Flexible Sonnenkollektoren: Typen und Eigenschaften von Sonnenkollektoren

Solarenergie ist eine der vielversprechendsten und am schnellsten wachsenden alternativen Stromquellen. Dies ist eine unbegrenzte Ressource, die überall auf der Welt genutzt werden kann, ohne die Umwelt zu verschmutzen. Stimmen Sie zu, es wäre schön, eine eigene alternative Stromquelle zu bekommen.

Es stellt sich heraus, dass Sonnenenergie jetzt direkt zu Hause in Strom umgewandelt werden kann. Anstelle von sperrigen und zerbrechlichen Rahmenplatten werden jetzt zunehmend flexible Sonnenkollektoren verwendet. Aber wie setzt man das in der Praxis um?

Wir werden helfen, mit dem Gerät der flexiblen Sonnenkollektoren und dem Prinzip ihrer Arbeit umzugehen. Nützliche Empfehlungen zur Auswahl und Installation von Konstruktionen finden Sie in unserem Artikel. Zur Erleichterung der Wahrnehmung enthält das Informationsmaterial thematische Fotos und Videos.

Was sind Sonnenkollektoren?

Um zu verstehen, ob flexible Paneele zur Stromerzeugung geeignet sind, müssen Sie die Theorie verstehen. Was ist eine Solarbatterie, wie unterscheidet sich der Aufbau flexibler Modelle vom Rest? Außerdem ist es sehr wichtig, vor dem Kauf die Vor- und Nachteile dieses speziellen Solarzellentyps zu ermitteln.

Struktur und Funktionsweise von flexiblen Paneelen

Das Funktionsprinzip der Solarbatterie basiert auf einem Konzept wie der Photovoltaik. Licht kann bekanntlich sowohl als Welle als auch als Strom von Teilchen - Photonen - betrachtet werden. Die Fähigkeit, Photonenenergie in Elektrizität umzuwandeln, ist Photovoltaik.

Ein Halbleiter ist ein Material, das eine spezielle Struktur des Atoms aufweist. Ein n-Halbleiter hat zusätzliche Elektronen, und p-Halbleiteratome haben diese nicht. Um die Fotozelle zusammenzubauen, kombinieren Sie zwei Arten von Materialien zu einer zweischichtigen Struktur.

Separate Fotozellen werden zu Panels zusammengefasst. Paneele können in einem soliden Metallrahmen zäh sein. Jetzt besteht die Tendenz, das Design von Fototafeln zu vereinfachen. Popularität gewinnen flexible und leichte Solarzellen.

Das Funktionsprinzip der Solarbatterie kann wie folgt beschrieben werden:

1. Sonnenlicht trifft von der Seite der n-Schicht auf die Oberfläche der Fotozelle.
2. Photonen kollidieren mit Halbleiteratomen und "knocken" zusätzliche Elektronen aus.
3. Freie Elektronen bewegen sich in Richtung der p-Schicht und dringen ohne Partikel in Atome ein.
4. Infolgedessen wirkt die obere Schicht als Kathode und die untere Schicht als Anode.
5. Produzierter Gleichstrom, der die Batterie leicht aufladen kann.

Silizium, Selen und viele weitere teure Materialien werden als Halbleiter verwendet.

Polymeres Sputtern mit Aluminiumleitern wird auch für flexible Filmsolarzellen verwendet. Eine solche Struktur macht die Paneele überraschend dünn und leicht.

Diese Technologie fängt gerade erst an, sich zu entwickeln, aber die Tatsache, dass sie große Aussichten hat, steht außer Zweifel. Wir werden jedoch flexible Panels im weiteren Sinne der Definition betrachten.

Genauer über die Funktionsweise von Solarbatterien kann man nachlesen, ob sie weitergegeben wurden Referenz.

Vorteile flexibler Solarzellen

Die Vorteile flexibler Solarmodule machen diese Methode zur Stromerzeugung zu einer der vielversprechendsten:

• Gewicht;
• Größe;
• Elastizität;
• Leistung;
• Universalität;
• Rentabilität;
• Umweltfreundlichkeit;
• einfache Bedienung.

Geometrische und physikalische Parameter der Paneele, wie Größe und Gewicht, sind von großer Bedeutung, da sie das gesamte Wohnhaus der Paneele mit Strom versorgen Es ist eine große Anzahl erforderlich, und bei der Verwendung schwerer Modelle kann es erforderlich sein, die Gebäudestruktur zu verstärken, was die Kosten für das Gebäude erheblich erhöht Installation.

Die Leistung von Siliziumbatterien ist recht hoch. In diesem Fall ist es schwierig, den Wirkungsgrad abzuschätzen, da Halbleiter-Panels in der Lage sind, Licht durchschnittlich um 20% in Elektrizität umzuwandeln.

Das heißt, wenn die Leistung der Sonnenstrahlung 200 W beträgt, werden ungefähr 40 W Elektrizität empfangen.

Flexible amorphe Sonnenkollektoren sind viel trüber als herkömmliche starre Strukturen auf Siliziumbasis.

Zum Vergleich: Eine Standard-Solarbatterie kann bei bewölktem Wetter nur mit 10% ihrer Kapazität arbeiten, während ein flexibles Panel etwa 50% ihrer Nennwerte liefert.

Sonnenlicht ist eine kostenlose und unbegrenzte Ressource. Dies ist zweifellos das Plus, in dem sich die absolute Effizienz von Solarmodulen ausdrückt.

Darüber hinaus ist diese Methode der Energieerzeugung völlig umweltfreundlich, beeinträchtigt den Zustand der Umwelt nicht und schadet ihr nicht.

Durch den Verzicht auf die beliebte Alternative zur Solarenergie - thermische Kraftwerke - verringert die Menschheit außerdem die Luftverschmutzung.

Nachteile flexibler Sonnenkollektoren

Nachteile flexibler Solarmodule fehlen ebenfalls. Erstens entwickelt sich diese Technologie erst und hat ihren Höchststand noch nicht erreicht. Flexible amorphe Batterien sind von ihrer Leistung her starren Poly- oder Einkristallen unterlegen.

Zweitens versagen dünne Folie und die minimale Zerstäubungsschicht relativ schnell. Die Garantiezeit für solche Paneele beträgt ca. 3 Jahre.

Danach beginnen die Photovoltaikzellen allmählich zusammenzubrechen und müssen ersetzt werden.

Alle Arten von Solarzellen weisen andere Nachteile auf:

• Amortisationszeit;
• hohe Kosten;
• eine große Anzahl von teuren Geräten, zusätzlich zu den Batterien selbst;
• Wetterabhängigkeit.

Eine flexible Platte mit einer Leistung von ungefähr 150 Watt kostet ungefähr 40.000. reiben oder mehr, je nach Hersteller. 20 Batterien, ein Satz Batterien und zusätzliche Ausrüstung kosten eine runde Summe. Berücksichtigt man die Kosten von 1 kWh Strom für das System, hat man mehr als ein Jahr Zeit.

Wo und wie wird Sonnenenergie genutzt?

Flexible Paneele werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Bevor Sie mit Hilfe dieser Solarmodule ein Projekt zur Energieversorgung zu Hause durchführen, müssen Sie herausfinden, wo sie eingesetzt werden und welche Eigenschaften sie für unser Klima haben.

Umfang der Solarzellen

Der Einsatz flexibler Solarzellen ist sehr weit verbreitet. Sie werden erfolgreich in der Elektronik, Elektrifizierung von Gebäuden, in der Auto- und Flugzeugindustrie sowie an Weltraumobjekten eingesetzt.

Im Bauwesen werden solche Paneele verwendet, um Wohn- und Industriegebäude mit Strom zu versorgen.

Tragbare solarbetriebene Ladegeräte sind für jedermann erhältlich und werden überall verkauft.

Große flexible Reisetafeln für den weltweiten Stromabbau sind bei Reisenden sehr beliebt.

Eine sehr ungewöhnliche, aber praktische Idee ist es, ein Straßenbett als Basis für flexible Batterien zu verwenden. Spezialelemente sind stoßgeschützt und haben keine Angst vor schweren Lasten.

Diese Idee wurde bereits umgesetzt. Die „sonnige“ Straße versorgt die umliegenden Dörfer mit Energie, ohne einen zusätzlichen Meter Land in Anspruch zu nehmen.

Merkmale der Verwendung von flexiblen amorphen Platten

Diejenigen, die flexible Solarmodule als Stromquelle für ihr Zuhause einsetzen möchten, sollten die Merkmale ihres Betriebs kennen.

Zuallererst sind die Benutzer besorgt über die Frage, was im Winter zu tun ist, wenn die Tageslichtstunden kurz sind und nicht genügend Strom vorhanden ist, um alle Geräte zu betreiben?

Ja, bei bewölktem Wetter und kurzem Tageslicht nimmt die Leistung der Paneele ab. Nun, wenn es eine Alternative in Form der Möglichkeit gibt, auf eine zentrale Stromversorgung umzuschalten. Wenn nicht, müssen Sie sich eindecken Batterien und berechnen sie an Tagen, an denen das Wetter günstig ist.

Ein interessantes Merkmal von Solarzellen ist, dass bei Erwärmung der Fotozelle deren Wirkungsgrad erheblich reduziert wird.

Die Anzahl der klaren Tage pro Jahr hängt von der Region ab. Natürlich ist es im Süden sinnvoller, flexible Batterien zu verwenden, da die Sonne dort länger und häufiger scheint.

Da die Erde tagsüber ihre Position relativ zur Sonne ändert, ist es besser, die Paneele universell zu positionieren - also von der Südseite in einem Winkel von etwa 35-40 Grad. Diese Situation wird in den Morgen- und Abendstunden sowie am Mittag relevant sein.

Montageanleitung für Sonnenkollektoren auf dem Dach

Wenn Sie sich für flexible Solarmodule auf der Basis von amorphem Silizium entscheiden, um ein Privathaushalt mit Strom zu versorgen, beginnen Sie mit der Planung.

Wählen Sie die richtige Ausrüstung und schätzen Sie die ungefähre Anzahl der Paneele. Lesen Sie dann die Regeln für die Installation und anschließende Wartung von Solarzellen.

Denken Sie jedoch daran, dass die Verwendung traditioneller Silizium-Poly- und Einkristall-Analoga noch viel produktiver ist.

Schritt # 1. Berechnen Sie die Anzahl der Panels

Jede Arbeit beginnt mit dem Projekt. Für das Design müssen Sie die notwendigen Berechnungen durchführen, und zwar:

• täglicher Stromverbrauch;
• insgesamt benötigte Photovoltaikleistung;
• Batteriekapazität;
• Anzahl der Paneele.

Am einfachsten ist es, den Stromverbrauch zu berechnen. Berücksichtigen Sie dazu ausnahmslos alle Elektrogeräte, die Sie benutzen oder theoretisch benutzen können.

Ein einfaches Beispiel:

• Kühlschrank - 200 W;
• Computer - 300 Watt;
• TV - 150 Watt;
• Sparsame Birnen - 5 Stück von 20 Watt.

Die Leistung jedes Geräts muss in der Dokumentation oder auf dem Gehäuse angegeben werden. Nach dem Hinzufügen aller Daten erhalten wir 750 Watt. Basierend auf diesem Wert wird ausgewählt Wechselrichter - ein Gerät, das Gleichstrom mit der gewünschten Frequenz in Wechselstrom umwandelt.

Stellen Sie sicher, dass Sie eine kleine Spanne einhalten und einen Wechselrichter wählen, der 0,5 kW stärker ist als der berechnete Wert. Das heißt, für eine Gesamtleistung von 0,75 kW passt das Gerät nicht schwächer als 1,25 kW

Nachdem Sie die Batterien aufheben müssen. Die Batteriekapazität (z. B. 200 A ∙ h) gibt an, welcher Strom bei einer bestimmten Spannung für eine Stunde abgegeben wird.

Sie können die benötigte Kapazität berechnen, indem Sie die Gesamtleistung der Verbraucher durch die Ausgangsspannung der Solarbatterie dividieren. In unserem Beispiel verwenden wir 12-Volt-Batterien. 750/12 = 62,5 Ah · h.

Diese Formel ist jedoch nicht ganz korrekt, da die meisten Batterien nicht auf 0 entladen werden können. Es gibt eine bestimmte Grenze, zum Beispiel 40%. Wenn der Ladezustand unterschritten wird, wirkt sich dies erheblich auf die Lebensdauer und Qualität des Akkus aus.

Dieser Indikator muss auch der Formel hinzugefügt werden:

750 W / (12 V × 0,4) = 156,25 A ≤ h.

Um eine solche Kapazität zu erreichen, kann eine Gruppe von 2 Batterien zu je 100 Ah zu einem System zusammengefasst werden.

Die Anzahl der Panels wird basierend auf der Leistung des ausgewählten Modells und der Region, in der sie installiert werden, berechnet. Der Wert der Region ist schwer zu überschätzen.

Idealerweise müssen Sie die Werte der täglichen Sonneneinstrahlung für Ihre Region ermitteln. Aus Gründen der Zuverlässigkeit wird der Mindestwert für das Jahr ungefähr Ende Dezember ermittelt.

Multipliziert man diesen Wert mit der Anzahl der Kalendertage im Monat, so erhält man die Anzahl der Kilowatt, die im Dezember 1 m2 flexible Solarmodule ausmachen. In Moskau sind es beispielsweise 0,33 x 31 = 10,23 kW / m2 und in Sotschi 1,25 x 31 = 38,75 kW / m2. Dieser Indikator wird die Anzahl der Punkte genannt.

Dann berechnen wir aus dem konventionellen Maximum von 0,75 kW, das von allen Geräten gleichzeitig verbraucht wird, den durchschnittlichen monatlichen Verbrauch - etwa 25 kW. Für einen Monat sollten unsere flexiblen Batterien mindestens 25.000 Watt produzieren, und es ist besser, eine kleine Marge zu erzielen und auf 30 kW aufzurunden.

Daher sollte sie an einem Punkt in Moskau 30 / 10,23 = 2,93 kW betragen. Wenn die ausgewählten Paneele eine Leistung von 150 W haben, ist das Zählen ihrer Anzahl nicht schwierig: 2,93 / 0,15 = 20 Stück.

Nach so einfachen Berechnungen können Sie einen geeigneten Wechselrichter auswählen, Controller, die Batterie und die flexiblen Photovoltaik-Module selbst in der richtigen Menge.

Schritt 2. Installationsregeln

Die Installation von flexiblen Solarzellen kann von Ihnen durchgeführt werden.

Dazu muss genau festgelegt werden, wo Sie Ihre Paneele platzieren:

• auf dem Dach des Gebäudes;
• an der Fassade des Hauses;
• auf einer eigenständigen Struktur;
• kombiniertes Schema.

Die beliebteste Option ist auf dem Dach. Wenn die Form oder Konfiguration des Daches dies nicht zulässt, ist es besser, einen zusätzlichen Rahmen zu bauen, auf dem die Batterien platziert werden können. Es ist teurer, aber wenn das Dach beschattet oder schwer zugänglich ist, wird diese Option rational.

Flexible Photovoltaikzellen auf der Unterseite haben eine klebrige Harzschicht.

Es reicht aus, die Schutzfolie zu entfernen und die Platte an der gewünschten Stelle zu verkleben. Natürlich muss die Oberfläche vor dem Einbau gereinigt und gereinigt werden.

Zum einen verfügt das Solarmodul über 2 abgeleitete Kabel. Jedes Panel ist so positioniert, dass diese Drähte später für eine serielle Verbindung über einen Bus verbunden werden können.

Wir empfehlen Ihnen auch, unser anderes Material zu lesen, in dem die Installationsschemata und Methoden zum Anschließen von Solarbatterien ausführlich beschrieben werden. Lesen Sie mehr - hier.

Schritt 3. Systempflege nach der Installation

Nach der Installation flexibler Solarzellen müssen diese ständig gewartet und überwacht werden, da sonst ihre Effizienz drastisch sinken kann. Die Hauptsache ist, die Paneele sauber zu halten.

Staub, Schmutz, Vogelkot - all diese Faktoren beeinträchtigen die Leistung des Systems, da sie die Absorption von Sonnenlicht durch Fotozellen begrenzen.

Sonnenkollektoren müssen bei Verschmutzung gereinigt werden. Aus diesem Grund wird davon abgeraten, sie an abgelegenen Orten auf einem komplexen Dach zu platzieren.

Wenn Ihr System nicht von Ihnen gewartet werden kann, finden Sie immer einen Künstler mit der entsprechenden Ausrüstung und Ausstattung. Natürlich wird es mehr wert sein.

Ein weiteres Problem, das für unsere Regionen relevant ist, ist Schnee. Im Winter schlafen die Batterien im Schnee ein und funktionieren nicht mehr. Die Niederschläge müssen ständig beseitigt werden, dürfen aber nicht zu rau sein, da sonst das Gerät selbst beschädigt werden kann.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Videos und Testberichte zu flexiblen Panels beliebter Hersteller helfen Ihnen, die richtige Wahl zu treffen. Sie können sehen, wie Ihr Haus nach der Installation der Geräte aussieht, Experten helfen Ihnen bei der Auswahl der richtigen Batteriemenge und berücksichtigen die Installationsregeln.

Wie sind flexible Sonnenkollektoren und woraus bestehen sie:

Es ist auch möglich, eine flexible Batterie in einer Wohnung an der Fassade eines Hochhauses zu installieren. Warum nicht:

Ein bisschen mehr über die Herstellung und die Vorteile von flexiblen Elementen:

Sonnenkollektoren machen es möglich, nichtflüchtig zu werden und den Benzin- und Energiepreis nicht zu überwachen. Wenn Sie einen bestimmten Betrag einmal investieren, können Sie unbegrenzt Energie verbrauchen, um Haushaltsgeräte zu verwenden, Heizung zu Hause und Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeugs. Immer mehr Menschen stellen auf alternative Energien um, denn dahinter steckt die Zukunft.

Wenn Sie über die erforderlichen Kenntnisse oder Erfahrungen zum Thema unseres Artikels verfügen, teilen Sie diese bitte unseren Lesern mit. Oder mussten Sie die Sonnenkollektoren selbst installieren? Sagen Sie uns, wie Sie es gemacht haben. Ihre Kommentare können Fotos hinzufügen.