Fleksibilni solarni paneli: pregled tipičnih dizajna, njihovih karakteristika i značajki povezivanja

Solarna energija je jedan od najperspektivnijih i brzo razvijajućih alternativnih izvora električne energije. Ovo je neograničen resurs koji se može koristiti bilo gdje u svijetu bez zagađivanja okoliša. Slažete se, bilo bi lijepo imati svoj alternativni izvor električne energije.

Ispada da se sada solarna energija može pretvoriti u električnu energiju upravo kod kuće. Umjesto glomaznih i krhkih okvira okvira, sada se sve više koriste fleksibilni solarni paneli. Ali kako to provesti u praksi?

Pomoći ćemo se nositi s uređajem fleksibilnih solarnih panela i principom njihovog rada. Korisne preporuke za odabir i ugradnju konstrukcija predstavljene su u našem članku. A radi lakše percepcije informacija, članak sadrži tematske fotografije i videozapise.

Što su solarni paneli?

Da biste razumjeli jesu li fleksibilni paneli prikladni za proizvodnju električne energije, morate razumjeti teoriju.

Što je solarna baterija, kako se struktura fleksibilnih modela razlikuje od ostalih? Također je vrlo važno otkriti prednosti i nedostatke ove posebne vrste solarnih ćelija i prije kupnje.

Struktura i principi rada fleksibilnih ploča

Princip rada solarne baterije temelji se na takvom konceptu kao fotonaponski. Svjetlost se, kao što znate, može smatrati i valom i tokom čestica - fotonima. Mogućnost pretvaranja energije fotona u električnu energiju fotonaponska je energija.

Prvi prototipi modernih solarnih ćelija izumljeni su još u 50-ima. Od tada su se značajno promijenile i izvana i prema principu rada. Fotoelektrični učinak omogućen je primjenom poluvodiča

Poluvodič je materijal koji ima posebnu atomsku strukturu.Poluprovodnik n-tipa ima dodatne elektrone, a oni pol-provodnika p-tipa nedostaju. Za sastavljanje fotoćelije, dvije vrste materijala kombiniraju se u dvoslojnu strukturu.

Odvojene fotoćelije su kombinirane u ploči. Ploče mogu biti krute, u jakom metalnom okviru. Sada postoji tendencija olakšavanja dizajna foto panela. Fleksibilne i lagane solarne ćelije dobivaju na popularnosti.

Princip rada solarne baterije može se opisati na sljedeći način:

1. Sunčeva svjetlost udara u površinu fotoćelije sa strane n-sloja.
2. Fotoni se sudaraju s atomima poluvodiča, "izbacujući" dodatne elektrone.
3. Slobodni elektroni kreću se prema p-sloju i padaju u atome uz nedostatak čestica.
4. Kao rezultat toga, gornji sloj djeluje kao katoda, a donji sloj kao anoda.
5. Proizvodi istosmjernu struju koja lako može napuniti bateriju.

Silikon, selen i mnogi skuplji materijali koriste se kao poluvodiči.

Izravna struja primljena od solarne ploče mora se pretvoriti u izmjeničnu jer većina električnih uređaja radi na njoj

Za fleksibilne filmske solarne ploče koristi se i polimerno prskanje aluminijskim vodičima. Ovakva struktura ploče čini iznenađujuće tankim i laganim.

Ova se tehnologija tek počinje razvijati, ali činjenica da ima velike izglede van svake je sumnje. Ali pogledat ćemo fleksibilne ploče u širem smislu ove definicije.

Više o principima rada solarnih panela možete pročitati klikom na veza.

Prednosti fleksibilnih solarnih ćelija

Prednosti fleksibilnih solarnih panela čine ovu metodu proizvodnje električne energije jednom od najperspektivnijih:

• težina;
• veličina;
• elastičnost;
• izvedba;
• raznovrsnost;
• učinkovitost;
• ekološka prijatnost;
• jednostavnost rada.

Geometrijski i fizički parametri ploča, kao što su veličina i težina, od velike su važnosti, jer će biti potreban veliki broj panela za napajanje električnom energijom za cijelu stambenu zgradu, a kada se koriste teški modeli možda će biti potrebno ojačati strukturu zgrade,što će značajno povećati troškove instalacije.

Lagani i kompaktni fleksibilni elementi ne mogu značajno utjecati na raspodjelu opterećenja na okviru zgrade. Ne nose opasnost za krov.

Performanse silikonskih baterija su prilično visoke. Teško je procijeniti učinkovitost u ovom slučaju, poluvodičke ploče su u mogućnosti pretvoriti svjetlost u električnu energiju u prosjeku za 20%.

Odnosno, ako snaga sunčevog zračenja bude 200 vata, primit će se oko 40 vati električne energije.

Fleksibilni amorfni solarni paneli puno su podnošljiviji oblačnom vremenu od uobičajenih struktura na bazi silitog silicija.

Za usporedbu, standardni solarni akumulator u oblačnom vremenu može raditi samo na 10% svog kapaciteta, dok fleksibilna ploča proizvodi oko 50% nazivnih vrijednosti.

Fleksibilnost solarne baterije omogućuje vam da je opremite neravnim krovovima, popločanim krovovima i slojevitim premazima. U isto vrijeme, oni su prilično svestrani, pogodni za ugradnju na krov ili fasadu zgrade

Sunčeva svjetlost je besplatan i neograničen resurs. To je njegova nedvojbena prednost, koja izražava bezuvjetnu učinkovitost solarnih panela.

Pored toga, ova metoda proizvodnje energije potpuno je ekološka, ​​ne utječe na stanje okoliša i ne šteti joj. Štoviše, odustajući od popularne alternative solarnoj energiji - termoelektranama, čovječanstvo smanjuje razinu onečišćenja zraka.

Nedostaci fleksibilnih solarnih panela

Dovoljni su i nedostaci fleksibilnih solarnih panela. Prvo, ova se tehnologija tek razvija i još nije dosegla vrhunac svojih mogućnosti. U pogledu performansi, fleksibilne amorfne baterije su inferiorne od krutih poli- ili monokristalnih.

Struktura i princip rada fleksibilnih ploča prilično je složen, ali svi ih mogu koristiti. Dovoljno je pravilno instalirati i spojiti opremu

Kao drugo, tanka folija i minimalan sloj premaza propadaju relativno brzo. Garancijsko razdoblje rada takvih ploča je oko 3 godine.

Nakon toga, fotoćelije se počinju postepeno razgrađivati ​​i zahtijevaju zamjenu.

Ohrabruje činjenica da se ova industrija razvija brzo, a već se pojavljuju trajniji i snažni primjerci fleksibilnih solarnih panela na bazi amorfnog silicija.

Ostali nedostaci su svojstveni svim vrstama solarnih panela:

• vrijeme otplate;
• visoki trošak;
• velik broj skupe opreme, pored samih baterija;
• ovisno o vremenskim prilikama

Fleksibilna ploča snage oko 150 vata košta oko 40 tisuća rubalja. ili više, ovisno o proizvođaču. 20 baterija, set baterija i dodatna oprema koštat će okruglu svotu. S obzirom na cijenu električne energije od 1 kWh, morat ćete ponovno pokrenuti sustav više od jedne godine.

Gdje se i kako koristi solarna energija?

Fleksibilne ploče koriste se u raznim područjima. Prije izrade projekta opskrbe energijom kod kuće pomoću ovih solarnih panela, saznajte gdje se koriste i koje su značajke njihove uporabe u našoj klimi.

Opseg solarnih panela

Upotreba fleksibilnih solarnih panela vrlo je široka. Uspješno se koriste u elektronici, elektrifikaciji zgrada, automobilskoj i zrakoplovnoj konstrukciji, te svemirskim objektima.

U gradnji se takvi paneli koriste za opskrbu električnom energijom stambenih i industrijskih zgrada.

Solarna energija može biti jedini izvor električne energije ili može duplicirati tradicionalni sustav napajanja, tako da u slučaju nedovoljne učinkovitosti tijekom određenog razdoblja kuća ne ostane bez napajanja električnom energijom

Fleksibilni prijenosni punjači za solarne ćelije dostupni su svima i prodaju se svugdje. Veliki fleksibilni turistički paneli za proizvodnju električne energije u bilo kojem dijelu svijeta vrlo su popularni među putnicima.

Vrlo neobična, ali praktična ideja je koristiti cestovno korito kao osnovu fleksibilnih baterija. Posebni elementi zaštićeni su od udara i ne boje se velikih opterećenja.

Fleksibilne baterije su također dobre jer se mogu koristiti u gotovo svakoj situaciji. Lako ih se može postaviti na krov automobila ili na trup

Ta je ideja već provedena. „Solarni“ put daje energiju okolnim selima, a da ne zauzme ni jedan dodatni metar zemlje.

Značajke uporabe fleksibilnih amorfnih ploča

Oni koji planiraju započeti koristiti fleksibilne solarne panele kao izvor električne energije za svoj dom, trebali bi znati značajke njihovog rada.

Solarni paneli s fleksibilnom metalnom bazom koriste se tamo gdje se povećavaju zahtjevi za trajnošću malih elektrana:

Prije svega, korisnike je zabrinulo pitanje: što raditi zimi, kada su ljetni sati kratki i nema dovoljno električne energije da svi uređaji funkcioniraju?

Da, u oblačnom vremenu i kratkim dnevnim satima performanse ploča su smanjene. Dobro je kada postoji alternativa u obliku mogućnosti prelaska na centralizirano napajanje. Ako ne, morate zalihati baterija i naplatiti ih u onim danima kada je vrijeme povoljno.

Zanimljiva značajka solarnih panela je da se kada se fotoćelija zagrijava, njezina učinkovitost značajno smanjuje.

U ljetnim vrućinama ploče se zagrijavaju, ali djeluju lošije. Zimi, sunčanog dana, solarne ćelije su sposobne uhvatiti više svjetla i pretvoriti ga u energiju

Broj jasnih dana u godini varira od regije do regije. Naravno, na jugu je racionalnije koristiti fleksibilne baterije, jer tamo sunce sja dulje i češće.

Budući da Zemlja tijekom dana mijenja položaj u odnosu na Sunce, bolje je ploče rasporediti univerzalno - to jest s južne strane pod kutom od oko 35-40 stupnjeva. Ova će situacija biti relevantna i u jutarnjim i večernjim satima, i u podne.

Uputa za ugradnju solarnih panela na krov

Ako odlučite da su fleksibilni solarni paneli na bazi amorfnog silicija ono što vam treba da osigurate električnu energiju privatnoj kući, započnite s planiranjem.

Odaberite odgovarajuću opremu i procijenite približni broj ploča. Zatim pročitajte pravila za ugradnju i naknadno održavanje solarnih ćelija.

Ali zapamtite da je upotreba tradicionalnih poli- i monokristalnih analoga silicija do sada mnogo produktivnija.

Korak # 1. Proračun broja ploča

Bilo koji posao započinje projektom. Za dizajn morate napraviti potrebne izračune, i to:

• dnevna potrošnja električne energije;
• ukupna potrebna snaga fotoćelija;
• kapacitet baterije;
• broj ploča.

Najjednostavnije je izračunati potrošnju električne energije. Da biste to učinili, uzmite u obzir apsolutno sve električne uređaje koje koristite ili teoretski mogu koristiti.

Jednostavan primjer:

• hladnjak - 200 W;
• računalo - 300 W;
• TV - 150 W;
• ekonomične žarulje - 5 komada po 20 vata.

Snaga svakog uređaja mora biti navedena u njegovoj dokumentaciji ili na kućištu. Nakon dodavanja svih podataka, dobivamo 750 vata. Na temelju ove vrijednosti odabrana je pretvarač - uređaj koji pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju sa željenom frekvencijom.

Obavezno napravite malu maržu i odaberite pretvarač koji je 0,5 kW snažniji od izračunate vrijednosti. To jest, za ukupnu snagu od 0,75 kW prikladan je uređaj ne slabiji od 1,25 kW

Za ispravno spajanje, solarni paneli su spojeni na baterije preko kontrolera. Ne miješajte kontakte - plus u pluse, minus na minus. Iz baterije se struja usmjerava prema pretvaraču, a potom prema električnim uređajima

Tada morate pokupiti baterije. Kapacitet baterije (na primjer, 200 A pokazuje h) ukazuje na to koja će struja biti proizvedena pri zadanom naponu u trajanju od sat vremena.

Potrebni kapacitet možete izračunati tako da podijelite ukupnu snagu potrošača s izlaznim naponom solarne baterije. U našem primjeru koristimo 12-voltne baterije. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Ali takva formula nije u potpunosti istinita jer se većina baterija ne može isprazniti na 0. Postoji određeno ograničenje, na primjer 40%. Ako razina napunjenosti padne ispod, to značajno utječe na život i kvalitetu baterije.

Ovom pokazatelju također je potrebno dodati formulu:

750 W / (12V × 0,4) = 156,25 A ∙ h.

Da biste postigli takav kapacitet, u sustav možete kombinirati grupu od dvije baterije od po 100 Ah.

Broj ploča izračunava se na temelju snage odabranog modela i regije u kojoj će biti instalirani. Značaj regije je teško precjenjivati. U idealnom slučaju morate pronaći vrijednosti dnevne razine sunčevog zračenja za vaše područje. Za pouzdanost se uzima minimalna vrijednost za godinu, okvirno - krajem prosinca.

Shematski, razina insolacije u različitim regijama može se prikazati na sljedeći način. Numeričke se vrijednosti mogu naći u specijaliziranim imenicima ili na Internetu

Pomnoživši ovaj pokazatelj s brojem kalendarskih dana u mjesecu, dobivamo broj kilovata na 1 m2 fleksibilne solarne baterije u prosincu. Na primjer, u Moskvi je to 0,33x31 = 10,23 kW / m2, a za Soči - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Ovaj se pokazatelj naziva brojem sati.

Zatim iz uvjetnoga maksimalnog 0,75 kW koji svi uređaji troše u isto vrijeme izračunavamo prosječnu mjesečnu potrošnju - oko 25 kW. Za mjesec dana naše fleksibilne baterije moraju generirati najmanje 25 000 vata, a bolje je napraviti malu opskrbu i zaokružiti do 30 kW.

Stoga bi za 1 sat u Moskvi trebalo biti 30 / 10,23 = 2,93 kW. Ako odabrane ploče imaju snagu od 150 W, tada nije teško izračunati njihov broj: 2,93 / 0,15 = 20 komada.

Nakon tako jednostavnih izračuna, možete odabrati odgovarajući pretvarač, kontroler, baterija i sami fleksibilni fotonaponski paneli u pravoj količini.

Korak # 2. Pravila instalacije

Ugradnju fleksibilnih solarnih ćelija možete sami izvršiti.

Da biste to učinili, vrijedi odrediti gdje ćete točno postaviti svoje ploče:

• na krovu zgrade;
• na pročelju kuće;
• na zasebnoj strukturi;
• kombinirani krug.

Najpopularnija opcija je na krovu. Ako oblik ili konfiguracija krova to ne dopuštaju, bolje je izgraditi dodatni okvir na koji ćete postaviti baterije. To je skuplje, ali ako je krov zasjenjen ili teško dostupan, ova opcija postaje racionalna.

Položaj na fasadi koristi se kada nema dovoljno prostora na krovu. Ploče mogu postati dio dizajnerske ideje i igrati ulogu uređenja doma

Fleksibilne solarne fotonaponske ćelije s donje strane imaju ljepljivi smolasti sloj.

Dovoljno je ukloniti zaštitni film i lijepiti ploču na odabrano mjesto. Naravno, prije montaže površinu treba očistiti i oprati.

Nije potreban specijalizirani instalacijski alat. Glavna stvar je voditi brigu o svojoj sigurnosti tijekom rada na krovu. Također je vrlo važno promatrati shemu ožičenja opreme i ne narušavati redoslijed

S jedne strane, solarni modul ima 2 kabela. Svaka ploča postavljena je tako da se ove žice naknadno mogu kombinirati s jednom sabirnicom za serijsku vezu.

Također preporučujemo čitanje našeg drugog materijala, koji detaljno opisuje instalacijske sheme i načine povezivanja solarnih panela. Više detalja - ovdje.

Korak # 3. Održavanje sustava nakon instalacije

Nakon instaliranja fleksibilnih solarnih ćelija, potrebno ih je stalno nadgledati, jer u protivnom njihova učinkovitost može drastično pasti. Glavna stvar je da ploče budu čiste. Prašina, prljavština, izmet ptica - svi ti čimbenici smanjuju rad sustava, jer ograničavaju apsorpciju sunčeve svjetlosti fotoćelijama.

Solarni paneli moraju se obrisati kako bi postali prljavi. Zbog toga se ne preporučuje postavljanje na teško dostupna mjesta na složenom krovu.

Ako vaš sustav ne možete sami servisirati, uvijek možete pronaći umjetnika s odgovarajućim strojevima i opremom. Naravno, bit će skuplje.

Solarni paneli na bazi amorfnog silicija, poput tvrdih analoga, mogu se oprati običnom vlažnom spužvom ili krpom od mikrovlakana. Ploča se ne boji vode (uostalom, ova se oprema instalira na otvorenom), ako ih redovito perete, trajat će duže

Drugi problem koji je relevantan za naše regije je snijeg. Zimi, baterije zaspaju u snijegu i prestaju funkcionirati. Oborine se moraju stalno čistiti, ali ne previše grube, jer se u protivnom može oštetiti sama oprema.

Zaključci i korisni video na temu

Videozapisi i osvrti na fleksibilne ploče popularnih proizvođača pomoći će vam da napravite pravi izbor. Moći ćete vidjeti kako će vaša kuća izgledati nakon postavljanja opreme, stručnjaci će vam pomoći odabrati pravu količinu baterija i razmotriti pravila instalacije.

Kako su postavljeni fleksibilni solarni paneli i od čega su izrađeni:

Fleksibilnu bateriju možete ugraditi u stan na pročelju visoke zgrade, zašto ne:

Malo više o proizvodnji i prednostima fleksibilnih elemenata:

Solarni paneli omogućuju da postanu nehlapljivi, a ne da nadziru cijene plina i komunalije. Ako jednom uložite određeni iznos, možete potrošiti neograničenu energiju za korištenje kućanskih aparata, grijanje kuće i punjenje baterije električnog vozila. Sve više i više ljudi prelazi na alternativnu energiju, jer iza nje stoji budućnost.

Ako imate potrebno znanje ili iskustvo o temi našeg članka, molimo vas da ga podijelite s našim čitateljima. Ili ste možda sami morali instalirati solarne panele? Reci nam kako si to učinio. Svoje komentare možete nadopuniti fotografijama.