Pannelli solari flessibili: una panoramica dei design tipici, delle loro caratteristiche e caratteristiche di connessione

L'energia solare è una delle fonti di elettricità alternative più promettenti e in rapido sviluppo. Questa è una risorsa senza limiti che può essere utilizzata in qualsiasi parte del mondo senza inquinare l'ambiente. D'accordo, sarebbe bello avere la tua fonte di energia alternativa.

Si scopre che ora l'energia solare può essere convertita in elettricità direttamente a casa. Invece di pannelli di telaio ingombranti e fragili, i pannelli solari flessibili vengono ora sempre più utilizzati. Ma come metterlo in pratica?

Contribuiremo a gestire il dispositivo di pannelli solari flessibili e il principio del loro lavoro. Consigli utili per la selezione e l'installazione delle strutture sono presentati nel nostro articolo. E per facilitare la percezione delle informazioni, l'articolo contiene fotografie e video tematici.

Cosa sono i pannelli solari?

Per capire se i pannelli flessibili sono adatti per la generazione di elettricità, è necessario comprendere la teoria.

Cos'è una batteria solare, in che modo la struttura dei modelli flessibili è diversa dalle altre? Ed è anche molto importante scoprire i vantaggi e gli svantaggi di questo particolare tipo di celle solari anche prima dell'acquisto.

La struttura e i principi di funzionamento dei pannelli flessibili

Il principio di funzionamento della batteria solare si basa su un concetto come il fotovoltaico. La luce, come sapete, può essere considerata sia come un'onda che come un flusso di particelle: i fotoni. La capacità di convertire l'energia dei fotoni in elettricità è il fotovoltaico.

I primi prototipi di moderne celle solari furono inventati negli anni '50. Da allora, sono cambiati significativamente sia esternamente sia secondo il principio del lavoro. L'effetto fotoelettrico è reso possibile dall'uso di semiconduttori

Un semiconduttore è un materiale che ha una speciale struttura atomica.Un semiconduttore di tipo n ha elettroni extra e gli atomi di semiconduttore di tipo p ne sono privi. Per assemblare la fotocellula, 2 tipi di materiali sono combinati per formare una struttura a due strati.

Le fotocellule separate sono combinate in un pannello. I pannelli possono essere rigidi, in una robusta struttura in metallo. Ora c'è la tendenza a facilitare la progettazione di pannelli fotografici. Le celle solari flessibili e leggere stanno guadagnando popolarità.

Il principio di funzionamento della batteria solare può essere descritto come segue:

1. La luce solare colpisce la superficie della fotocellula dal lato dello strato n.
2. I fotoni si scontrano con gli atomi del semiconduttore, "eliminando" gli elettroni extra.
3. Gli elettroni liberi si muovono verso lo strato p e cadono in atomi con una mancanza di particelle.
4. Di conseguenza, lo strato superiore funge da catodo e lo strato inferiore funge da anodo.
5. Produce corrente continua che può caricare facilmente la batteria.

Il silicio, il selenio e molti altri materiali più costosi sono usati come semiconduttori.

La corrente continua ricevuta dal pannello solare deve essere convertita in corrente alternata, poiché la maggior parte degli apparecchi elettrici vi lavorano

Per i pannelli solari a film flessibile, viene utilizzato anche spray polimerico con conduttori in alluminio. Questa struttura rende i pannelli sorprendentemente sottili e leggeri.

Questa tecnologia sta appena iniziando a svilupparsi, ma il fatto che abbia grandi prospettive è fuori dubbio. Ma esamineremo i pannelli flessibili nel senso ampio di questa definizione.

Puoi leggere di più sui principi di funzionamento dei pannelli solari facendo clic su il link.

I vantaggi delle celle solari flessibili

I vantaggi dei pannelli solari flessibili rendono questo metodo di produzione di elettricità uno dei più promettenti:

• peso;
• dimensioni;
• elasticità;
• prestazioni;
• versatilità;
• efficienza;
• rispetto dell'ambiente;
• facilità d'uso.

I parametri geometrici e fisici dei pannelli, come le dimensioni e il peso, sono di grande importanza, dal momento che ci vorrà un gran numero di pannelli per fornire elettricità all'intero condominio, quando si utilizzano modelli pesanti potrebbe essere necessario rafforzare la struttura dell'edificio,che aumenterà significativamente i costi di installazione.

Gli elementi flessibili leggeri e compatti non possono influire in modo significativo sulla distribuzione del carico sul telaio dell'edificio. Non comportano alcun pericolo per il tetto.

Le prestazioni delle batterie al silicio sono piuttosto elevate. In questo caso è difficile valutare l'efficienza, i pannelli a semiconduttore sono in grado di convertire la luce in elettricità del 20% in media.

Cioè, se la potenza della radiazione solare è di 200 watt, verranno ricevuti circa 40 watt di elettricità.

I pannelli solari amorfi flessibili sono molto più tolleranti alle intemperie rispetto alle convenzionali strutture rigide a base di silicio.

Per fare un confronto, una batteria solare standard con tempo nuvoloso è in grado di funzionare solo al 10% della sua capacità, mentre un pannello flessibile produce circa il 50% dei valori nominali.

La flessibilità della batteria solare consente di dotarla di tetti irregolari, tetti di tegole e rivestimenti di forma complessa. Allo stesso tempo, sono abbastanza versatili, adatti per l'installazione sul tetto o sulla facciata di un edificio

Sunlight è una risorsa gratuita e illimitata. Questo è il suo indubbio vantaggio, che esprime l'efficienza incondizionata dei pannelli solari.

Inoltre, questo metodo di produzione di energia è completamente ecologico, non influisce sullo stato dell'ambiente e non lo danneggia. Inoltre, abbandonando la popolare alternativa all'energia solare - centrali termiche, l'umanità riduce il livello di inquinamento dell'aria.

Svantaggi dei pannelli solari flessibili

Gli svantaggi dei pannelli solari flessibili sono anche sufficienti. In primo luogo, questa tecnologia si sta solo sviluppando e non ha ancora raggiunto l'apice delle sue capacità. In termini di prestazioni, le batterie amorfe flessibili sono inferiori a quelle rigide in poli o monocristallino.

La struttura e il principio di funzionamento dei pannelli flessibili sono piuttosto complessi, ma tutti possono usarli. È sufficiente installare e collegare correttamente l'apparecchiatura

In secondo luogo, una lamina sottile e uno strato di rivestimento minimo si guastano relativamente rapidamente. Il periodo di garanzia di funzionamento di tali pannelli è di circa 3 anni.

Successivamente, le fotocellule iniziano a rompersi gradualmente e richiedono la sostituzione.

È incoraggiante che questo settore stia sviluppando rapidamente e stiano già comparendo casi più durevoli e potenti di pannelli solari flessibili basati su silicio amorfo.

Altri svantaggi sono inerenti a tutti i tipi di pannelli solari:

• tempo di rimborso;
• alto costo;
• un gran numero di apparecchiature costose, oltre alle batterie stesse;
• dipendente dal tempo.

Un pannello flessibile con una potenza di circa 150 watt costa circa 40 mila rubli. o più, a seconda del produttore. 20 batterie, un set di batterie e attrezzature aggiuntive costerà una somma rotonda. Dato il costo di 1 kWh di elettricità, dovrai ripristinare il sistema per più di un anno.

Dove e come viene utilizzata l'energia solare?

I pannelli flessibili sono utilizzati in vari campi. Prima di elaborare un progetto di approvvigionamento energetico a casa utilizzando questi pannelli solari, scopri dove vengono utilizzati e quali sono le caratteristiche del loro utilizzo nel nostro clima.

Portata dei pannelli solari

L'uso di pannelli solari flessibili è molto ampio. Sono utilizzati con successo nell'elettronica, nell'elettrificazione di edifici, nella costruzione di automobili e aeromobili e in oggetti spaziali.

Nella costruzione, tali pannelli vengono utilizzati per fornire elettricità agli edifici residenziali e industriali.

L'energia solare può essere l'unica fonte di elettricità o può duplicare il tradizionale schema di alimentazione, in modo che in caso di insufficiente efficienza durante un certo periodo la casa non rimanga diseccitata

Caricabatterie portatili a celle solari flessibili sono disponibili per tutti e venduti ovunque. I grandi pannelli turistici flessibili per la generazione di elettricità in qualsiasi angolo del globo sono molto popolari tra i viaggiatori.

Un'idea molto insolita ma pratica è quella di utilizzare un fondo stradale come base per batterie flessibili. Gli elementi speciali sono protetti dagli urti e non temono i carichi pesanti.

Le batterie flessibili sono buone anche perché possono essere utilizzate in quasi tutte le situazioni. Possono essere facilmente posizionati sul tetto dell'auto o dello scafo

Questa idea è già stata implementata. La strada "solare" fornisce energia ai villaggi circostanti, senza occupare nemmeno un metro in più di terra.

Caratteristiche dell'uso di pannelli amorfi flessibili

Coloro che intendono iniziare a utilizzare i pannelli solari flessibili come fonte di elettricità per la propria casa dovrebbero conoscere le caratteristiche del loro funzionamento.

I pannelli solari con una base in metallo flessibile vengono utilizzati laddove vengono poste maggiori richieste sulla durata delle mini centrali elettriche:

Innanzitutto, gli utenti sono preoccupati per la domanda: cosa fare in inverno, quando le ore diurne sono brevi e non c'è abbastanza elettricità per far funzionare tutti i dispositivi?

Sì, con tempo nuvoloso e brevi ore di luce diurna, le prestazioni del pannello sono ridotte. Va bene quando esiste un'alternativa sotto forma della possibilità di passare a un alimentatore centralizzato. In caso contrario, è necessario fare scorta batteria e caricarli in quei giorni in cui il tempo è favorevole.

Una caratteristica interessante dei pannelli solari è che quando la fotocellula viene riscaldata, la sua efficienza viene notevolmente ridotta.

Nella calura estiva, i pannelli si riscaldano, ma funzionano peggio. In inverno, in una giornata di sole, le celle solari sono in grado di catturare più luce e convertirla in energia

Il numero di giorni chiari all'anno varia in base alla regione. Certo, nel sud è più razionale usare batterie flessibili, poiché il sole splende lì più a lungo e più spesso.

Dato che la Terra cambia posizione rispetto al Sole durante il giorno, è meglio disporre i pannelli universalmente, cioè dal lato sud con un angolo di circa 35-40 gradi. Questa situazione sarà rilevante sia al mattino che alla sera ea mezzogiorno.

Istruzioni per l'installazione dei pannelli solari sul tetto

Se decidi che i pannelli solari flessibili a base di silicio amorfo sono ciò di cui hai bisogno per fornire elettricità a una casa privata, inizia a pianificare i lavori.

Scegli l'attrezzatura giusta e stima il numero approssimativo di pannelli. Quindi leggere le regole per l'installazione e la successiva manutenzione delle celle solari.

Ma ricorda che l'uso dei tradizionali analoghi di silicio poli e monocristallino è molto più produttivo finora.

Passaggio n. 1 Calcolo del numero di pannelli

Qualsiasi lavoro inizia con il progetto. Per la progettazione è necessario effettuare i calcoli necessari, vale a dire:

• consumo giornaliero di elettricità;
• potenza totale richiesta delle fotocellule;
• capacità della batteria;
• numero di pannelli.

La cosa più semplice è calcolare il consumo di elettricità. Per fare ciò, prendere in considerazione assolutamente tutti gli apparecchi elettrici che si usano o che teoricamente si possono usare.

Un semplice esempio:

• frigorifero - 200 W;
• computer - 300 W;
• TV - 150 W;
• lampadine economiche - 5 pezzi da 20 watt ciascuno.

La potenza di ciascun dispositivo deve essere indicata nella sua documentazione o sulla custodia. Dopo aver aggiunto tutti i dati, otteniamo 750 watt. Sulla base di questo valore è selezionato inverter - un dispositivo che converte la corrente continua in corrente alternata con la frequenza desiderata.

Assicurati di fare un piccolo margine e seleziona un inverter che sia 0,5 kW più potente del valore calcolato. Cioè, per una potenza totale di 0,75 kW, è adatto un dispositivo non inferiore a 1,25 kW

Per una corretta connessione, i pannelli solari sono collegati alle batterie tramite il controller. Non confondere i contatti - più a più, meno a meno. Dalla batteria, la corrente viene indirizzata all'inverter e quindi agli apparecchi elettrici

Quindi è necessario raccogliere le batterie. La capacità della batteria (ad esempio, 200 A показывает h) indica quale corrente verrà emessa a una determinata tensione per un'ora.

È possibile calcolare la capacità richiesta dividendo la potenza totale dei consumatori per la tensione di uscita della batteria solare. Nel nostro esempio, utilizziamo batterie da 12 volt. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Ma una formula del genere non è del tutto vera, dal momento che la maggior parte delle batterie non può essere scaricata a 0. Vi è una certa limitazione, ad esempio il 40%. Se il livello di carica scende al di sotto, ciò influisce in modo significativo sulla durata e sulla qualità della batteria.

Questo indicatore deve anche essere aggiunto alla formula:

750 W / (12V × 0.4) = 156.25 A ∙ h.

Per raggiungere tale capacità, è possibile combinare un gruppo di 2 batterie da 100 Ah ciascuna in un sistema.

Il numero di pannelli viene calcolato in base alla potenza del modello selezionato e alla regione in cui verranno installati. Il significato della regione è difficile da sopravvalutare. Idealmente, è necessario trovare i valori del livello giornaliero di radiazione solare per la propria area. Per affidabilità, il valore minimo per l'anno viene preso, provvisoriamente, alla fine di dicembre.

Schematicamente, il livello di insolazione in diverse regioni può essere rappresentato come segue. I valori numerici possono essere trovati in directory specializzate o su Internet

Moltiplicando questo indicatore per il numero di giorni di calendario del mese, otteniamo il numero di kilowatt per 1 m2 di batteria solare flessibile a dicembre. Ad esempio, a Mosca questo è 0,33x31 = 10,23 kW / m2 e per Sochi - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Questo indicatore è chiamato il numero di ore.

Quindi dal massimo condizionale 0,75 kW consumato da tutti i dispositivi contemporaneamente, calcoliamo il consumo medio mensile - circa 25 kW. Per un mese, le nostre batterie flessibili devono generare almeno 25.000 watt, ed è meglio fare una piccola fornitura e arrotondare fino a 30 kW.

Pertanto, per 1 ora a Mosca dovrebbe essere 30 / 10.23 = 2.93 kW. Se i pannelli selezionati hanno una potenza di 150 W, non è difficile calcolare il loro numero: 2,93 / 0,15 = 20 pezzi.

Dopo tali semplici calcoli, puoi scegliere un inverter adatto, il controller, batteria e pannelli fotovoltaici flessibili nella giusta quantità.

Passaggio 2. Regole di installazione

L'installazione di celle solari flessibili può essere eseguita da te.

Per fare questo, vale la pena determinare dove esattamente posizionerai i tuoi pannelli:

• sul tetto dell'edificio;
• sulla facciata della casa;
• su una struttura separata;
• circuito combinato.

L'opzione più popolare è sul tetto. Se la forma o la configurazione del tetto non lo consentono, è meglio costruire un telaio aggiuntivo su cui posizionare le batterie. Questo è più costoso, ma se il tetto è ombreggiato o difficile da raggiungere, questa opzione diventa razionale.

La posizione sulla facciata viene utilizzata quando non c'è abbastanza spazio sul tetto. I pannelli possono diventare parte di un'idea di design e svolgere il ruolo di decorazione domestica

Le celle fotovoltaiche solari flessibili sul lato inferiore hanno uno strato resinoso appiccicoso.

È sufficiente rimuovere la pellicola protettiva e incollare il pannello nella posizione selezionata. Naturalmente, prima di montare la superficie deve essere pulita e lavata.

Non sono necessari strumenti di installazione specializzati. La cosa principale è prendersi cura della propria sicurezza mentre si lavora sul tetto. È anche molto importante osservare lo schema elettrico dell'apparecchiatura e non interrompere la sequenza

Da un lato, il modulo solare ha 2 cavi di uscita. Ogni pannello è posizionato in modo che questi fili possano successivamente essere combinati con un bus per la connessione seriale.

Raccomandiamo inoltre di leggere il nostro altro materiale, che descrive in dettaglio gli schemi e i metodi di installazione per il collegamento dei pannelli solari. Maggiori dettagli - qui.

Passaggio n. 3. Manutenzione del sistema dopo l'installazione

Dopo aver installato le celle solari flessibili, dovranno essere costantemente assistiti e monitorati, altrimenti la loro efficacia potrebbe diminuire drasticamente. L'importante è mantenere puliti i pannelli. Polvere, sporco, escrementi di uccelli: tutti questi fattori riducono le prestazioni del sistema, poiché limitano l'assorbimento della luce solare da parte delle fotocellule.

I pannelli solari devono essere puliti quando si sporcano. Ecco perché non è consigliabile posizionarli in luoghi difficili da raggiungere su un tetto complesso.

Se il tuo sistema non può essere riparato da te stesso, puoi sempre trovare un artista con i macchinari e le attrezzature appropriate. Certo, sarà più costoso.

I pannelli solari a base di silicio amorfo, come analoghi duri, possono essere lavati con una normale spugna bagnata o un panno in microfibra. Il pannello non ha paura dell'acqua (dopo tutto, questa apparecchiatura è installata all'aperto), se li lavi regolarmente, dureranno più a lungo

Un altro problema rilevante per le nostre regioni è la neve. In inverno, le batterie si addormentano nella neve e smettono di funzionare. Le precipitazioni devono essere costantemente pulite, ma non troppo grossolane, altrimenti l'apparecchiatura stessa potrebbe essere danneggiata.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video e recensioni che guardano i pannelli flessibili di produttori famosi ti aiuteranno a fare la scelta giusta. Sarai in grado di vedere come sarà la tua casa dopo l'installazione delle apparecchiature, gli esperti ti aiuteranno a scegliere la giusta quantità di batterie e prendere in considerazione le regole di installazione.

Come sono disposti i pannelli solari flessibili e di cosa sono fatti:

Puoi installare una batteria flessibile in un appartamento sulla facciata di un grattacielo, perché no:

Un po 'di più sulla produzione e i vantaggi degli elementi flessibili:

I pannelli solari consentono di diventare non volatili, non di monitorare i prezzi e le utenze del gas. Se investi un determinato importo una volta, puoi consumare energia illimitata per utilizzare elettrodomestici, riscaldamento domestico e ricaricare la batteria di un veicolo elettrico. Sempre più persone stanno passando all'energia alternativa, perché il futuro è alle spalle.

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