Duracell和Energizer设备,我也就不需要这根线了。但我刚刚重新买了一条,以满足我自己对“里面有什么”的好奇心,我将在即将进行的拆解中与您分享。在此之前,欢迎您在评论中发表您的想法!
(原文刊登于EDN美国版,参考链接:Multi-solar panel interconnections: Mind the electrons’ directions,由Ricardo Xie编译)