Fleksibilni solarni paneli: pregled tipičnih dizajna, njihove karakteristike i mogućnosti povezivanja

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

Ispostavilo se da solarnu energiju sada možete pretvoriti u električnu kod kuće. Umjesto glomaznih i lomljivih okvirnih panela, sada se sve više koriste fleksibilni solarni paneli. Ali kako se to može provesti u praksi?

Pomoći ćemo vam razumjeti strukturu fleksibilnih solarnih panela i princip 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 pravi za vas za proizvodnju električne energije, morate razumjeti teoriju.

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

Struktura i principi rada fleksibilnih panela

Princip rada solarne baterije temelji se na konceptu fotonapona.Svjetlost se, kao što je poznato, može promatrati i kao val i kao tok čestica - fotona. Sposobnost pretvaranja energije fotona u električnu energiju je fotonapon.

Prvi prototipovi modernih solarnih panela izumljeni su 50-ih godina prošlog stoljeća. Od tada su se značajno promijenile kako u izgledu tako iu principu rada. Fotonaponski efekt omogućen je upotrebom poluvodiča

Poluvodič je materijal koji ima posebnu atomsku strukturu. Poluvodič n-tipa ima dodatne elektrone, dok ih atomi u poluvodiču p-tipa nemaju. Za sastavljanje fotoćelije, 2 vrste materijala se kombiniraju u dvoslojnu strukturu.

Pojedinačne fotoćelije su spojene u panele. Paneli mogu biti kruti, u izdržljivom metalnom okviru. Sada postoji tendencija da se olakša dizajn foto panela. Fleksibilne i lagane solarne ćelije dobivaju na popularnosti.

Princip rada solarne baterije može se opisati na sljedeći način:

1. Sunčeva svjetlost pada na 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 završavaju u atomima s nedostatkom čestica.
4. Kao rezultat toga, gornji sloj djeluje kao katoda, a donji sloj djeluje kao anoda.
5. Generira se istosmjerna struja koja može lako napuniti bateriju.

Silicij, selen i mnogi drugi skuplji materijali koriste se kao poluvodiči.

Istosmjerna struja primljena od solarne ploče mora se pretvoriti u izmjeničnu struju, budući da većina električnih uređaja radi na njoj

Za solarne ćelije sa fleksibilnim filmom također se koristi polimerna prevlaka s aluminijskim vodičima.Ova struktura čini panele iznenađujuće tankim i laganim.

Ova tehnologija se tek počinje razvijati, ali nema sumnje da ima veliku perspektivu. No mi ćemo savitljive ploče promatrati 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;
• izvođenje;
• svestranost;
• učinkovitost;
• ekološka prihvatljivost;
• jednostavnost rada.

Geometrijski i fizički parametri panela, kao što su veličina i težina, od velike su važnosti, jer će za opskrbu električnom energijom cijele stambene zgrade biti potreban veliki broj panela; kada se koriste teški modeli, možda će biti potrebno ojačati strukturu zgrade, što će značajno povećati troškove ugradnje.

Lagani i kompaktni fleksibilni elementi neće značajno utjecati na raspodjelu opterećenja na okvir zgrade. Ne predstavljaju nikakvu opasnost za krovni pokrov

Performanse silicijskih baterija su prilično visoke. Teško je procijeniti učinkovitost u ovom slučaju, poluvodički paneli mogu u prosjeku pretvoriti svjetlost u električnu energiju za 20%.

Odnosno, ako je snaga sunčevog zračenja 200 W, dobit će se oko 40 W električne energije.

Fleksibilni amorfni solarni paneli mnogo su tolerantniji na oblačno vrijeme nego konvencionalne krute strukture na bazi silicija.

Za usporedbu, standardna solarna ploča može raditi samo s 10% svog kapaciteta po oblačnom vremenu, dok fleksibilna ploča može raditi s oko 50% svoje nazivne snage.

Fleksibilnost solarne baterije omogućuje da se opremi krovovima s neravnim površinama, popločanim krovovima i pokrovima složenih oblika. Istovremeno su vrlo svestrani, pogodni za ugradnju na krov ili fasadu zgrade

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

Osim toga, ovaj način proizvodnje energije potpuno je ekološki prihvatljiv i ni na koji način ne utječe na okoliš niti mu šteti. Štoviše, odustajanjem od popularne alternative sunčevoj energiji – termoelektrana, čovječanstvo smanjuje razinu onečišćenja zraka.

Nedostaci fleksibilnih solarnih panela

Fleksibilni solarni paneli također imaju dosta nedostataka. Prvo, ova tehnologija se tek razvija i još nije dosegla vrhunac svojih mogućnosti. Što se tiče performansi, fleksibilne amorfne baterije su inferiornije od krutih poli- ili monokristalnih.

Struktura i princip rada fleksibilnih panela prilično su složeni, ali ih svatko može koristiti. Dovoljno je pravilno instalirati i spojiti opremu

Drugo, tanka folija i minimalni sloj premaza relativno brzo kvare. Jamstveni rok za takve ploče je oko 3 godine.

Nakon toga, fotoćelije se počinju postupno kvariti i zahtijevaju zamjenu.

Dobra vijest je da se ova industrija brzo razvija i da se već pojavljuju izdržljiviji i snažniji primjeri fleksibilnih solarnih panela temeljenih na amorfnom siliciju

Ostali nedostaci svojstveni su svim vrstama solarnih panela:

• razdoblje povrata;
• visoka cijena;
• veliki broj skupe opreme, pored samih baterija;
• ovisnost o vremenskim uvjetima.

Fleksibilna ploča snage oko 150 W košta oko 40 tisuća rubalja. ili više, ovisno o proizvođaču. 20 baterija, set baterija i dodatna oprema koštat će urednu svotu. Uzimajući u obzir trošak 1 kW sata električne energije, sustav ćete morati platiti više od godinu dana.

Gdje i kako se koristi sunčeva energija?

Fleksibilne ploče koriste se u raznim područjima. Prije izrade projekta za napajanje vašeg doma pomoću ovih solarnih panela, saznajte gdje se koriste i koje su značajke njihove upotrebe u našoj klimi.

Područje primjene solarnih panela

Primjena fleksibilnih solarnih panela vrlo je široka. Uspješno se koriste u elektronici, elektrifikaciji zgrada, proizvodnji automobila i zrakoplova te svemirskim objektima.

U građevinarstvu se takve ploče koriste za opskrbu stambenih i industrijskih zgrada električnom energijom.

Solarna energija može biti jedini izvor električne energije ili može duplicirati tradicionalnu shemu napajanja, tako da u slučaju nedovoljne učinkovitosti tijekom određenog razdoblja kuća ne ostane bez struje.

Prijenosni punjači temeljeni na fleksibilnim solarnim ćelijama dostupni su svima i prodaju se posvuda. Veliki fleksibilni turistički paneli za proizvodnju električne energije u bilo kojem kutku svijeta vrlo su popularni među putnicima.

Vrlo neobična, ali praktična ideja je koristiti površinu ceste kao osnovu za fleksibilne baterije. Posebni elementi zaštićeni su od udaraca i ne boje se teških opterećenja.

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

Ova ideja je već provedena. “Solarna” cesta opskrbljuje okolna sela energijom ne zauzimajući niti jedan dodatni metar zemlje.

Značajke upotrebe fleksibilnih amorfnih ploča

Oni koji planiraju početi koristiti fleksibilne solarne ploče kao izvor električne energije za svoj dom trebali bi znati specifičnosti njihovog rada.

Solarni paneli s fleksibilnom metalnom bazom koriste se tamo gdje se postavljaju povećani zahtjevi za otpornost na habanje mini elektrana:

Prije svega, korisnici su zabrinuti s pitanjem: što učiniti zimi, kada je dan kratak i nema dovoljno električne energije za rad svih uređaja?

Da, pri oblačnom vremenu i kratkom dnevnom svjetlu, performanse panela se smanjuju. Dobro je kada postoji alternativa u obliku mogućnosti prelaska na centralizirano napajanje. Ako ga nemate, morate napraviti zalihe baterije te ih puniti danima kada je vrijeme povoljno.

Zanimljiva značajka solarnih ćelija je da kada se solarna ćelija zagrije, njena učinkovitost značajno opada.

U ljetnim vrućinama ploče se zagrijavaju, ali rade lošije. Zimi, za sunčanog dana, fotoćelije mogu uhvatiti više svjetla i pretvoriti ga u energiju

Broj vedrih dana u godini ovisi o regiji. Naravno, na jugu je racionalnije koristiti fleksibilne baterije, jer tamo sunce sja duže i češće.

Budući da Zemlja mijenja svoj položaj u odnosu na Sunce tijekom dana, bolje je postaviti panele univerzalno - to jest, na južnoj strani pod kutom od oko 35-40 stupnjeva.Ova će situacija biti relevantna i u jutarnjim i večernjim satima, te u podne.

Upute za postavljanje solarnih panela na krov

Ako odlučite da su fleksibilni solarni paneli na bazi amorfnog silicija ono što trebate za opskrbu električnom energijom privatne kuće, počnite planirati posao.

Odaberite odgovarajuću opremu i procijenite približan broj panela. Zatim pročitajte pravila za postavljanje i naknadno održavanje solarnih ćelija.

Ali zapamtite da je uporaba tradicionalnih poli- i monokristalnih analoga silicija još uvijek mnogo produktivnija.

Korak 1. Izračun broja panela

Svaki posao počinje projektom. Za dizajn morate napraviti potrebne izračune, naime:

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

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

Jednostavan primjer:

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

Snaga svakog uređaja mora biti naznačena u njegovoj dokumentaciji ili na kućištu. Nakon zbrajanja svih podataka dobivamo 750 W. Na temelju te vrijednosti odabire se pretvarač - uređaj koji pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu struju potrebne frekvencije.

Obavezno napravite malu marginu i odaberite pretvarač jačine 0,5 kW od izračunate vrijednosti. Odnosno, za ukupnu snagu od 0,75 kW prikladan je uređaj ne slabiji od 1,25 kW

Za pravilno spajanje, solarni paneli su spojeni na baterije preko kontrolera.Nemojte miješati kontakte - plus na plus, minus na minus. Iz baterije struja se šalje u pretvarač, a zatim u električne uređaje

Zatim morate odabrati baterije. Kapacitet baterije (na primjer, 200 A∙h) pokazuje kolika će se struja proizvesti pri određenom naponu tijekom jednog sata.

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

Ali ova formula nije sasvim točna, budući da se većina baterija ne može isprazniti do 0. Postoji određena granica, na primjer 40%. Ako razina napunjenosti padne ispod ove, to značajno utječe na radni vijek i performanse baterije.

Ovaj pokazatelj također treba dodati formuli:

750 W/(12Vx0,4)=156,25 A∙h.

Da biste postigli takav kapacitet, u sustav možete spojiti grupu od 2 baterije od po 100 Ah.

Broj ploča izračunava se na temelju snage odabranog modela i regije u kojoj će biti instalirani. Važnost regije teško je precijeniti. U idealnom slučaju, trebate pronaći dnevne razine sunčevog zračenja za svoje područje. Za pouzdanost uzima se minimalna vrijednost za godinu, otprilike krajem prosinca.

Shematski, razina insolacije u različitim regijama može se prikazati na sljedeći način. Brojčane vrijednosti mogu se pronaći u specijaliziranim referentnim knjigama ili na Internetu

Množenjem ove brojke s brojem kalendarskih dana u mjesecu, dobivamo broj kilovata po 1 m2 fleksibilne solarne baterije za prosinac. Na primjer, u Moskvi je 0,33x31=10,23 kW/m2, a za Soči – 1,25x31=38,75 kW/m2. Ova brojka se naziva broj pico-sati.

Zatim, od uvjetnih maksimalnih 0,75 kW koje troše svi uređaji istovremeno, izračunavamo prosječnu mjesečnu potrošnju - oko 25 kW. U mjesec dana bi naše fleksibilne baterije trebale proizvesti najmanje 25.000 W, no bolje je napraviti malu rezervu i zaokružiti na 30 kW.

Stoga bi za 1 pico-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, kontrolor, baterije i sami fleksibilni fotonaponski paneli u potrebnoj količini.

Korak 2. Pravila instalacije

Ugradnju fleksibilnih solarnih ćelija možete obaviti sami.

Da biste to učinili, morate odlučiti gdje ćete točno postaviti svoje ploče:

• na krovu zgrade;
• na fasadi kuće;
• na samostojećoj konstrukciji;
• kombinirana shema.

Najpopularnija opcija je na krovu. Ako oblik ili konfiguracija krova to ne dopušta, bolje je izgraditi dodatni okvir na koji će se postaviti baterije. Ovo je skuplje, ali ako je krov zasjenjen ili mu je teško pristupiti, ova opcija postaje racionalna.

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

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

Dovoljno je ukloniti zaštitnu foliju i zalijepiti ploču na odabrano mjesto. Naravno, površinu je potrebno očistiti i oprati prije postavljanja.

Za ugradnju nisu potrebni specijalizirani alati. Glavna stvar je voditi brigu o svojoj sigurnosti tijekom rada na krovu.Također je vrlo važno slijediti dijagram povezivanja opreme i ne prekidati slijed

S jedne strane modul solarne baterije ima 2 kabela. Svaka ploča je postavljena tako da se te žice kasnije mogu spojiti u jednu sabirnicu za serijsko povezivanje.

Također preporučujemo čitanje našeg drugog materijala, koji detaljno opisuje dijagrame instalacije i metode povezivanja solarnih panela. Više detalja - Ovdje.

Korak #3. Njega sustava nakon instalacije

Nakon što se ugrade fleksibilne solarne ćelije, trebat će ih stalno održavati i nadzirati, inače bi njihova učinkovitost mogla dramatično pasti. Glavna stvar je održavati ploče čistima. Prašina, prljavština, ptičji izmet - svi ti čimbenici smanjuju performanse sustava jer ograničavaju apsorpciju sunčeve svjetlosti od strane solarnih ćelija.

Solarne ploče potrebno je obrisati kada se zaprljaju. Zato se ne preporučuje njihovo postavljanje na teško dostupna mjesta na složenom krovu.

Ako svoj sustav ne možete servisirati sami, uvijek možete pronaći izvođača radova s ​​odgovarajućom tehnologijom i opremom. Naravno, to će koštati više.

Solarne panele na bazi amorfnog silicija, poput njihovih tvrdih pandana, možete prati običnom vlažnom spužvom ili krpom od mikrovlakana. Ploča se ne boji vode (uostalom, ova oprema je instalirana na otvorenom), ako ih redovito perete, trajat će dulje

Drugi problem koji je relevantan za naše krajeve je snijeg. Zimi su baterije prekrivene snijegom i prestaju raditi. Talog je potrebno stalno čistiti, ali ne pregrubo, inače se može oštetiti sama oprema.

Zaključci i koristan video na tu temu

Videozapisi i recenzije koji govore o fleksibilnim pločama popularnih proizvođača pomoći će vam da napravite pravi izbor. Moći ćete vidjeti kako će vaš dom izgledati nakon instalacije opreme; stručnjaci će vam pomoći odabrati pravi broj baterija i pregledati pravila instalacije.

Kako rade fleksibilni solarni paneli i od čega su napravljeni:

Fleksibilnu bateriju možete postaviti u stan na fasadi visoke zgrade, zašto ne:

Još malo o proizvodnji i prednostima fleksibilnih elemenata:

Solarni paneli omogućuju da postanete energetski neovisni i da ne morate pratiti cijene benzina i režija. Ako jednom uložite određeni iznos, moći ćete neograničeno trošiti energiju za korištenje kućanskih električnih uređaja, kućno grijanje i punjenje baterije električnog vozila. Sve više ljudi prelazi na alternativnu energiju jer je to budućnost.

Ako imate potrebno znanje ili iskustvo o temi našeg članka, podijelite ga s našim čitateljima. Ili ste možda morali sami instalirati solarne ploče? Reci nam kako si to uspio. Svoje komentare možete dopuniti fotografijama.