Rugalmas napelemek: napelemek típusai és tulajdonságai

A napenergia az egyik legígéretesebb és leggyorsabban fejlődő alternatív villamos energiaforrás. Ez egy korlátlan erőforrás, amely bárhol használható a bolygón a környezet szennyezése nélkül. Egyetértek, jó lenne a saját alternatív villamosenergia-forrása.

Kiderül, hogy a napenergia már otthon is villamos energiává alakítható. Nagyméretű és törékeny keret panelek helyett a rugalmas napelemeket egyre inkább használják. De hogyan lehet azt a gyakorlatban végrehajtani?

Segítünk kezelni a rugalmas napelemek készülékét és munkájuk elvét. A struktúrák kiválasztására és telepítésére vonatkozó hasznos ajánlásokat a cikkünk tartalmazza. Az információs anyag megkönnyítése érdekében tematikus fényképeket és videókat is tartalmaz.

Mi a napelem?

Annak megértéséhez, hogy a rugalmas panelek alkalmasak-e villamosenergia-termelésre, meg kell értenie az elméletet. Mi a napelem, hogyan változik a rugalmas modellek szerkezete a többitől? És nagyon fontos, hogy meghatározzuk az adott típusú napelemek előnyeit és hátrányait a vásárlás előtt.

A rugalmas panelek szerkezete és működési elvei

A napelem működésének elve a fotovoltaikára épül. A fény, mint ismert, mind hullámként, mind részecskeáramként tekinthető fotonoknak. A fotonenergia villamos energiává való átalakításának képessége fotovoltaikus.

A félvezető olyan anyag, amely az atom különleges szerkezetével rendelkezik. Az n-típusú félvezető extra elektronokkal rendelkezik, és p-típusú félvezető atomok hiányoznak. A fotocella összeszereléséhez kétféle anyagot kell kombinálni, amelyek egy kétrétegű szerkezetet alkotnak.

A különálló fotócellák panelekbe kerülnek. A panelek kemények lehetnek, szilárd fém keretben. Most hajlamos a fotópanelek tervezésének egyszerűsítése. A népszerűség rugalmas és könnyű napelemeket szerez.

A napelem működésének elve a következőképpen írható le:

1. A napfény megérinti a fotocella felületét az n-réteg oldalán.
2. A fotonok ütköznek a félvezető atomokkal, „kiütik” az extra elektronokat.
3. A szabad elektronok a p-réteg felé mozognak, és az atomok részecskék hiányában lépnek be.
4. Ennek eredményeként a felső réteg katódként működik, és az alsó réteg anódként működik.
5. Gyártott egyenáram, amely könnyen feltöltheti az akkumulátort.

A félvezetőként szilíciumot, szelént és sok drágább anyagot használnak.

Az alumínium vezetőkkel történő polimer porlasztást rugalmas fólia napelemekhez is használják. Egy ilyen szerkezet meglepően vékony és könnyű.

Ez a technológia csak most kezd kialakulni, de az a tény, hogy nagyszerű kilátások vannak, nem kétséges. De a rugalmas paneleket a definíció szélesebb értelemben fogjuk figyelembe venni.

A napelemek működésének alapelveiről részletesebben olvashatunk tovább link.

A rugalmas napelemek előnyei

A rugalmas napelemek előnye, hogy ez a módszer a villamosenergia-termelés egyik legígéretesebb módja:

• tömege;
• mérete;
• rugalmasságát;
• teljesítményét;
• sokoldalúság;
• hatékonyság;
• környezetbarát;
• könnyű kezelhetőség.

A panelek geometriai és fizikai paraméterei, mint például a méret és a súly, nagy jelentőséggel bírnak, mivel a panelek teljes lakóházának villamos energiát biztosítanak. nagyszámú szükséges, nehéz modellek használata esetén szükség lehet az épület szerkezetének megerősítésére, ami jelentősen megnöveli az épületek költségeit. telepítést.

A szilikon akkumulátorok teljesítménye meglehetősen magas. Ebben az esetben nehéz megbecsülni a hatékonyságot, a félvezető panelek átlagosan 20% -kal képesek átalakítani a fényt villamos energiává.

Vagyis ha a napsugárzás teljesítménye 200 W, akkor körülbelül 40 W villamos energiát kap.

A rugalmas amorf napelemek sokkal jobban tolerálják a felhős időjárást, mint a hagyományos merev szilícium alapú szerkezetek.

Összehasonlításképpen, egy szabványos napelemes akkumulátor csak 10% -os kapacitása lehet felhős időben, míg a rugalmas panel a névleges értékeinek mintegy 50% -át adja.

A napfény szabad és korlátlan erőforrás. Ez a kétségtelen plusz, amelyben a napelemek abszolút hatékonyságát fejezik ki.

Ezen túlmenően ez az energiatermelési módszer teljesen környezetbarát, nem befolyásolja a környezet állapotát, és nem károsítja azt.

Sőt, azáltal, hogy lemond a napenergia népszerű alternatívájáról - hőerőművekről, az emberiség csökkenti a levegőszennyezés szintjét.

A rugalmas napelemek hátrányai

Hiányoznak a rugalmas napelemek hátrányai is. Először is, ez a technológia csak fejlődik, és még nem érte el a képességeinek csúcsát. Teljesítménye alapján a rugalmas amorf elemek alacsonyabbak, mint a merev poli- vagy egykristályok.

Másodszor, a vékony fólia és a minimális porlasztási réteg viszonylag gyorsan meghiúsul. Az ilyen panelek garanciaideje körülbelül 3 év.

Ezután a fotovoltaikus cellák fokozatosan lebomlanak és helyettesítést igényelnek.

Egyéb hátrányok a napelemek minden típusához tartoznak:

• megtérülési idő;
• magas költségek;
• nagyszámú drága berendezés, az akkumulátorok mellett;
• időjárási függőség.

Egy rugalmas panel, amelynek teljesítménye kb. 150 watt, kb. 40 ezer. dörzsölje. vagy több, a gyártótól függően. 20 elem, egy akkumulátor és egy kiegészítő berendezés kerek összeget fog fizetni. Figyelembe véve az 1 kWh villamosenergia-költséget a rendszerért, több mint egy év lesz.

Hol és hogyan használják a napenergia?

A rugalmas paneleket különböző területeken használják. Mielőtt otthon készítené az energiaellátást ezen napelemekkel, megtudja, hová használják őket, és milyen jellemzőik vannak az éghajlatunkban.

A napelemek hatóköre

A rugalmas napelemek használata nagyon széles. Sikeresen használják az elektronikában, az épületek villamosításában, az autó- és repülőgépiparban, az űrobjektumokon.

Az építőiparban az ilyen panelek villamos energiával biztosítják a lakó- és ipari épületeket.

A hordozható napelemes töltők mindenki számára elérhetőek, és mindenhol eladhatók.

Az utazók körében igen népszerűek a nagy mennyiségű rugalmas utazási panelek a világ bármely pontján.

Nagyon szokatlan, de gyakorlati ötlet az, hogy a rugalmas elemek alapjaként egy úttestet használjon. A speciális elemek védve vannak a hatásoktól, és nem félnek a nehéz terhelésektől.

Ez az ötlet már megvalósult. A „napos” út energiát biztosít a környező falvaknak, ugyanakkor nem foglal magában egyetlen extra métert.

A rugalmas amorf panelek használatának jellemzői

Azok, akik hajlandóak a rugalmas napelemek használatát villamos energiaforrásként használni otthonukban, ismernie kell működésük jellemzőit.

Először is, a felhasználók aggódnak a kérdéssel kapcsolatban, hogy mit tegyenek télen, amikor a nappali fények rövidek, és nincs elegendő áram az összes eszköz működtetéséhez?

Igen, felhős időjárás és rövid napfény esetén a panelek teljesítménye csökken. Nos, ha van alternatíva a központosított tápellátásra való áttérés lehetősége formájában. Ha nem, fel kell töltenie akkumulátor napokon, amikor az időjárás kedvező.

A napelemek érdekes jellemzője, hogy a fotocella melegítésekor a hatékonysága jelentősen csökken.

A tiszta napok száma évente a régiótól függ. Természetesen délen racionálisabb rugalmas elemeket használni, mivel a nap régebben és gyakrabban ragyog.

Mivel a nap folyamán a Föld megváltoztatja pozícióját a Naphoz képest, jobb, ha a paneleket egyetemesen - azaz a déli oldalról kb. Ez a helyzet reggel és este órákban és délben lesz releváns.

A tetőn lévő napelemek telepítési utasításai

Ha úgy dönt, hogy az amorf szilícium alapú rugalmas napelemek - ez az, amire szüksége van a villamos energia biztosítására egy magánházban, kezdje meg a tervezési munkát.

Válassza ki a megfelelő berendezést és becsülje meg a panelek hozzávetőleges számát. Ezután olvassa el a napelemek telepítésének és későbbi karbantartásának szabályait.

De ne feledje, hogy a hagyományos szilícium-poli- és egykristályos analógok használata még mindig sokkal produktívabb.

1. lépés. Számolja ki a panelek számát

Bármilyen munka kezdődik a projekttel. A tervezéshez a szükséges számításokat kell elvégeznie, nevezetesen:

• napi villamosenergia-fogyasztás;
• az összes szükséges fotovoltaikus energia;
• akkumulátor kapacitása;
• panelek száma.

A legegyszerűbb az energiafogyasztás kiszámítása. Ehhez, mindenképpen vegye figyelembe, kivétel nélkül, az elektromos készülékeket, amelyeket Ön használ vagy tehet.

Egy egyszerű példa:

• hűtőszekrény - 200 W;
• számítógép - 300 watt;
• TV - 150 watt;
• Gazdaságos izzók - 5 darab 20 wattos darab.

Az egyes eszközök teljesítményét a dokumentációban vagy az ügyben kell feltüntetni. Az összes adat hozzáadása után 750 wattot kapunk. Ezen érték alapján kiválasztott inverter - olyan eszköz, amely az egyenáramot váltakozó áramgá alakítja a kívánt frekvenciával.

Győződjön meg róla, hogy egy kis margót állít be, és válasszon egy 0,5 kW-os nagyobb teljesítményű frekvenciaváltót, mint a számított érték. Ez azt jelenti, hogy a teljes teljesítmény 0,75 kW esetén az eszköz nem lesz 1,25 kW-nál gyengébb

Miután fel kell venni az elemeket. Az akkumulátor kapacitása (például 200 A ∙ h) azt jelzi, hogy az adott feszültségen egy órán át áramot kap.

Kiszámíthatja a szükséges kapacitást a fogyasztók teljes teljesítményének osztásával a napelem akkumulátor kimeneti feszültségével. Példánkban 12 voltos elemeket használunk. 750/12 = 62,5 Ah ∙ h.

Ez a képlet azonban nem teljesen helyes, mivel a legtöbb elemet 0-ra nem lehet lemeríteni. Van egy bizonyos határ, például 40%. Ha a töltési szint alá esik, ez jelentősen befolyásolja az akkumulátor élettartamát és minőségét.

Ezt a mutatót hozzá kell adni a következő képlethez:

750 W / (12 Vх0,4) = 156,25 A ∙ h.

Egy ilyen kapacitás elérése érdekében két 100 Ah-os elemből álló csoportot lehet egyesíteni egy rendszerbe.

A panelek számát a kiválasztott modell teljesítménye és a telepítési régió alapján számítják ki. A régió értékét nehéz túlbecsülni.

Ideális esetben meg kell találni a napsugárzás napi szintjének értékeit a térségben. A megbízhatóság érdekében az év minimális értéke kb. December végén történik.

Ezt a számot a hónap naptári napjaival megszorozva megkapjuk a kilowattok számát, amely decemberben 1 m2 rugalmas napelemeket jelent. Moszkvában például 0,33x31 = 10,23 kW / m2, Sochi esetében pedig 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Ezt a mutatót pontok számának nevezik.

Ezután az összes eszköz által egyidejűleg fogyasztott hagyományos 0,75 kW-os teljesítményből kiszámítjuk az átlagos havi fogyasztást - körülbelül 25 kW. Egy hónapig a rugalmas elemeknek legalább 25 000 wattot kell termelniük, és jobb, ha egy kis árrést és 30 kW-ig kerekítünk.

Ezért Moszkvában 1 pontnál 30 / 10,23 = 2,93 kW legyen. Ha a kiválasztott panelek kapacitása 150 W, akkor számuk számítása nem nehéz: 2,93 / 0,15 = 20 darab.

Ilyen egyszerű számítások után kiválaszthat egy megfelelő invertert, ellenőr, az akkumulátor és a rugalmas fotovoltaikus panelek a megfelelő mennyiségben vannak.

2. lépés. Telepítési szabályok

Ön hajthatja végre a rugalmas napelemeket.

Ehhez meg kell határozni, hogy pontosan hol helyezze el a paneleket:

• az épület tetőjén;
• a ház homlokzatán;
• önálló struktúrán;
• kombinált rendszer.

A legnépszerűbb opció a tetőn van. Ha a tető alakja vagy konfigurációja ezt nem teszi lehetővé, jobb, ha egy további keretet építünk, amelyen az elemeket elhelyezhetjük. Ez drágább, de ha a tető árnyékos vagy nehezen hozzáférhető, ez az opció racionális.

Az alsó oldalon található rugalmas napelemes cellák ragadós gyanta réteggel rendelkeznek.

Elég a védőfólia eltávolítása és a panel ragasztása a kiválasztott helyre. Természetesen a felületet a telepítés előtt meg kell tisztítani és tisztítani.

Egyrészt a szolármodul két származtatott kábelt tartalmaz. Mindegyik panel úgy van elhelyezve, hogy ezeket a vezetékeket később egy busz egyesítheti a soros csatlakozáshoz.

Azt is javasoljuk, hogy olvassa el más anyagunkat is, ahol részletesen ismertetjük a napelemek csatlakoztatására szolgáló rendszereket és módszereket. További információ - itt.

# 3. Lépés. Rendszergondozás telepítés után

A rugalmas napelemek telepítése után folyamatosan figyelemmel kell kísérni őket, különben a hatékonyságuk drámaian csökkenhet. A legfontosabb az, hogy a paneleket tisztán tartsuk.

Por, szennyeződés, madár ürülék - mindezek a tényezők csökkentik a rendszer teljesítményét, mivel korlátozzák a napfény fényelnyelést.

A napelemeket szennyezett állapotban meg kell tisztítani. Ezért nem ajánlott őket távoli helyekre komplex tetőre helyezni.

Ha az Ön rendszerét nem tudja kiszolgálni, mindig megtalálja a megfelelő berendezéssel és felszereltséggel rendelkező művészt. Természetesen többet ér.

Egy másik probléma, amely a régiók számára fontos, a hó. Télen az elemek elaludnak a hóval, és megszűnnek a működésük. A csapadékot folyamatosan tisztítani kell, de nem túl durva, különben a berendezés sérülhet.

Következtetések és hasznos videó a témáról

A népszerű gyártók rugalmas paneljeit megjelenítő videók és vélemények segítenek a megfelelő választásban. Látni fogja, hogyan fog kinézni háza a felszerelés telepítése után, a szakértők segítenek kiválasztani a megfelelő mennyiségű elemet, és figyelembe veszik a telepítési szabályokat.

Milyenek a rugalmas napelemek és milyen anyagokból készülnek:

A sokemeletes épület homlokzatán elhelyezett lakásban is telepíthető egy rugalmas akkumulátor, miért ne:

Kicsit többet a rugalmas elemek gyártásáról és előnyeiről:

A napelemek lehetővé teszik a nem illékonyvá válását, nem pedig a benzin és a közművek árának nyomon követését. Ha egyszer egy bizonyos összeget fektet be, korlátlan energiát fogyaszthat a háztartási készülékek használatához, otthoni fűtés és töltse fel az elektromos jármű akkumulátorát. Egyre több ember vált át alternatív energiára, mert mögötte van a jövő.

Ha rendelkezésünkre áll a szükséges tudás vagy tapasztalat a cikk témájában, kérjük, ossza meg az olvasóinkkal. Vagy talán magának kellett telepítenie a napelemeket? Mondd el nekünk, hogyan csináltad. A megjegyzései hozzáadhatnak fényképeket.