Elastīgi saules paneļi: pārskats par tipisko dizainu, to īpašībām un savienojuma īpašībām

Saules enerģija ir viens no daudzsološākajiem un strauji augošajiem alternatīvajiem elektroenerģijas avotiem. Šis ir neierobežots resurss, ko var izmantot jebkur pasaulē, nepiesārņojot vidi. Piekrītu, būtu jauki, ja jums būtu savs alternatīvs elektroenerģijas avots.

Izrādās, ka tagad saules enerģiju var pārveidot elektrībā tieši mājās. Lielgabarīta un trauslu rāmja paneļu vietā arvien vairāk tiek izmantoti elastīgi saules paneļi. Bet kā to ieviest praksē?

Mēs palīdzēsim tikt galā ar elastīgo saules paneļu ierīci un to darba principu. Noderīgi ieteikumi konstrukciju izvēlei un uzstādīšanai ir sniegti mūsu rakstā. Lai atvieglotu informācijas uztveri, rakstā ir tematiskas fotogrāfijas un video.

Kas ir saules paneļi?

Lai saprastu, vai elastīgie paneļi ir piemēroti elektroenerģijas ražošanai, jums jāsaprot teorija.

Kas ir saules baterija, kā elastīgo modeļu struktūra atšķiras no pārējiem? Un ir arī ļoti svarīgi pirms pirkšanas noskaidrot šī konkrētā tipa saules bateriju priekšrocības un trūkumus.

Elastīgo paneļu struktūra un darbības principi

Saules akumulatora darbības princips ir balstīts uz tādu jēdzienu kā fotoelementi. Gaismu, kā jūs zināt, var uzskatīt gan par vilni, gan kā daļiņu straumi - fotoniem. Spēja pārveidot fotonu enerģiju elektrībā ir fotoelementi.

Pirmie mūsdienu saules bateriju prototipi tika izgudroti 50. gados. Kopš tā laika tie ir ievērojami mainījušies gan ārēji, gan atbilstoši darba principam. Fotoelektriskais efekts ir iespējams, izmantojot pusvadītājus

Pusvadītājs ir materiāls, kam ir īpaša atomu struktūra.N tipa pusvadītājam ir papildu elektroni, un p veida pusvadītāju atomiem to trūkst. Lai uzstādītu fotoelementu, tiek apvienoti 2 veidu materiāli, veidojot divslāņu struktūru.

Atsevišķi fotoelementi ir apvienoti panelī. Paneļi var būt stingri, stiprā metāla rāmī. Tagad ir tendence atvieglot foto paneļu dizainu. Elastīgas un vieglas saules baterijas iegūst arvien lielāku popularitāti.

Saules baterijas darbības principu var aprakstīt šādi:

1. Saules gaisma triecas fotoelementa virsmai no n slāņa malas.
2. Fotoni saduras ar pusvadītāja atomiem, "izsitot" papildu elektronus.
3. Brīvie elektroni pārvietojas uz p-slāni un nokrīt atomos ar daļiņu trūkumu.
4. Tā rezultātā augšējais slānis darbojas kā katods, bet apakšējais slānis darbojas kā anods.
5. Tas rada līdzstrāvu, kas var viegli uzlādēt akumulatoru.

Par pusvadītājiem tiek izmantots silīcijs, selēns un daudzi citi dārgāki materiāli.

Līdzstrāva, kas saņemta no saules paneļa, ir jāpārveido maiņstrāvā, jo lielākā daļa elektrisko ierīču darbojas uz tā

Elastīgiem plēves saules paneļiem izmanto arī polimēru izsmidzināšanu ar alumīnija vadītājiem. Šī struktūra padara paneļus pārsteidzoši plānus un vieglus.

Šī tehnoloģija tikai sāk attīstīties, taču fakts, ka tai ir lielas izredzes, nav apšaubāms. Bet mēs aplūkosim elastīgus paneļus šīs definīcijas plašajā nozīmē.

Lai uzzinātu vairāk par saules paneļu darbības principiem, noklikšķiniet uz saite.

Elastīgo saules bateriju priekšrocības

Elastīgo saules paneļu priekšrocības padara šo elektrības ražošanas metodi par vienu no daudzsološākajām:

• svars
• lielums
• elastība;
• izpildījums
• universālums;
• rentabilitāte;
• videi draudzīgums;
• darbības vienkāršība.

Paneļu ģeometriskajiem un fizikālajiem parametriem, piemēram, izmēram un svaram, ir liela nozīme, jo, lai nodrošinātu elektrību visai daudzdzīvokļu ēkai, būs nepieciešams liels skaits paneļu, ja, izmantojot smagos modeļus, var būt nepieciešams stiprināt ēkas struktūru,kas ievērojami palielinās uzstādīšanas izmaksas.

Viegli un kompakti elastīgi elementi nevar būtiski ietekmēt slodzes sadalījumu uz ēkas rāmja. Tie nerada nekādas briesmas jumtam.

Silīcija akumulatoru veiktspēja ir diezgan augsta. Šajā gadījumā ir grūti novērtēt efektivitāti, pusvadītāju paneļi vidēji spēj pārveidot gaismu par elektrību par 20%.

Tas ir, ja saules starojuma jauda ir 200 vati, tiks saņemti aptuveni 40 vati elektroenerģijas.

Elastīgie amorfie saules paneļi ir daudz tolerantāki pret mākoņainiem laikapstākļiem nekā parastās cietās silīcija bāzes struktūras.

Salīdzinājumam - standarta saules baterija mākoņainā laikā spēj darboties tikai ar 10% no savas jaudas, savukārt elastīgais panelis rada aptuveni 50% no nominālvērtībām.

Saules baterijas elastība ļauj to aprīkot ar nelīdzeniem jumtiem, dakstiņu jumtiem un sarežģītas formas pārklājumiem. Tajā pašā laikā tie ir diezgan universāli, piemēroti uzstādīšanai uz ēkas jumta vai fasādes

Saules gaisma ir bezmaksas un neierobežots resurss. Šī ir viņa neapšaubāmā priekšrocība, kas izsaka saules paneļu beznosacījumu efektivitāti.

Turklāt šī enerģijas ražošanas metode ir pilnīgi videi draudzīga, neietekmē vides stāvokli un nekaitē tai. Turklāt, atsakoties no populārās alternatīvas saules enerģijai - termoelektrostacijām, cilvēce samazina gaisa piesārņojuma līmeni.

Elastīgo saules paneļu trūkumi

Pietiekami ir arī elastīgo saules paneļu trūkumi. Pirmkārt, šī tehnoloģija tikai attīstās un vēl nav sasniegusi savu iespēju maksimumu. Veiktspējas ziņā elastīgās amorfās baterijas ir zemākas par stingrajām poli- vai viena kristāla baterijām.

Elastīgo paneļu struktūra un darbības princips ir diezgan sarežģīts, taču tos var izmantot visi. Tas ir pietiekami, lai pareizi uzstādītu un savienotu aprīkojumu

Otrkārt, samērā ātri neizdodas plāna folija un minimāls pārklājuma slānis. Šādu paneļu garantijas darbības laiks ir apmēram 3 gadi.

Pēc tam fotoelementi sāk pakāpeniski sadalīties un ir jāmaina.

Tas ir iepriecinoši, ka šī nozare strauji attīstās, un jau parādās izturīgāki un jaudīgāki elastīgo saules paneļu, kuru pamatā ir amorfs silīcijs, piemēri.

Citus trūkumus raksturo visu veidu saules paneļi:

• atmaksas laiks;
• augstas izmaksas;
• liels skaits dārgu iekārtu, papildus pašām baterijām;
• laika apstākļi.

Elastīgs panelis ar jaudu aptuveni 150 vati maksā apmēram 40 tūkstošus rubļu. vai vairāk, atkarībā no ražotāja. 20 baterijas, bateriju komplekts un papildu aprīkojums maksās apaļu summu. Ņemot vērā 1 kWh elektrības izmaksas, par sistēmu jums būs jāmaksā vairāk nekā vienu gadu.

Kur un kā tiek izmantota saules enerģija?

Elastīgus paneļus izmanto dažādās jomās. Pirms izstrādājat enerģijas piegādes projektu mājās, izmantojot šos saules paneļus, uzziniet, kur tie tiek izmantoti un kādas ir to izmantošanas iezīmes mūsu klimatā.

Saules paneļu darbības joma

Elastīgu saules paneļu izmantošana ir ļoti plaša. Tos veiksmīgi izmanto elektronikā, ēku elektrifikācijā, automašīnu un lidmašīnu būvē, kā arī kosmosa objektos.

Būvniecībā šādus paneļus izmanto, lai nodrošinātu elektrību dzīvojamajām un rūpniecības ēkām.

Saules enerģija var būt vienīgais elektrības avots, vai arī tā var dublēt tradicionālo energoapgādes shēmu, lai nepietiekamas efektivitātes gadījumā noteiktā laika posmā māja nepaliktu bez enerģijas

Elastīgi portatīvie saules bateriju lādētāji ir pieejami visiem un tiek pārdoti visur. Ceļotāju vidū ļoti populāri ir lieli, elastīgi tūristu paneļi elektroenerģijas ražošanai jebkurā pasaules malā.

Ļoti neparasta, bet praktiska ideja ir izmantot ceļa segumu kā pamatu elastīgām baterijām. Īpašie elementi ir aizsargāti no triecieniem un nebaidās no lielām kravām.

Elastīgas baterijas ir arī labas, jo tās var izmantot gandrīz jebkurā situācijā. Tos var viegli novietot uz automašīnas jumta vai korpusa

Šī ideja jau ir īstenota. "Saules" ceļš nodrošina enerģiju apkārtējiem ciematiem, vienlaikus neaizņemot nevienu papildu zemes metru.

Elastīgu amorfu paneļu izmantošanas pazīmes

Tiem, kas plāno sākt izmantot elastīgus saules paneļus kā savas mājas elektrības avotu, jāzina to darbības iezīmes.

Saules paneļus ar elastīgu metāla pamatni izmanto gadījumos, kad tiek izvirzītas paaugstinātas prasības attiecībā uz mini spēkstaciju izturību:

Pirmkārt, lietotājus uztrauc jautājums: ko darīt ziemā, kad dienasgaismas stundas ir īsas un visu ierīču darbībai nepietiek elektrības?

Jā, mākoņainā laikā un īsā dienas laikā paneļa veiktspēja ir samazināta. Tas ir labi, ja ir alternatīva iespējas pārslēgties uz centralizētu barošanas avotu. Ja nē, jums ir nepieciešams krājums baterijas un uzlādējiet tos dienās, kad laika apstākļi ir labvēlīgi.

Interesanta saules paneļu īpašība ir tā, ka, sildot fotoelementu, tā efektivitāte tiek ievērojami samazināta.

Vasaras karstumā paneļi sakarst, bet tie darbojas sliktāk. Ziemā, saulainā dienā, saules baterijas spēj uztvert vairāk gaismas un pārvērst to enerģijā

Skaidru dienu skaits gadā ir atkarīgs no reģiona. Protams, dienvidos ir racionālāk izmantot elastīgas baterijas, jo saule tur spīd ilgāk un biežāk.

Tā kā Zeme dienas laikā maina savu pozīciju attiecībā pret Sauli, paneļus labāk sakārtot universāli - tas ir, no dienvidu puses aptuveni 35–40 grādu leņķī. Šī situācija būs aktuāla gan rīta, gan vakara stundās, gan pusdienlaikā.

Uz jumta uzstādīto saules paneļu uzstādīšanas instrukcijas

Ja jūs nolemjat, ka elastīgi saules paneļi, kuru pamatā ir amorfs silīcijs, ir tas, kas jums nepieciešams, lai nodrošinātu elektrību privātmājai, sāciet plānot darbu.

Izvēlieties pareizo aprīkojumu un novērtējiet aptuveno paneļu skaitu. Pēc tam izlasiet noteikumus par saules bateriju uzstādīšanu un turpmāko apkopi.

Bet atcerieties, ka tradicionālo silīcija poli- un viena kristāla analogu izmantošana līdz šim ir daudz produktīvāka.

1. darbība. Paneļu skaita aprēķins

Jebkurš darbs sākas ar projektu. Projektēšanai jums jāveic nepieciešamie aprēķini, proti:

• ikdienas elektrības patēriņš;
• kopējā nepieciešamā fotoelementu jauda;
• akumulatora ietilpība;
• paneļu skaits.

Vienkāršākais ir aprēķināt elektroenerģijas patēriņu. Lai to izdarītu, ņemiet vērā absolūti visas elektriskās ierīces, kuras izmantojat vai teorētiski varat izmantot.

Vienkāršs piemērs:

• ledusskapis - 200 W;
• dators - 300 W;
• TV - 150 W;
• ekonomiskas spuldzes - 5 gabali pa 20 vatiem katrā.

Katras ierīces jauda jānorāda tās dokumentācijā vai uz korpusa. Pēc visu datu pievienošanas mēs iegūstam 750 vatus. Balstoties uz šo vērtību, tiek izvēlēta invertors - ierīce, kas līdzstrāvu ar vēlamo frekvenci pārveido maiņstrāvā.

Noteikti izveidojiet nelielu rezervi un izvēlieties invertoru, kas ir par 0,5 kW jaudīgāks par aprēķināto vērtību. Tas ir, uz kopējo jaudu 0,75 kW ir piemērota ierīce, kas nav vājāka par 1,25 kW

Pareizai savienošanai ar paneļiem ar kontrollera palīdzību ir savienoti saules paneļi. Nejauciet kontaktus - plus plusiem, mīnus mīnusiem. No akumulatora strāva tiek novirzīta uz invertoru un pēc tam uz elektroierīcēm

Tad jums ir jāuzņem baterijas. Akumulatora ietilpība (piemēram, 200 A показывает h) norāda, kāda strāva stundā tiks izvadīta pie noteiktā sprieguma.

Jūs varat aprēķināt nepieciešamo jaudu, dalot kopējo patērētāju jaudu ar saules baterijas izejas spriegumu. Mūsu piemērā mēs izmantojam 12 voltu akumulatorus. 750/12 = 62,5 A ∙ h.

Bet šāda formula nav pilnīgi patiesa, jo lielāko daļu bateriju nevar izlādēt līdz 0. Pastāv noteikts ierobežojums, piemēram, 40%. Ja uzlādes līmenis nokrītas zemāk, tas ievērojami ietekmē akumulatora darbības laiku un kvalitāti.

Šis rādītājs jāpievieno arī formulai:

750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 ∙ h.

Lai sasniegtu šādu ietilpību, sistēmā var apvienot 2 akumulatoru grupu ar katru 100 Ah.

Paneļu skaits tiek aprēķināts, pamatojoties uz izvēlētā modeļa jaudu un reģionu, kurā tie tiks uzstādīti. Ir grūti pārvērtēt reģiona nozīmi. Ideālā gadījumā jums jāatrod jūsu apgabala saules starojuma dienas līmeņa vērtības. Uzticamībai tiek ņemta minimālā gada vērtība, provizoriski - decembra beigās.

Shematiski insolācijas līmeni dažādos reģionos var attēlot šādi. Skaitliskās vērtības var atrast specializētos direktorijos vai internetā

Reizinot šo rādītāju ar mēneša kalendāro dienu skaitu, mēs iegūstam kilovatu skaitu uz 1 m2 elastīgās saules baterijas decembrī. Piemēram, Maskavā tas ir 0,33x31 = 10,23 kW / m2, bet Sočos - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Šo rādītāju sauc par stundu skaitu.

Tad no nosacītā maksimālā 0,75 kW, ko visas ierīces patērē vienlaikus, mēs aprēķinām vidējo mēneša patēriņu - apmēram 25 kW. Mēnesim mūsu elastīgajām baterijām jāražo vismaz 25 000 vati, un labāk ir veikt nelielu piegādi un noapaļot līdz 30 kW.

Tāpēc 1 stundai Maskavā vajadzētu būt 30 / 10,23 = 2,93 kW. Ja izvēlēto paneļu jauda ir 150 W, tad nav grūti aprēķināt to skaitu: 2,93 / 0,15 = 20 gab.

Pēc šādiem vienkāršiem aprēķiniem jūs varat izvēlēties piemērotu invertoru, kontrolieris, akumulatoru un elastīgus fotoelementu paneļus pareizajā daudzumā.

2. darbība. Instalācijas noteikumi

Elastīgu saules bateriju uzstādīšanu var veikt pats.

Lai to izdarītu, ir vērts noteikt, kur tieši jūs novietosit paneļus:

• uz ēkas jumta;
• uz mājas fasādes;
• uz atsevišķas struktūras;
• kombinētā shēma.

Vispopulārākais variants ir uz jumta. Ja jumta forma vai konfigurācija to nepieļauj, labāk ir uzbūvēt papildu rāmi, uz kura novietot baterijas. Tas maksā dārgāk, bet, ja jumts ir aizēnots vai grūti sasniedzams, šī iespēja kļūst racionāla.

Atrašanās vieta uz fasādes tiek izmantota, ja uz jumta nav pietiekami daudz vietas. Paneļi var kļūt par daļu no dizaina idejas un spēlēt mājas dekorēšanas lomu

Elastīgajām fotoelektriskajām saules baterijām apakšpusē ir lipīgs sveķains slānis.

Pietiek ar to, lai noņemtu aizsargplēvi un pielīmētu paneli izvēlētajā vietā. Protams, pirms montāžas virsma ir jānotīra un jāmazgā.

Nav nepieciešams īpašs instalēšanas rīks. Galvenais ir rūpēties par savu drošību, strādājot uz jumta. Ir arī ļoti svarīgi ievērot iekārtas vadu shēmu un neizjaukt secību

No vienas puses saules modulim ir 2 izvades kabeļi. Katrs panelis ir novietots tā, lai šos vadus pēc tam varētu apvienot ar vienu kopni seriālajam savienojumam.

Mēs iesakām izlasīt arī citu mūsu materiālu, kurā sīki aprakstītas uzstādīšanas shēmas un saules paneļu pievienošanas metodes. Sīkāka informācija - šeit.

3. solis. Sistēmas uzturēšana pēc instalēšanas

Pēc elastīgu saules bateriju uzstādīšanas tie būs pastāvīgi jāuzrauga un jāuzrauga, pretējā gadījumā to efektivitāte var dramatiski samazināties. Galvenais, lai paneļi būtu tīri. Putekļi, netīrumi, putnu izkārnījumi - visi šie faktori samazina sistēmas darbību, jo tie ierobežo fotoelementu saules gaismas absorbciju.

Saules paneļi ir jānoslauka, jo tie kļūst netīri. Tāpēc nav ieteicams tos novietot grūti pieejamās vietās uz sarežģīta jumta.

Ja jūs pats nevarat apkalpot jūsu sistēmu, vienmēr varat atrast mākslinieku ar atbilstošu tehniku ​​un aprīkojumu. Protams, tas būs dārgāks.

Amorfos silīcija bāzes saules paneļus, tāpat kā cietos analogus, var mazgāt ar parastu mitru sūkli vai mikrošķiedras lupatiņu. Panelis nebaidās no ūdens (galu galā šis aprīkojums ir uzstādīts ārpus telpām), ja jūs tos regulāri mazgājat, tie kalpos ilgāk

Vēl viena problēma, kas aktuāla mūsu reģioniem, ir sniegs. Ziemā akumulatori aizmiguši sniegā un pārstāj darboties. Nokrišņi ir pastāvīgi jātīra, bet ne pārāk rupji, pretējā gadījumā var tikt sabojāts pats aprīkojums.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Video un pārskati, kuros apskatīti populāru ražotāju elastīgi paneļi, palīdzēs jums izdarīt pareizo izvēli. Jūs varēsit redzēt, kā jūsu māja izskatīsies pēc aprīkojuma uzstādīšanas, eksperti palīdzēs jums izvēlēties pareizo bateriju skaitu un apsvērt uzstādīšanas noteikumus.

Cik elastīgi saules paneļi ir izvietoti un no kā tie ir izgatavoti:

Dzīvoklī uz daudzstāvu ēkas fasādes var ievietot elastīgu akumulatoru, kāpēc gan:

Nedaudz vairāk par elastīgo elementu ražošanu un priekšrocībām:

Saules paneļi ļauj kļūt nepastāvīgiem, nevis uzraudzīt gāzes cenas un komunālos pakalpojumus. Ja vienreiz ieguldāt noteiktu summu, jūs varat patērēt neierobežotu enerģiju sadzīves tehnikas lietošanai, mājas apkure un elektriskā transportlīdzekļa akumulatora uzlādēšana. Arvien vairāk cilvēku pāriet uz alternatīvo enerģiju, jo nākotne slēpjas aiz tā.

Ja jums ir nepieciešamās zināšanas vai pieredze par mūsu raksta tēmu, lūdzu, dalieties tajā ar mūsu lasītājiem. Vai varbūt jums pašam vajadzēja uzstādīt saules paneļus? Pastāstiet mums, kā jūs to izdarījāt. Komentārus varat papildināt ar fotoattēliem.