Fleksibilni solarni paneli: pregled tipičnih izvedb, njihovih značilnosti in možnosti povezovanja

Sončna energija je eden najbolj obetavnih in hitro razvijajočih se alternativnih virov električne energije.To je neomejen vir, ki ga je mogoče uporabiti kjer koli na planetu, ne da bi pri tem onesnaževali okolje. Strinjam se, lepo bi bilo imeti svoj alternativni vir električne energije.

Izkazalo se je, da lahko zdaj sončno energijo pretvorite v električno kar doma. Namesto obsežnih in krhkih okvirnih plošč se zdaj vedno pogosteje uporabljajo fleksibilni solarni paneli. Toda kako to izvesti v praksi?

Pomagali vam bomo razumeti strukturo fleksibilnih solarnih panelov in princip njihovega delovanja. Koristna priporočila za izbiro in namestitev konstrukcij so predstavljena v našem članku. Za lažje zaznavanje informacij članek vsebuje tematske fotografije in videoposnetke.

Kaj so solarni paneli?

Če želite razumeti, ali so fleksibilni paneli pravi za vas za proizvodnjo električne energije, morate razumeti teorijo.

Kaj je sončna baterija, kako se struktura fleksibilnih modelov razlikuje od drugih? Zelo pomembno je tudi, da pred nakupom ugotovite prednosti in slabosti te vrste sončnih celic.

Zgradba in principi delovanja fleksibilnih plošč

Načelo delovanja sončne baterije temelji na konceptu fotovoltaike.Svetlobo, kot je znano, lahko obravnavamo tako kot valovanje kot kot tok delcev - fotonov. Sposobnost pretvarjanja energije fotonov v električno energijo je fotovoltaika.

Prvi prototipi sodobnih sončnih kolektorjev so bili izumljeni že v 50. letih prejšnjega stoletja. Od takrat so se bistveno spremenili tako po videzu kot po principu delovanja. Fotovoltaični učinek omogoča uporaba polprevodnikov

Polprevodnik je material, ki ima posebno atomsko strukturo. Polprevodnik n-tipa ima dodatne elektrone, medtem ko jih atomi v polprevodniku p-tipa nimajo. Za sestavljanje fotocelice se združita 2 vrsti materialov v dvoslojno strukturo.

Posamezne fotocelice so združene v panele. Plošče so lahko toge, v trpežnem kovinskem okvirju. Zdaj obstaja težnja po olajšanju oblikovanja fotopanel. Prilagodljive in lahke sončne celice postajajo vse bolj priljubljene.

Načelo delovanja sončne baterije lahko opišemo na naslednji način:

1. Sončna svetloba pade na površino fotocelice s strani n-plasti.
2. Fotoni trčijo z atomi polprevodnikov in "izbijejo" dodatne elektrone.
3. Prosti elektroni se premikajo proti p-plasti in končajo v atomih s pomanjkanjem delcev.
4. Posledično zgornja plast deluje kot katoda, spodnja plast pa kot anoda.
5. Ustvari se enosmerni tok, ki zlahka napolni baterijo.

Silicij, selen in številni drugi dražji materiali se uporabljajo kot polprevodniki.

Enosmerni tok, prejet iz sončne plošče, je treba pretvoriti v izmenični tok, saj večina električnih naprav deluje nanj.

Za solarne celice s prožno folijo se uporablja tudi polimerna prevleka z aluminijastimi vodniki.Zaradi te strukture so plošče presenetljivo tanke in lahke.

Ta tehnologija se šele začenja razvijati, vendar ni dvoma, da ima velike možnosti. Toda prožne plošče si bomo ogledali v širšem pomenu te definicije.

Več o principih delovanja sončnih kolektorjev si lahko preberete s klikom na povezava.

Prednosti fleksibilnih sončnih celic

Prednosti fleksibilnih solarnih panelov uvrščajo ta način pridobivanja električne energije med najbolj obetavne:

• utež;
• velikost;
• elastičnost;
• izvedba;
• vsestranskost;
• učinkovitost;
• prijaznost do okolja;
• enostavnost delovanja.

Geometrijski in fizični parametri plošč, kot sta velikost in teža, so zelo pomembni, saj bo za oskrbo z električno energijo celotne stanovanjske stavbe potrebno veliko število plošč; pri uporabi težkih modelov bo morda potrebna okrepitev gradbene konstrukcije, kar bo znatno povečalo stroške namestitve.

Lahki in kompaktni fleksibilni elementi ne bodo bistveno vplivali na porazdelitev obremenitve na okvir stavbe. Ne predstavljajo nobene nevarnosti za strešno kritino

Zmogljivost silicijevih baterij je precej visoka. Učinkovitost v tem primeru je težko oceniti, polprevodniške plošče so sposobne pretvoriti svetlobo v elektriko v povprečju za 20 %.

Če je moč sončnega sevanja 200 W, bo prejeto približno 40 W električne energije.

Fleksibilne amorfne sončne celice so veliko bolj tolerantne na oblačno vreme kot običajne toge strukture na osnovi silicija.

Za primerjavo, standardna solarna plošča lahko deluje le z 10 % svoje zmogljivosti v oblačnem vremenu, medtem ko lahko fleksibilna plošča deluje s približno 50 % svoje nazivne moči.

Fleksibilnost sončne baterije omogoča, da jo opremimo s strehami z neravnimi površinami, strešnimi ploščicami in kritinami kompleksnih oblik. Hkrati so precej vsestranski, primerni za namestitev na streho ali fasado objekta

Sončna svetloba je brezplačen in neomejen vir. To je njegova nedvomna prednost, ki odraža brezpogojno učinkovitost sončnih kolektorjev.

Poleg tega je ta način pridobivanja energije popolnoma okolju prijazen in nikakor ne vpliva na okolje ali mu škodi. Še več, z opuščanjem priljubljene alternative sončni energiji – termoelektrarn, človeštvo zmanjšuje stopnjo onesnaženosti zraka.

Slabosti fleksibilnih sončnih kolektorjev

Fleksibilni solarni paneli imajo tudi veliko slabosti. Prvič, ta tehnologija se šele razvija in še ni dosegla vrhunca svojih zmogljivosti. Z vidika zmogljivosti so fleksibilne amorfne baterije slabše od togih poli- ali monokristalnih.

Struktura in princip delovanja fleksibilnih plošč je precej zapleten, vendar jih lahko uporablja vsak. Dovolj je, da pravilno namestite in priključite opremo

Drugič, tanka folija in minimalen sloj premaza razmeroma hitro pokvarita. Garancijska doba za takšne plošče je približno 3 leta.

Po tem se začnejo fotocelice postopoma kvariti in zahtevajo zamenjavo.

Dobra novica je, da se ta industrija hitro razvija in da se že pojavljajo bolj trpežni in zmogljivi primerki fleksibilnih solarnih panelov na osnovi amorfnega silicija.

Druge pomanjkljivosti so značilne za vse vrste sončnih kolektorjev:

• doba vračila;
• visoka cena;
• veliko število drage opreme, poleg samih baterij;
• odvisnost od vremenskih razmer.

Fleksibilna plošča z močjo približno 150 W stane približno 40 tisoč rubljev. ali več, odvisno od proizvajalca. 20 baterij, komplet baterij in dodatna oprema bo stalo čisto vsoto. Ob upoštevanju stroškov 1 kWh električne energije boste morali sistem plačati več kot eno leto.

Kje in kako se uporablja sončna energija?

Fleksibilne plošče se uporabljajo na različnih področjih. Preden pripravite projekt za napajanje vašega doma s temi sončnimi kolektorji, ugotovite, kje se uporabljajo in kakšne so značilnosti njihove uporabe v našem podnebju.

Področje uporabe sončnih kolektorjev

Uporaba fleksibilnih solarnih panelov je zelo široka. Uspešno se uporabljajo v elektroniki, elektrifikaciji zgradb, avtomobilski in letalski industriji ter vesoljskih objektih.

V gradbeništvu se takšne plošče uporabljajo za oskrbo stanovanjskih in industrijskih objektov z električno energijo.

Sončna energija je lahko edini vir električne energije ali pa podvaja tradicionalno shemo napajanja, tako da v primeru nezadostne učinkovitosti v določenem obdobju hiša ne ostane brez električne energije.

Prenosni polnilci na osnovi fleksibilnih sončnih celic so na voljo vsem in se prodajajo povsod. Med popotniki so zelo priljubljeni veliki fleksibilni turistični paneli za proizvodnjo električne energije na katerem koli koncu sveta.

Zelo nenavadna, a praktična ideja je uporaba cestne površine kot podlage za fleksibilne baterije. Posebni elementi so zaščiteni pred udarci in se ne bojijo velikih obremenitev.

Fleksibilne baterije so dobre tudi zato, ker jih je mogoče uporabiti v skoraj vseh situacijah. Z lahkoto jih namestite na streho avtomobila ali trup jahte.

Ta ideja je že uresničena. »Sončna« cesta oskrbuje okoliške vasi z energijo, ne da bi zavzela en sam dodaten meter zemlje.

Značilnosti uporabe fleksibilnih amorfnih plošč

Tisti, ki nameravajo začeti uporabljati fleksibilne sončne celice kot vir električne energije za svoj dom, morajo poznati posebnosti njihovega delovanja.

Solarni paneli s fleksibilno kovinsko osnovo se uporabljajo tam, kjer so povečane zahteve glede odpornosti proti obrabi mini elektrarn:

Najprej se uporabniki ukvarjajo z vprašanjem: kaj storiti pozimi, ko je dan kratek in ni dovolj električne energije za delovanje vseh naprav?

Da, v oblačnem vremenu in kratkih dnevnih urah se učinkovitost plošč zmanjša. Dobro je, če obstaja alternativa v obliki možnosti prehoda na centralizirano napajanje. Če ga nimate, si morate narediti zalogo baterije in jih polnite ob dneh, ko je vreme ugodno.

Zanimiva lastnost sončnih celic je, da ko se sončna celica segreje, se njena učinkovitost močno zmanjša.

V poletni vročini se plošče segrejejo, vendar delujejo slabše. Pozimi, na sončen dan, lahko fotocelice zajamejo več svetlobe in jo pretvorijo v energijo

Število jasnih dni na leto je odvisno od regije. Seveda je na jugu bolj racionalno uporabljati fleksibilne baterije, saj tam sonce sije dlje in pogosteje.

Ker Zemlja čez dan spreminja svoj položaj glede na Sonce, je bolje, da plošče postavite univerzalno - to je na južno stran pod kotom približno 35-40 stopinj.Ta situacija bo pomembna tako zjutraj in zvečer kot opoldne.

Navodila za namestitev sončnih kolektorjev na streho

Če se odločite, da so fleksibilne sončne celice na osnovi amorfnega silicija tisto, kar potrebujete za oskrbo zasebnega doma z električno energijo, začnite načrtovati delo.

Izberite ustrezno opremo in ocenite okvirno število panelov. Nato preberite pravila za namestitev in naknadno vzdrževanje sončnih celic.

Vendar ne pozabite, da je uporaba tradicionalnih poli- in monokristalnih analogov silicija še vedno veliko bolj produktivna.

Korak 1. Izračun števila plošč

Vsako delo se začne s projektom. Za načrtovanje morate narediti potrebne izračune, in sicer:

• dnevna poraba električne energije;
• skupna zahtevana moč fotocelic;
• zmogljivost baterije;
• število plošč.

Najenostavneje je izračunati porabo električne energije. Če želite to narediti, morate upoštevati absolutno vse električne naprave, ki jih uporabljate ali teoretično lahko uporabljate.

Preprost primer:

• hladilnik - 200 W;
• računalnik - 300 W;
• TV – 150 W;
• varčne žarnice - 5 kosov po 20 W.

Moč vsake naprave mora biti navedena v njeni dokumentaciji ali na ohišju. Po seštevanju vseh podatkov dobimo 750 W. Na podlagi te vrednosti se izbere pretvornik - naprava, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični pri zahtevani frekvenci.

Bodite prepričani, da naredite majhno rezervo in izberete pretvornik za 0,5 kW močnejši od izračunane vrednosti. To pomeni, da je za skupno moč 0,75 kW primerna naprava, ki ni šibkejša od 1,25 kW

Za pravilno povezavo so solarni paneli povezani z baterijami preko krmilnika.Ne mešajte kontaktov - plus na plus, minus na minus. Iz baterije se tok pošlje v pretvornik in nato v električne naprave

Nato morate izbrati baterije. Kapaciteta akumulatorja (na primer 200 A∙h) kaže, koliko toka bo proizvedeno pri določeni napetosti v eni uri.

Zahtevano zmogljivost lahko izračunate tako, da skupno moč porabnikov delite z izhodno napetostjo sončne baterije. V našem primeru uporabljamo 12-voltne baterije. 750 /12 = 62,5 A∙h.

Toda ta formula ni povsem pravilna, saj se večina baterij ne more izprazniti na 0. Obstaja določena meja, na primer 40%. Če raven napolnjenosti pade pod to, to bistveno vpliva na življenjsko dobo in delovanje baterije.

Ta indikator je treba dodati tudi formuli:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Za doseganje takšne kapacitete lahko v sistem združite skupino 2 akumulatorjev po 100 Ah.

Število plošč se izračuna na podlagi moči izbranega modela in regije, v kateri bodo nameščene. Pomen regije je težko preceniti. V idealnem primeru morate ugotoviti dnevne ravni sončnega sevanja za vaše območje. Za zanesljivost se vzame najmanjša vrednost za leto, približno konec decembra.

Shematično lahko stopnjo insolacije v različnih regijah prikažemo na naslednji način. Številčne vrednosti lahko najdete v specializiranih referenčnih knjigah ali na internetu

Če to številko pomnožimo s številom koledarskih dni v mesecu, dobimo število kilovatov na 1 m2 fleksibilne sončne baterije za december. Na primer, v Moskvi je 0,33x31=10,23 kW/m2, v Sočiju pa 1,25x31=38,75 kW/m2. Ta številka se imenuje število pico-ur.

Nato iz pogojnega maksimuma 0,75 kW, ki ga porabijo vse naprave hkrati, izračunamo povprečno mesečno porabo - približno 25 kW. V enem mesecu naj bi naše gibljive baterije proizvedle vsaj 25.000 W, vendar je bolje narediti majhno rezervo in zaokrožiti na 30 kW.

Zato bi morala biti za 1 pico-uro v Moskvi 30/10,23 = 2,93 kW. Če imajo izbrane plošče moč 150 W, potem ni težko izračunati njihovega števila: 2,93 / 0,15 = 20 kosov.

Po tako preprostih izračunih lahko izberete ustrezen pretvornik, krmilnik, samih akumulatorskih in fleksibilnih fotonapetostnih panelov v zahtevani količini.

2. korak. Pravila namestitve

Montažo fleksibilnih sončnih celic lahko opravite sami.

Če želite to narediti, se morate odločiti, kje točno boste postavili svoje plošče:

• na strehi stavbe;
• na fasadi hiše;
• na prostostoječi konstrukciji;
• kombinirana shema.

Najbolj priljubljena možnost je na strehi. Če oblika ali konfiguracija strehe tega ne dopušča, je bolje zgraditi dodaten okvir, na katerega postavite baterije. To je dražje, če pa je streha zasenčena ali težko dostopna, postane ta možnost racionalna.

Lokacija na fasadi se uporablja, ko na strehi ni dovolj prostora. Plošče lahko postanejo del oblikovalske ideje in igrajo vlogo dekoracije doma

Fleksibilne sončne fotovoltaične celice imajo na spodnji strani lepljivo smolnato plast.

Dovolj je, da odstranite zaščitno folijo in prilepite ploščo na izbrano mesto. Seveda mora biti površina pred montažo očiščena in oprana.

Za namestitev niso potrebna posebna orodja. Glavna stvar je skrbeti za svojo varnost pri delu na strehi.Prav tako je zelo pomembno upoštevati diagram povezave opreme in ne prekiniti zaporedja

Na eni strani ima modul solarne baterije 2 kabla. Vsaka plošča je nameščena tako, da se te žice kasneje lahko združijo v eno vodilo za serijsko povezavo.

Priporočamo tudi branje našega drugega gradiva, ki podrobno opisuje namestitvene diagrame in načine povezovanja sončnih kolektorjev. Več podrobnosti - Tukaj.

3. korak. Nega sistema po namestitvi

Ko bodo fleksibilne sončne celice nameščene, jih bo treba nenehno vzdrževati in nadzorovati, sicer lahko njihova učinkovitost močno pade. Glavna stvar je, da so plošče čiste. Prah, umazanija, ptičji iztrebki – vsi ti dejavniki zmanjšujejo delovanje sistema, ker omejujejo absorpcijo sončne svetlobe s strani sončnih celic.

Ko se sončne celice umažejo, jih je treba obrisati. Zato jih na kompleksni strehi ni priporočljivo postavljati na težko dostopna mesta.

Če vašega sistema ne morete servisirati sami, lahko vedno poiščete izvajalca z ustrezno tehnologijo in opremo. Seveda bo stalo več.

Sončne panele na osnovi amorfnega silicija lahko tako kot njihove trde dvojnike operete z običajno vlažno gobo ali krpo iz mikrovlaken. Plošča se ne boji vode (navsezadnje je ta oprema nameščena na prostem), če jih redno perete, bodo trajale dlje

Druga težava, ki je pomembna za naše regije, je sneg. Pozimi so baterije prekrite s snegom in prenehajo delovati. Usedline je treba sproti čistiti, vendar ne pregrobo, sicer lahko poškodujemo samo opremo.

Zaključki in uporaben video na to temo

Videoposnetki in ocene, ki obravnavajo fleksibilne plošče priljubljenih proizvajalcev, vam bodo pomagali narediti pravo izbiro. Po namestitvi opreme boste lahko videli, kako bo izgledal vaš dom, strokovnjaki vam bodo pomagali izbrati pravo število baterij in pregledali pravila namestitve.

Kako delujejo fleksibilni solarni paneli in iz česa so narejeni:

Fleksibilno baterijo lahko namestite v stanovanje na fasado stolpnice, zakaj ne:

Še nekaj o izdelavi in ​​prednostih fleksibilnih elementov:

Sončni kolektorji omogočajo, da postanemo energetsko neodvisni in nam ni treba spremljati cen bencina in komunalnih storitev. Če enkrat vložite določen znesek, boste lahko porabili neomejeno energije za uporabo gospodinjskih električnih aparatov, ogrevanje doma in polnjenje baterije električnega vozila. Vedno več ljudi prehaja na alternativno energijo, ker je to prihodnost.

Če imate potrebno znanje ali izkušnje o temi našega članka, ga delite z našimi bralci. Ali pa ste morda morali sami namestiti sončne celice? Povej nam, kako ti je uspelo. Vaše komentarje lahko dopolnite s fotografijami.