Panells solars flexibles: una visió general dels dissenys típics, les seves característiques i característiques de connexió

L’energia solar és una de les fonts d’electricitat alternatives més prometedores i en desenvolupament ràpid. Aquest és un recurs il·limitat que es pot utilitzar a qualsevol part del món sense contaminar el medi ambient. D'acord, estaria bé tenir la vostra font alternativa d'electricitat.

Resulta que ara l’energia solar es pot convertir en electricitat a casa. En lloc de voluminosos i fràgils marcs de panells, cada cop s’utilitzen panells solars flexibles. Però, com posar-ho en pràctica?

Ajudarem a tractar el dispositiu de plaques solars flexibles i el principi del seu treball. Al nostre article es presenten recomanacions útils per a la selecció i instal·lació d’estructures. I per facilitar la percepció d’informació, l’article conté fotografies temàtiques i vídeos.

Què són les plaques solars?

Per entendre si els panells flexibles són adequats per generar electricitat, heu d’entendre la teoria.

Què és una bateria solar, en què es diferencia l’estructura dels models flexibles de la resta? I també és molt important esbrinar els avantatges i els desavantatges d’aquest tipus particular de cèl·lules solars fins i tot abans de la compra.

L'estructura i els principis de funcionament dels panells flexibles

El principi de funcionament de la bateria solar es basa en un concepte com la fotovoltaica. La llum, com ja sabeu, es pot considerar tant com una ona com un corrent de partícules: fotons. La capacitat de convertir l’energia del fotó en electricitat és la fotovoltaica.

Els primers prototips de les cèl·lules solars modernes es van inventar als anys 50. Des d’aleshores, han canviat significativament tant a l’exterior com segons el principi de treball. L’efecte fotoelèctric és possible mitjançant l’ús de semiconductors

Un semiconductor és un material que té una estructura atòmica especial.Un semiconductor de tipus n té electrons addicionals, i els àtoms de semiconductor tipus p no els tenen. Per muntar la fotocèl·lula, es combinen 2 tipus de materials per formar una estructura de dues capes.

Les fotocèl·lules separades es combinen en un plafó. Els panells poden ser rígids, en un marc de metall fort. Ara hi ha una tendència a facilitar el disseny de panells fotogràfics. Les cèl·lules solars flexibles i lleugeres estan guanyant popularitat.

El principi de funcionament de la bateria solar es pot descriure de la manera següent:

1. La llum solar arriba a la superfície de la fotocèl·lula des del costat de la capa n.
2. Els fotons xoquen amb els àtoms del semiconductor, "eliminant" electrons addicionals.
3. Els electrons lliures es desplacen cap a la capa p i cauen en àtoms amb manca de partícules.
4. Com a resultat, la capa superior actua com a càtode, i la capa inferior actua com a ànode.
5. Produeix corrent directe que pot carregar fàcilment la bateria.

Es fan servir com a semiconductors el silici, el seleni i molts materials més cars.

El corrent directe rebut del panell solar s’ha de convertir en corrent altern, ja que la majoria d’aparells elèctrics hi treballen

Per a panells solars de film flexible, també s’utilitza polvorització de polímers amb conductors d’alumini. Aquesta estructura fa que els panells siguin sorprenentment prims i lleugers.

Aquesta tecnologia tot just comença a desenvolupar-se, però el fet que tingui grans perspectives és indubtable. Però ens fixarem en panells flexibles en sentit ampli d’aquesta definició.

Podeu llegir més informació sobre els principis de funcionament de les plaques solars fent clic a l’enllaç.

Els avantatges de les cèl·lules solars flexibles

Els avantatges de les plaques solars flexibles fan que aquest mètode de producció elèctrica sigui un dels més prometedors:

• pes
• mida
• elasticitat;
• rendiment
• universalitat;
• rendibilitat;
• amabilitat ambiental;
• facilitat de funcionament.

Els paràmetres geomètrics i físics dels panells, com ara la mida i el pes, són de gran importància, ja que es necessitarà un gran nombre de panells per proporcionar electricitat a tot un edifici residencial, quan s’utilitzin models pesats pot ser necessari reforçar l’estructura de l’edifici,cosa que augmentarà significativament els costos d’instal·lació.

Els elements flexibles lleugers i compactes no poden afectar significativament la distribució de la càrrega en el marc de l'edifici. No comporten cap perill per la teulada.

El rendiment de les bateries de silici és força alt. És difícil avaluar l'eficiència en aquest cas, els panells de semiconductors són capaços de convertir la llum en electricitat en un 20% de mitjana.

És a dir, si la potència de la radiació solar és de 200 watts, es rebran uns 40 watts d’electricitat.

Els panells solars amorfs flexibles són molt més tolerants al clima ennuvolat que les estructures rígides convencionals basades en silici.

Per comparació, una bateria solar estàndard en temps ennuvolat és capaç de funcionar només al 10% de la seva capacitat, mentre que un panell flexible produeix al voltant del 50% dels valors nominals.

La flexibilitat de la bateria solar permet equipar-la amb sostres desiguals, sostres de teula i revestiments en forma complexa. Al mateix temps, són força versàtils, adequats per a la seva instal·lació al terrat o a la façana d’un edifici

La llum del sol és un recurs gratuït i il·limitat. Aquest és el seu indubtable avantatge, que expressa l'eficiència incondicional de les plaques solars.

A més, aquest mètode de producció d’energia és totalment respectuós amb el medi ambient, no afecta l’estat del medi ambient i no el fa mal. A més, abandonant l’alternativa popular a les centrals solars d’energia solar, la humanitat redueix el nivell de contaminació de l’aire.

Desavantatges dels panells solars flexibles

Els desavantatges de les plaques solars flexibles també són suficients. En primer lloc, aquesta tecnologia només es desenvolupa i encara no ha assolit el pic de les seves capacitats. En termes de rendiment, les bateries amorfes flexibles són inferiors a les rígides de poli o monocristal.

L’estructura i el principi de funcionament dels panells flexibles és bastant complex, però tothom els pot utilitzar. N’hi ha prou per instal·lar i connectar correctament l’equip

En segon lloc, una làmina fina i una capa mínima de recobriment fallen relativament ràpidament. El període de garantia d’operació d’aquests panells és d’uns 3 anys.

Després d'això, les fotocèl·lules comencen a descompondre's gradualment i requereixen reemplaçament.

És encoratjador que aquesta indústria es desenvolupi ràpidament i ja apareguin casos més durables i potents de panells solars flexibles basats en silici amorf.

Tots els inconvenients són inherents a tot tipus de plaques solars:

• temps de retorn;
• cost elevat;
• una gran quantitat d'equips cars, a més de les pròpies bateries;
• depenent del temps

Un panell flexible amb una potència d’uns 150 watts costa uns 40 mil rubles. o més, segons el fabricant. 20 piles, un conjunt de bateries i equips addicionals costaran una suma rodona. Donat el cost d’1 kWh d’electricitat, haureu de recuperar el sistema durant més d’un any.

On i com s’utilitza l’energia solar?

S'utilitzen panells flexibles en diversos camps. Abans d’elaborar un projecte d’abastiment d’energia a casa mitjançant aquestes plaques solars, esbrineu on s’utilitzen i quines són les característiques del seu ús al nostre clima.

Abast de les plaques solars

L’ús de plaques solars flexibles és molt ampli. S’utilitzen amb èxit en electrònica, electrificació d’edificis, construcció d’automòbils i aeronaus i objectes espacials.

A la construcció, aquests panells s’utilitzen per subministrar electricitat a edificis residencials i industrials.

L’energia solar pot ser l’única font d’electricitat o pot duplicar l’esquema de subministrament elèctric tradicional, de manera que en cas d’eficiència insuficient durant un període determinat la casa no es manté desactivada

Els carregadors de portàtils de cèl·lules solars flexibles estan disponibles per a tothom i es venen a tot arreu. Els panells turístics flexibles per generar electricitat a qualsevol racó del món són molt populars entre els viatgers.

Una idea molt inusual però pràctica és utilitzar un llit de carretera com a base per a les bateries flexibles. Els elements especials estan protegits dels cops i no tenen por de les càrregues pesades.

Les bateries flexibles també són bones perquè es poden utilitzar en gairebé qualsevol situació. Es poden col·locar fàcilment al sostre del cotxe o al casc

Aquesta idea ja s’ha implementat. La carretera "solar" proporciona energia als pobles dels voltants, tot i que no ocupa un sol metre addicional de terra.

Característiques de l’ús de panells amorfs flexibles

Aquells que pensin començar a utilitzar panells solars flexibles com a font d’electricitat per a casa seva han de conèixer les característiques del seu funcionament.

S'utilitzen panells solars amb una base metàl·lica flexible on es requereixen major demanda sobre la durabilitat de les centrals:

En primer lloc, els usuaris es preocupen per la pregunta: què fer a l’hivern, quan les hores diürnes són curtes i no hi ha prou electricitat perquè funcionin tots els dispositius?

Sí, en temps ennuvolat i hores curtes de dia, el rendiment del panell és reduït. És bo quan hi ha una alternativa en la possibilitat de canviar a una font d’alimentació centralitzada. Si no és així, heu d’aportar-vos bateries i cobrar-los en aquells dies en què el clima és favorable.

Una característica interessant de les plaques solars és que quan la fotocèl·lula s’escalfa, la seva eficiència es redueix significativament.

A la calor de l’estiu, els panells s’escalfen, però funcionen pitjor. A l’hivern, en un dia assolellat, les cèl·lules solars són capaces de captar més llum i convertir-la en energia

El nombre de dies clars a l'any varia segons la regió. Per descomptat, al sud és més racional utilitzar piles flexibles, ja que el sol brilla allà més i més sovint.

Com que la Terra canvia la seva posició respecte al Sol durant el dia, és millor organitzar els panells de manera universal, és a dir, des del costat sud en un angle d’uns 35-40 graus. Aquesta situació serà rellevant tant en horari de matí com de nit i migdia.

Instruccions d’instal·lació de plaques solars al terrat

Si decidiu que els panells solars flexibles basats en silici amorf són els que necessiteu per subministrar electricitat a una casa particular, comenceu els treballs.

Trieu l’equip adequat i estimeu el nombre aproximat de panells. A continuació, llegiu les normes per a la instal·lació i el manteniment posterior de les cèl·lules solars.

Però recordeu que fins ara l’ús d’anàlogues tradicionals de polièster i monocristal de silici és fins ara molt més productiu.

Pas 1. Càlcul del nombre de plafons

Qualsevol treball comença amb el projecte. Per al disseny, heu de fer els càlculs necessaris, a saber:

• consum diari d’electricitat;
• potència total necessària de fotocèl·lules;
• capacitat de la bateria;
• nombre de panells.

El més senzill és calcular el consum d’electricitat. Per fer-ho, tingueu en compte absolutament tots els aparells elèctrics que feu servir o teòricament.

Un exemple senzill:

• nevera - 200 W;
• ordinador - 300 W;
• TV - 150 W;
• bombetes econòmiques: 5 peces de 20 watts cadascuna.

La potència de cada dispositiu s’ha d’indicar a la documentació o a la carcassa. Després d’afegir totes les dades, obtenim 750 watts. A partir d’aquest valor està seleccionat inversor - un dispositiu que converteix el corrent directe en corrent altern amb la freqüència desitjada.

Assegureu-vos de fer un marge reduït i seleccioneu un inversor que sigui 0,5 kW més potent que el valor calculat. És a dir, per a una potència total de 0,75 kW, és adequat un dispositiu no inferior a 1,25 kW

Per a una connexió adequada, les plaques solars es connecten a les bateries a través del controlador. No barregeu els contactes: més a més, menys a menys. Des de la bateria, el corrent es dirigeix ​​a l’inversor i, després, als aparells elèctrics

Llavors heu d’agafar les bateries. La capacitat de la bateria (per exemple, 200 A показывает h) indica quina corrent es sortirà a una tensió determinada durant una hora.

Podeu calcular la capacitat necessària dividint la potència total dels consumidors pel voltatge de sortida de la bateria solar. En el nostre exemple, utilitzem bateries de 12 volts. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Però aquesta fórmula no és del tot certa, ja que la majoria de les bateries no es poden descarregar a 0. Hi ha una certa limitació, per exemple, un 40%. Si el nivell de càrrega baixa per sota, això afecta significativament la vida i la qualitat de la bateria.

Aquest indicador també s'ha d'afegir a la fórmula:

750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.

Per aconseguir aquesta capacitat, podeu combinar un grup de 2 bateries de 100 Ah cadascuna en un sistema.

El nombre de panells es calcula en funció de la potència del model seleccionat i de la regió en què s’instal·laran. És difícil sobreestimar la importància de la regió. L’ideal seria que trobis els valors del nivell diari de radiació solar de la teva zona. Per obtenir la fiabilitat, es pren de forma provisional el valor mínim de l'any, a finals de desembre.

Esquemàticament, el nivell d’insolació a diferents regions es pot representar de la següent manera. Es poden trobar valors numèrics a directoris especialitzats o a Internet

Multiplicant aquest indicador pel nombre de dies naturals del mes, obtenim el nombre de quilowatts per 1 m2 de bateria solar flexible al desembre. Per exemple, a Moscou es tracta de 0,33x31 = 10,23 kW / m2, i per a Sochi - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Aquest indicador s’anomena nombre d’hores.

A continuació, a partir del màxim condicional de 0,75 kW consumits per tots els dispositius alhora, calculem el consum mitjà mensual - uns 25 kW. Durant un mes, les nostres bateries flexibles han de generar almenys 25.000 watts, i és millor fer un subministrament reduït i arrodonir fins a 30 kW.

Per tant, durant una hora a Moscou haurien de ser 30 / 10,23 = 2,93 kW. Si els panells seleccionats tenen una potència de 150 W, llavors no és difícil calcular el seu nombre: 2,93 / 0,15 = 20 peces.

Després de tan senzills càlculs, podeu triar un inversor adequat, el controlador, bateries i panells fotovoltaics flexibles ells mateixos en la quantitat adequada.

Pas 2. Normes d’instal·lació

La vostra instal·lació pot realitzar les cèl·lules solars flexibles.

Per fer-ho, val la pena determinar on col·locareu exactament els panells:

• al terrat de l’edifici;
• a la façana de la casa;
• en una estructura separada;
• circuit combinat.

L’opció més popular és al terrat. Si la forma o la configuració del sostre no ho permeten, és millor construir un marc addicional sobre el qual col·locar les bateries. Això és més costós, però si el sostre és ombrejat o difícil d’aconseguir, aquesta opció esdevé racional.

La ubicació a la façana s’utilitza quan no hi ha prou espai a la teulada. Els panells poden formar part d’una idea de disseny i tenir un paper de decoració per a la llar

Les cèl·lules solars fotovoltaiques flexibles de la part inferior tenen una capa resinosa enganxosa.

N’hi ha prou de treure el film protector i enganxar el tauler al lloc seleccionat. Per descomptat, abans de muntar la superfície s'ha de netejar i rentar.

No cal cap eina d’instal·lació especialitzada. El més important és tenir cura de la vostra seguretat mentre treballeu al terrat. També és molt important observar el diagrama de cablejat de l’equip i no trencar la seqüència

En un costat, el mòdul solar té 2 cables de sortida de plom. Cada panell està posicionat de manera que posteriorment es poden combinar aquests cables amb un bus per a connexió en sèrie.

També recomanem llegir el nostre altre material, que descriu detalladament els esquemes d’instal·lació i els mètodes per connectar plaques solars. Més detalls - aquí.

Pas 3. Manteniment del sistema després de la instal·lació

Després d’instal·lar cèl·lules solars flexibles, hauran de ser vigilades i controlades constantment, si no, la seva efectivitat pot disminuir dràsticament. El més important és mantenir els panells nets. Pols, brutícia, excrement d’ocells: tots aquests factors redueixen el rendiment del sistema, ja que limiten l’absorció de la llum solar per part de les fotocèl·lules.

S’han d’eixugar les plaques solars ja que es buiden. Per això no es recomana col·locar-los en llocs de difícil accés a una teulada complexa.

Si el vostre sistema no pot ser atès per vosaltres mateixos, sempre podeu trobar un artista amb la maquinària i el material adequats. Per descomptat, serà més car.

Els panells solars a base de silici amorf, com els anàlegs durs, es poden rentar amb una esponja humida ordinària o amb un drap de microfibra. El plafó no té por de l’aigua (al cap i a la fi, aquest equipament s’instal·la a l’aire lliure), si els renteu regularment, duraran més

Un altre problema rellevant per a les nostres regions és la neu. A l’hivern, les bateries s’adormen a la neu i deixen de funcionar. Les precipitacions s’han de netejar constantment, però no massa gruixudes, en cas contrari l’equip en si es pot danyar.

Conclusions i vídeo útil sobre el tema

Els vídeos i les ressenyes que consultin panells flexibles dels fabricants més populars us ajudaran a prendre la decisió correcta. Podreu veure com tindrà cura de la vostra casa per la instal·lació d’equips, els experts us ajudaran a triar el nombre adequat de bateries i a considerar les normes d’instal·lació.

Com es disposen de panells solars flexibles i de què es formen:

Podeu instal·lar una bateria flexible en un apartament a la façana d’un edifici alt, per què no:

Una mica més sobre la producció i els avantatges dels elements flexibles:

Les plaques solars permeten convertir-se en no volàtils, sense controlar els preus i els serveis públics. Si invertiu una quantitat determinada una vegada, podeu consumir energia il·limitada per utilitzar electrodomèstics, calefacció per a la llar i recarregant la bateria d’un vehicle elèctric. Cada vegada hi ha més gent que passa a l’energia alternativa, perquè el futur hi ha al darrere.

Si teniu els coneixements o experiència necessaris sobre el tema del nostre article, compartiu-lo amb els nostres lectors. O potser hauríeu d’instal·lar-vos plaques solars? Explica’ns com ho has fet. Podeu complementar els vostres comentaris amb fotos.