String imbalance: why one “weak” panel drags down the entire string
В частном доме под Уфой в июне 2025 года выработка снизилась на 22 % за неделю — без теней, загрязнений или поломок. Диагностика выявила: одна панель из 12 (цепочка на 5,4 кВт) деградировала до 380 Вт (при паспорте 450 Вт). Из-за последовательного соединения ток всей цепи «просел» до 9,8 А (вместо расчётных 12,1 А), и остальные 11 панелей вынужденно работали в неоптимальной точке. Итог: общая мощность цепи — 4,2 кВт, а не 5,2 кВт. В 2026 году, при средней цене СЭС 86 ₽/Вт, такие потери — не просто недополученная прибыль, а прямое нарушение требований СП 255.1325800.2016 (п. 4.19): допустимое отклонение мощности панелей в цепочке — ≤ 3 %. Разбираем физику, типичные причины и как избежать «эффекта бочки».
Физика: почему последовательная цепь — как слабое звено в цепи
В последовательной цепи (string) ток одинаков для всех панелей — он определяется самой слабой по току (Imp). Напряжение складывается, но мощность падает нелинейно: Pstring = U1+U2+…+Un × min(I1, I2, …, In).
Пример (12 панелей × 450 Вт, Imp = 12,1 А, Ump = 37,5 В): — все исправны: P = 12 × 37,5 × 12,1 = 5445 Вт, — одна панель с I = 9,8 А: P = (11 × 37,5 + 36,2) × 9,8 ≈ 4400 Вт — −19,2 %.
Это не усреднение — это «затыкание» всей цепи.
Причины дисбаланса — 5 основных источников
1. Деградация панелей (не равномерная)
По ГОСТ Р 58977-2020 (п. 5.8), деградация в первые 2 года — до 2,5 % (light-induced degradation, LID), затем ~0,45 %/год. Но: — панели из разных партий деградируют по-разному, — панель, ближе к краю (сильнее нагрев/охлаждение), стареет быстрее, — микротрещины от снеговой нагрузки → локальная деградация до −15 % за сезон.
2. Разная температура на одной крыше
В Новосибирске (2024 г.): — панели над мансардой: Tcell = +61 °C, — над чердаком: +53 °C, — разница в токе — 0,9 А → потери 6,2 % в цепочке.
3. Частичное затенение (даже незаметное)
Тень от трубы дымохода (ширина 3 см на 2 ячейки): — без байпас-диодов: панель «отключается», ток = 0, — с 3 байпас-диодами: 1/3 модуля отключается → I падает на 30–35 %.
4. Разные модели/годы выпуска
Замена одной панели 2022 г. на новую 2025 г. (один и тот же бренд, 450 Вт): — Imp старой: 11,8 А, — Imp новой: 12,3 А, — цепь «тянет» по старой → −4,1 % от потенциала.
5. Неисправность J-Box или диода
Байпас-диод в шунтирующем режиме (даже без КЗ) даёт падение напряжения 0,5–0,8 В на модуле и снижает I на 8–12 %. Часто проявляется только при нагреве (переходное сопротивление растёт с T).
Как измерить дисбаланс — без демонтажа
Методы полевой диагностики (по СП 255.1325800.2016, п. 6.4):
- Тепловизионная съёмка — «горячие» панели = повышенное сопротивление, «холодные» = сниженный ток.
- IV-кривая по цепочке (с помощью тестера типа IV-450): наличие «ступенек» → дисбаланс.
- Мониторинг по панелям (если есть MLPE): отклонение I более чем на 5 % от медианы — сигнал.
- Ручной замер U на каждой панели (мультиметр, режим DC): при I = const, U ∝ P. Разброс U > 7 % — критично.
Таблица: допустимые отклонения по нормативам
| Параметр | ГОСТ Р 58977-2020 | СП 255.1325800.2016 | Практика «Солнечных крыш» |
|---|---|---|---|
| Отклонение Imp в цепочке | ≤ 5 % | ≤ 3 % | ≤ 2,5 % (для систем > 5 кВт) |
| Отклонение Uoc | ≤ 3 % | ≤ 2 % | ≤ 1,5 % |
| Макс. разница температур в цепочке | не регл. | ≤ 8 °C | ≤ 5 °C (при > 30 °C наружно) |
Что делать — 4 решения
1. Формировать цепочки по «паспорту», а не по количеству
Перед монтажом: — измерьте Isc каждой панели (на улице, 1000 Вт/м² ±10 %), — сгруппируйте по ±0,2 А, — комплектуйте строго по группам.
Экономия: +4–7 % выработки без допзатрат.
2. Использовать MLPE (оптимизаторы или микрики)
Пример: SolarEdge P400, Huawei SUN2000-PL. — каждый модуль работает в своей точке MPP, — потери от дисбаланса снижаются до 1–2 %, — диагностика по панели в приложении.
Цена в 2026 г.: +18–22 ₽/Вт, окупаемость — 2,5–3,5 года за счёт выработки.
3. Разделять «рисковые» зоны
Если часть крыши: — ближе к трубам, — чаще в тени, — над тёплыми помещениями — выносите эти панели в отдельную цепочку с собственным MPPT.
4. Контролировать после замены
При замене одной панели: — требуйте сертификат с Imp и Ump, — измерьте на месте, — не ставьте «450 Вт», если I отличается > 0,3 А от соседей.
Кейс: дача в Рязанской области — дисбаланс «по гарантии»
3 цепочки × 8 панелей. Через 2 года: — выработка упала на 14 %, — замер I: 11,2–12,4 А в одной цепи, — выяснилось: 2 панели из другой партии (ошибка поставщика). Производитель отказал в гарантии: «дисбаланс не покрывается». Решение: перекомплектовка + установка 2 оптимизаторов — выработка восстановлена на 97 %.
Что будет, если игнорировать дисбаланс?
- Ускоренная деградация «сильных» панелей: работа вне MPP → стресс для ячеек.
- Перегрев слабой панели → «горячая точка» → риск возгорания (п. 7.1.92 ПУЭ-7).
- Снижение срока службы инвертора: нестабильный входной ток → перегрузка MPPT.
- Нарушение условий ESCO-контракта при отклонении > 5 % от гарантии выработки.
Вывод
Дисбаланс — не «мелочь», а системная проблема, особенно в условиях российского климата, где микроклимат на одной крыше может различаться на 10–15 °C. В 2026 году, при росте цен на энергию и ужесточении требований к расчётной точности (ПП РФ №2412), профилактика дисбаланса — часть проектирования, а не «доработка после».
Проверь баланс своей цепочки — бесплатно: закажи аудит «Солнечных крыш». Мы: ✓ измерим Imp и Ump каждой панели, ✓ построим IV-кривую цепочки, ✓ и дадим рекомендации — с перекомплектовкой или без неё.
