На шильдике панели вы видите четыре цифры: Voc 50 В, Vmp 42 В, Isc 12 А, Imp 14,3 А. Что они означают и почему их две? И почему из-за мороза напряжение вдруг вырастает? Это физика полупроводников и электроэнергетики. Разбираемся.
Короткий ответ
Панель генерирует разные напряжения в зависимости от нагрузки. Voc (50 В) . напряжение без нагрузки, его называют холостым ходом. Vmp (42 В) . напряжение, при котором панель выдаёт максимальную мощность. Инвертор подключается к Vmp, но нужно проверить, чтобы Voc при морозе не превысил входной диапазон инвертора, иначе он отключится.
Четыре параметра на шильдике панели
На задней части панели или в паспорте вы найдёте электрические характеристики. Это не просто цифры, это точки на электрической кривой, которые определяют, как панель будет работать в вашей системе.
Voc (Open Circuit Voltage)
Напряжение холостого хода. Это напряжение на клеммах панели, когда она не подключена ни к чему, а солнце светит в полную мощность. Для типовой панели 600 Вт это примерно 48–52 вольта. Когда вы добавляете в строку больше панелей, Voc складываются.
Vmp (Maximum Power Point Voltage)
Напряжение в точке максимальной мощности. Это то напряжение, при котором панель отдаёт наибольшую мощность при подключении нагрузки. Обычно на 15–20% ниже Voc. Для панели 600 Вт это примерно 40–44 вольта. Контроллер MPPT ловит именно эту точку.
Isc (Short Circuit Current)
Ток короткого замыкания. Максимальный ток, который может выдать панель при прямом ярком свете. При коротком замыкании на выводах. Для панели 600 Вт примерно 12–13 ампер. Этот ток одинаков для всех панелей в строке, не суммируется.
Imp (Maximum Power Point Current)
Ток в точке максимальной мощности. Когда панель работает при Vmp и отдаёт полную мощность. Немного выше, чем средний ток под нагрузкой, но ниже Isc. Для панели 600 Вт примерно 14–14,5 ампер. Мощность = Vmp × Imp.
Почему два напряжения, а не одно
Потому что панель это не батарейка с фиксированным напряжением. Это источник тока, а напряжение зависит от нагрузки. Когда вы подключаете сопротивление, панель «видит» нагрузку и выходное напряжение упадёт, ток вырастет. Есть одна точка, где произведение V × I максимально. Это и есть Vmp/Imp.
Контроллер MPPT постоянно ловит эту точку, как скалолаз ищет вершину холма в тумане. Если ставить инвертор напрямую, нужно убедиться, что Voc (напряжение без нагрузки) не превысит входной диапазон инвертора, иначе кипа — и отключение или поломка.
Зависимость от температуры: холод поднимает Voc
Это основная ловушка расчёта строк. Напряжение панели растёт при похолодании. Летом на жаре напряжение падает. Вот почему нужен запас на мороз.
| Параметр | При 25°C | При −10°C | Изменение |
|---|---|---|---|
| Voc | 50 В | 52,4 В | +4,8% |
| Vmp | 42 В | 43,6 В | +3,8% |
| Isc | 12 А | 12,4 А | +3,3% |
| Мощность панели | 600 Вт | 550 Вт | −8,3% |
Видите парадокс? При −10°C напряжение растёт, но мощность падает. Это потому, что Isc растёт медленнее, чем падает абсолютная выработка из-за низкого солнца и облачности. Но для расчёта строки важно именно напряжение. Если вы не предусмотрели запас, то в сильный мороз Voc вырастет и выйдет за диапазон инвертора.
Температурные коэффициенты
На паспорте панели вы найдёте коэффициенты (обычно буквой α или β):
- Коэффициент Voc примерно −0,2%/°C. Минус означает: с каждым градусом выше 25°C напряжение падает на 0,2%. Для −10°C (это минус 35°С от 25°С) напряжение вырастет на 35 × 0,2% ≈ 7%.
- Коэффициент Isc примерно +0,03%/°C. Плюс означает: ток немного растёт при нагреве, но очень слегка.
- Коэффициент мощности примерно −0,35%/°C. Это вы уже знаете из статьи про мощность панели.
Расчёт строки под инвертор: пошагово
Это главная практическая задача. У вас есть инвертор с входным диапазоном (например, Deye 600 В макс). Вы выбрали панели 600 Вт с Voc 50 В. Сколько панелей в строку?
warn
| Инвертор 400 В | 7–8 панелей по 50 В |
| Инвертор 600 В | 9–10 панелей по 50 В |
| Инвертор 800 В | 12–13 панелей по 50 В |
| Инвертор 1000 В | 15–16 панелей по 50 В |
Сечение кабеля и ток Isc
Теперь второй параметр: ток. Isc это максимальный ток, который когда-либо может быть в кабеле. Правила электрики требуют выбирать провод с запасом.
От Isc к сечению кабеля
Берёте Isc панели (12 А), добавляете 25% на перегруз: 12 × 1,25 = 15 А. Потом смотрите в таблицу сечений PV-кабеля (это кабель с повышенной изоляцией для постоянного тока на солнце):
| Сечение (мм²) | Макс ток (А) при 30°C | Надпись на кабеле |
|---|---|---|
| 2,5 | 19 | 2,5 mm² PV-1F |
| 4,0 | 28 | 4,0 mm² PV-1F |
| 6,0 | 36 | 6,0 mm² PV-1F |
| 10,0 | 50 | 10 mm² PV-1F |
Для Isc 12 А + 25% = 15 А вам нужен кабель минимум 4 мм². На практике для строк из нескольких панелей и длины кабеля более 5 метров берут 6 мм² для уверенности и чтобы не было потерь напряжения.
tip
Предохранитель DC
На выходе строки ставится предохранитель, рассчитанный на 125% от Isc. Для Isc 12 А: 12 × 1,25 = 15 А. Ставите предохранитель на 15 А. Обычно это DC-предохранитель gPV (для солнечных панелей).
Частые ошибки при расчёте
Строка на 10 панелей
Посчитали 10 × 50 В = 500 В, всё в норме. Зимой при −20°C Voc вырос на 8%, получилось 540 В, инвертор Deye 600 В отключился. Нужно было 15% запаса от начала.
10 мм² кабель вместо 6 мм²
Думали про будущее, экономию и долговечность. Но 10 мм² PV-кабель дорогой, трудно изгибать, и потери напряжения на нём ещё меньше (не нужно). Оптимум: 4–6 мм² для типовой строки, 10 мм² если 50+ метров трассы.
Рассчитали по Vmp вместо Voc
Vmp 42 В × 10 панелей = 420 В, думаете, хорошо. Но Voc 50 В, и при морозе это становится перегреб. Инвертор работает при Vmp, но защита входа смотрит на Voc. Всегда проверяйте по Voc.
Где найти эти параметры
На панели, на белом прямоугольнике с маркировкой (шильдик), отпечатаны основные номиналы. Если вы заказали панели, попросите PDF даташит у поставщика.
- На шильдике ищите строку «Electrical Characteristics» или «Электрические характеристики»
- Voc обозначена как Voc (Open Circuit Voltage)
- Vmp обозначена как Vmpp или Vm (Maximum Power Point)
- Isc обозначена как Isc (Short Circuit Current)
- Imp обозначена как Impp или Im (Maximum Power Point Current)
- Температурные коэффициенты: α для тока, β для напряжения (в %/°C)
- Единица напряжения: В (вольты), ток: А (амперы)
- Стандартные условия (STC): 25°C, 1000 Вт/м²
Ссылка на соседние расчёты
После того как вы поняли Voc и Isc, вас ждёт расчёт кабеля и защиты. Перейдите к статье как правильно подключить панели, там подробно про схему, сечения и предохранители.
Если вас интересует, как Voc меняется в течение года, смотрите солнечные панели зимой. Зимой Voc выше, летом ниже.
А если вы выбираете между контроллером MPPT и PWM, знайте, что контроллер MPPT особенно важен при вариативном напряжении. Читайте MPPT или PWM: что выбрать.
Частые вопросы
Почему на панели два напряжения — Voc и Vmp?
Voc (50 В) это напряжение при холостом ходе, когда ток не течёт. Vmp (42 В) это напряжение в точке максимальной мощности, когда панель нагружена. На инвертор подключается Vmp, но нужно проверить, чтобы Voc при морозе не превышал диапазон входа.
На сколько вольт вырастает Voc зимой при −20°C?
Voc растёт примерно на 0,2% за каждый градус ниже 25°C. При −20°C (разница 45°С) Voc вырастет примерно на 9–10%. Для панели с Voc 50 В это примерно 5,5 вольт добавки. Поэтому строку нужно считать с запасом 10–15%.
Что будет, если Voc строки выше диапазона инвертора?
Инвертор отключится или сгорит. Например, диапазон входа Deye 600 В макс. Если в мороз Voc вырастет до 610 В, инвертор не включится. Если ещё выше, сгорит фильтр входа. Всегда оставляйте 10–15% запаса от максимума.
Где искать эти параметры на паспорте панели?
На шильдике сзади панели или в PDF даташита производителя. Ищите строки с обозначением Voc, Vmp, Isc, Imp, и температурные коэффициенты α (для тока) и β (для напряжения). Единицы: В для напряжения, А для тока, %/°C для коэффициентов.
Можно ли подключить панели разных мощностей в одну строку?
Да, если Voc одинаков или очень близок (±2 В). Ток будет ограничен меньшей панелью (более слабой). Но смешивание разных напряжений опасно: когда солнце на одной, но не на другой, может быть утечка через диод обхода. Лучше отдельные строки.
Какой минимальный запас по напряжению нужен при расчёте?
При расчёте берите 10–15% запаса от Vmax инвертора. Пример: инвертор 600 В max, используйте 500–540 В max как потолок строки. Это убережёт от отключения в мороз и гарантирует, что даже при -20°C не выйдете за лимит.
Превышает ли ток в кабеле Isc панели?
Нет, ток в строке равен Isc панели, он не суммируется. Для строки из 10 панелей по 12 А каждая ток останется 12 А, а не 120 А. Кабель ко входу инвертора выбирается по этому одному значению Isc, плюс 25% запас по правилам безопасности.
Проверьте параметры вашей панели
Скачайте паспорт, найдите Voc, Vmp, Isc, Imp и температурные коэффициенты. Затем посчитайте, сколько панелей в строку под ваш инвертор с учётом мороза.