Lanksčios saulės baterijos: saulės kolektorių tipai ir savybės

Saulės energija yra vienas perspektyviausių ir sparčiausiai besivystančių alternatyvių elektros energijos šaltinių. Tai neribotas išteklius, kuris gali būti naudojamas bet kurioje planetos vietoje, nekenkiant aplinkai. Sutinku, būtų malonu gauti savo alternatyvų elektros energijos šaltinį.

Pasirodo, kad saulės energija dabar gali būti paversta elektros energija namuose. Vietoj didelių ir trapių rėmų plokščių vis dažniau naudojamos lanksčios saulės baterijos. Bet kaip ją įgyvendinti praktiškai?

Padėsime išspręsti lanksčių saulės kolektorių įrenginį ir jų darbo principą. Mūsų straipsnyje pateikiamos naudingos rekomendacijos dėl konstrukcijų parinkimo ir montavimo. Kad būtų lengviau suvokti informacijos medžiagą, yra teminių nuotraukų ir vaizdo įrašų.

Kas yra saulės kolektoriai?

Norint suprasti, ar lanksčios plokštės tinkamos elektros gamybai, reikia suprasti teoriją. Kas yra saulės baterija, kaip lanksčių modelių struktūra skiriasi nuo likusios? Be to, labai svarbu prieš perkant nustatyti šio tipo saulės elementų privalumus ir trūkumus.

Lankstųjų plokščių struktūra ir veikimo principai

Saulės baterijos veikimo principas yra pagrįstas tokia koncepcija kaip fotovoltika. Šviesa, kaip žinoma, gali būti laikoma ir kaip banga, ir kaip dalelių srautas - fotonai. Galimybė konvertuoti fotonų energiją į elektrą yra fotovoltinė.

Puslaidininkis yra medžiaga, turinti ypatingą atomo struktūrą. N tipo puslaidininkyje yra papildomų elektronų, o p-tipo puslaidininkių atomų trūksta. Norėdami surinkti fotoelementą, sujunkite 2 rūšių medžiagas, sudarant dviejų sluoksnių struktūrą.

Atskiros foto kameros yra sujungtos į plokštes. Plokštės gali būti kietos, kieto metalo rėmuose. Dabar yra tendencija supaprastinti nuotraukų plokščių projektavimą. Populiarumas įgauna lanksčius ir lengvus saulės elementus.

Saulės baterijos veikimo principą galima apibūdinti kaip:

1. Saulės spinduliai patenka į fotocelio paviršių nuo n-sluoksnio pusės.
2. Fotonai susiduria su puslaidininkių atomais, „išskleidžia“ papildomus elektronus.
3. Laisvieji elektronai pereina prie p-sluoksnio ir patenka į atomus su dalelių trūkumu.
4. Todėl viršutinis sluoksnis veikia kaip katodas, o apatinis sluoksnis veikia kaip anodas.
5. Pagaminta nuolatinė srovė, kurią galima lengvai įkrauti.

Silicis, selenas ir daug brangesnių medžiagų yra naudojamos kaip puslaidininkiai.

Polimerinis purškimas su aliuminio laidais taip pat naudojamas lanksčioms plėvelės saulės baterijoms. Tokia struktūra daro plokštes stebėtinai plonas ir lengvas.

Ši technologija tik pradeda vystytis, tačiau tai, kad ji turi didelių perspektyvų, yra neabejotina. Tačiau mes apsvarstysime lanksčias grupes plačiąja prasme.

Daugiau informacijos apie saulės elementų veikimo principus galima perskaityti paspaudę nuoroda.

Lanksčių saulės elementų privalumai

Lanksčių saulės kolektorių privalumai yra tai, kad šis elektros energijos gamybos būdas yra vienas perspektyviausių:

• svoris;
• dydis;
• elastingumas;
• našumas;
• universalumas;
• pelningumas;
• ekologiškumas;
• paprastumas.

Geometriniai ir fiziniai plokščių parametrai, pvz., Dydis ir svoris, yra labai svarbūs, nes tiekti elektros energiją visam gyvenamajam pastatui reikalingas didelis skaičius, naudojant sunkius modelius gali prireikti sustiprinti pastato struktūrą, kuri žymiai padidins pastato kainą. diegimas.

Silicio baterijų veikimas yra gana didelis. Šiuo atveju sunku įvertinti efektyvumą, puslaidininkių plokštės gali vidutiniškai 20% konvertuoti šviesą į elektros energiją.

Tai reiškia, kad jei saulės spindulių galia yra 200 W, bus gauta apie 40 W elektros energijos.

Lankstūs amorfiniai saulės kolektoriai yra labiau atsparūs debesuotiems orams nei įprastos kietos silicio pagrindo konstrukcijos.

Palyginimui, standartinė saulės baterija gali veikti tik 10% savo talpos debesuotu oru, o lankstus skydas sudaro apie 50% jos vardinių verčių.

Saulės šviesa yra nemokamas ir neribotas išteklius. Tai yra neabejotinas pliusas, kuriame išreiškiamas absoliutus saulės kolektorių efektyvumas.

Be to, šis energijos gamybos metodas yra visiškai nekenksmingas aplinkai, neturi įtakos aplinkos būklei ir nepažeidžia jo.

Be to, atsisakant populiarios saulės energijos alternatyvos - šiluminės elektrinės, žmonija sumažina oro taršos lygį.

Lanksčių saulės kolektorių trūkumai

Taip pat trūksta lanksčių saulės kolektorių trūkumų. Pirma, ši technologija tik plėtojasi ir dar nepasiekė savo galimybių. Pagal našumą lanksčios amorfinės baterijos yra mažesnės už standžiuosius poli- ar vienkristalius.

Antra, plonas folija ir minimalus purškimo sluoksnis gana greitai sugenda. Tokių plokščių garantijos laikotarpis yra apie 3 metai.

Po to fotovoltinės ląstelės pradeda palaipsniui suskaidyti ir jas reikia pakeisti.

Kiti trūkumai būdingi visų rūšių saulės elementams:

• atsipirkimo laikas;
• didelės išlaidos;
• daug brangių įrenginių, be pačių baterijų;
• priklausomybė nuo oro sąlygų.

Lankstus skydelis, kurio galia siekia apie 150 vatų, kainuoja apie 40 tūkst. patrinkite. ar daugiau, priklausomai nuo gamintojo. 20 baterijų, baterijų rinkinys ir papildoma įranga kainuos apvalią sumą. Atsižvelgiant į 1 kWh elektros energijos kainą už sistemą, turėsite daugiau nei vienerius metus.

Kur ir kaip naudojama saulės energija?

Lanksčiosios plokštės naudojamos skirtingose ​​srityse. Prieš atlikdami energijos tiekimo namuose projektą naudodami šiuos saulės kolektorius, sužinokite, kur jie yra naudojami ir kokie jų naudojimo būdai mūsų klimatui.

Saulės elementų apimtis

Lanksčių saulės elementų naudojimas yra labai platus. Jie sėkmingai naudojami elektronikoje, pastatų elektrifikacijoje, automobilių ir orlaivių pramonėje, kosminiuose objektuose.

Statyboje tokios plokštės naudojamos gyvenamiesiems ir pramoniniams pastatams aprūpinti elektros energija.

Nešiojami saulės energiją naudojančios įkrovikliai yra prieinami visiems ir parduodami visur.

Dideli lankstūs kelionės skydai kasybos elektros energijai visame pasaulyje yra labai populiarūs tarp keliautojų.

Labai neįprasta, bet praktiška idėja yra naudoti laiptus kaip lanksčių baterijų pagrindą. Specialūs elementai yra apsaugoti nuo smūgių ir nebijo didelių apkrovų.

Ši idėja jau įgyvendinta. „Saulėtas“ kelias suteikia energiją aplinkiniams kaimams, o ne užima vieną papildomą metro.

Lanksčių amorfinių plokščių naudojimo ypatybės

Tie, kurie planuoja pradėti naudoti lanksčius saulės kolektorius kaip elektros energijos šaltinį savo namuose, turėtų žinoti jų veikimo ypatybes.

Visų pirma, vartotojai yra susirūpinę dėl to, ką daryti žiemą, kai dienos šviesos valandos yra trumpos ir nėra pakankamai elektros, kad galėtumėte valdyti visus įrenginius?

Taip, esant drumstam orui ir trumpam dienos šviesai, plokščių našumas mažėja. Na, kai yra alternatyva galimybe perjungti į centralizuotą maitinimą. Jei ne, turite atsargas baterijas ir juos apmokestinti dienomis, kai oras yra palankus.

Įdomus saulės elementų bruožas yra tai, kad, kai fotoelementas šildomas, jo efektyvumas gerokai sumažėja.

Aiškių dienų skaičius per metus priklauso nuo regiono. Žinoma, pietuose racionaliau naudoti lanksčias baterijas, nes saulė šviečia ilgiau ir dažniau.

Kadangi per dieną Žemė keičia savo poziciją Saulės atžvilgiu, geriau turėti visuotines plokštes - tai yra nuo pietų pusės maždaug 35-40 laipsnių kampu. Ši situacija bus svarbi ryte ir vakare, ir vidurdienį.

Saulės kolektorių ant stogo montavimo instrukcijos

Jei nuspręsite, kad amorfiniai silicio pagrindu pagaminti lankstūs saulės kolektoriai yra tai, ko jums reikia norint suteikti elektros energiją privačiam namui, pradėkite planuoti darbą.

Pasirinkite tinkamą įrangą ir įvertinkite apytikslį plokščių skaičių. Tada perskaitykite saulės elementų įrengimo ir vėlesnio aptarnavimo taisykles.

Tačiau nepamirškite, kad tradicinių silicio poli-ir vieno kristalo analogų naudojimas vis dar yra daug produktyvesnis.

# 1 žingsnis. Apskaičiuokite plokščių skaičių

Bet koks darbas prasideda nuo projekto. Dėl dizaino reikia atlikti būtinus skaičiavimus, būtent:

• elektros energijos suvartojimas;
• visa reikalinga fotovoltinė galia;
• akumuliatoriaus talpa;
• plokščių skaičius.

Paprasčiausias yra apskaičiuoti energijos suvartojimą. Norėdami tai padaryti, reikia atsižvelgti į visus, be išimties, elektros prietaisus, kuriuos naudojate arba kurie gali teoriškai naudoti.

Paprastas pavyzdys:

• šaldytuvas - 200 W;
• kompiuteris - 300 vatų;
• TV - 150 vatų;
• Ekonominės lemputės - 5 vnt.

Kiekvieno prietaiso galia turi būti nurodyta jo dokumentacijoje arba byloje. Pridėję visus duomenis, gauname 750 vatų. Pagal šią vertę pasirinkta keitiklis - įrenginį, kuris tiesioginę srovę paverčia kintama srovė, norint gauti reikiamą dažnį.

Būtinai atlikite nedidelę paraštę ir pasirinkite 0,5 kW galingesnį keitiklį nei apskaičiuota vertė. Tai reiškia, kad, jei bendra galia yra 0,75 kW, prietaisas netelpa mažiau nei 1,25 kW

Po to, kai reikia pasiimti baterijas. Akumuliatoriaus talpa (pvz., 200 A ∙ h) rodo, kokia galia bus tiekiama tam tikrą įtampą vieną valandą.

Galite apskaičiuoti reikiamą talpą, dalydami bendrą vartotojų galingumą nuo saulės baterijos išėjimo įtampos. Mūsų pavyzdyje mes naudojame 12 voltų baterijas. 750/12 = 62,5 Ah ∙ h.

Tačiau ši formulė nėra visiškai teisinga, nes dauguma baterijų negali būti iškraunamos iki 0. Yra tam tikra riba, pavyzdžiui, 40%. Jei įkrovos lygis nukrenta žemiau, tai reikšmingai veikia baterijos tarnavimo laiką ir kokybę.

Šis rodiklis taip pat turi būti pridėtas prie formulės:

750 W / (12 Vх0,4) = 156,25 A ∙ h.

Norint pasiekti tokį pajėgumą, kiekviena iš dviejų 100 Ah baterijų grupė gali būti sujungta į sistemą.

Skydų skaičius apskaičiuojamas remiantis pasirinkto modelio galia ir regionu, kuriame jie bus įdiegti. Regiono vertę sunku pervertinti.

Idealiu atveju jums reikia rasti kasdienės saulės spinduliuotės jūsų vietovėje vertes. Siekiant patikimumo, minimali metų vertė nustatoma maždaug gruodžio pabaigoje.

Šį skaičių padauginus iš mėnesio kalendorinių dienų skaičiaus, mes gauname kilovatų, kurie gruodžio mėn. Sudaro 1 m2 lanksčių saulės kolektorių, skaičių. Pavyzdžiui, Maskvoje jis yra 0,33x31 = 10,23 kW / m2, o Sočiui - 1,25x31 = 38,75 kW / m2. Šis rodiklis vadinamas taškų skaičiumi.

Tada, skaičiuojant vidutinį mėnesinį suvartojimą - apie 25 kW, iš įprastų maksimalių 0,75 kW, suvartojamų visuose įrenginiuose. Mėnesį mūsų lanksčios baterijos turėtų gaminti ne mažiau kaip 25 000 vatų, o geriau - nedidelį dydį ir iki 30 kW.

Todėl 1 taškas Maskvoje turėtų būti 30 / 10,23 = 2,93 kW. Jei atrinktų plokščių talpa yra 150 W, tada jų skaičiaus skaičiavimas nėra sudėtingas: 2.93 / 0.15 = 20 vnt.

Po tokių paprastų skaičiavimų galite pasirinkti tinkamą keitiklį, valdiklis, baterija ir lanksčios fotovoltinės plokštės yra tinkamo kiekio.

# 2 žingsnis. Diegimo taisyklės

Jūs galite atlikti lanksčių saulės elementų įrengimą.

Norėdami tai padaryti, būtina tiksliai nustatyti, kur bus dedamos plokštės:

• ant pastato stogo;
• ant namų fasado;
• dėl savarankiškos struktūros;
• schema.

Populiariausias variantas yra ant stogo. Jei to neleidžia stogo forma ar konfigūracija, geriau statyti papildomą rėmą, ant kurio būtų galima įdėti baterijas. Jis yra brangesnis, bet jei stogas yra užtamsintas ar sunkiai pasiekiamas, ši parinktis tampa racionali.

Lankstūs saulės fotovoltiniai elementai apačioje turi lipnią dervų sluoksnį.

Pakanka pašalinti apsauginę plėvelę ir klijuoti plokštę pasirinktoje vietoje. Žinoma, paviršius turi būti valomas ir išvalytas prieš montavimą.

Viena vertus, saulės modulis turi 2 išvestinius kabelius. Kiekviena plokštė yra išdėstyta taip, kad šiuos laidus vėliau galėtų sujungti vienas autobusas, skirtas nuosekliam ryšiui.

Taip pat rekomenduojame perskaityti mūsų kitą medžiagą, kurioje išsamiai aprašytos saulės baterijų prijungimo schemos ir metodai. Skaityti daugiau - čia.

# 3 žingsnis. Sistemos priežiūra po montavimo

Įdiegus lanksčias saulės baterijas, jas reikės nuolat prižiūrėti ir stebėti, kitaip jų efektyvumas gali smarkiai sumažėti. Svarbiausia, kad plokštės būtų švarios.

Dulkės, nešvarumai, paukščių išpylimai - visi šie veiksniai mažina sistemos veikimą, nes jie riboja saulės šviesos absorbciją fotoceliais.

Saulės plokštes reikia valyti užteršus. Štai kodėl nerekomenduojama juos sudėti į atokias vietas ant sudėtingo stogo.

Jei jūsų sistema negali jus aptarnauti, visada galite rasti menininką su atitinkama įranga ir įranga. Žinoma, tai bus verta daugiau.

Kita problema, susijusi su mūsų regionais, yra sniegas. Žiemą baterijos užmigia su sniegu ir nustoja veikti. Krituliai turi būti nuolat išvalyti, bet ne pernelyg grubūs, kitaip pati įranga gali būti pažeista.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema

Vaizdo įrašai ir apžvalgos, kuriose žiūrima į lanksčias populiarių gamintojų plokštes, padės jums teisingai pasirinkti. Galėsite pamatyti, kaip jūsų įrenginys prižiūrės įrengimą, ekspertai padės jums pasirinkti tinkamą baterijų kiekį ir apsvarstyti diegimo taisykles.

Kaip lanksčios saulės baterijos ir kokie jie yra pagaminti iš:

Taip pat galima įrengti lanksčią bateriją į daugiabučio namo fasadą, kodėl gi ne:

Šiek tiek daugiau apie lanksčių elementų gamybą ir privalumus:

Saulės kolektoriai leidžia tapti nepastoviais, o ne stebėti benzino ir komunalinių paslaugų kainą. Jei vieną kartą investuojate tam tikrą sumą, galite suvartoti neribotą energijos kiekį buitiniams prietaisams naudoti, namų šildymas ir įkrauti elektros transporto priemonės akumuliatorių. Vis daugiau žmonių pereina prie alternatyvios energijos, nes už jos yra ateitis.

Jei turite reikiamų žinių ar patirties mūsų straipsnio tema, prašome pasidalinti ja su mūsų skaitytojais. O gal būt pats saulės elementų plokštės? Papasakokite, kaip tai padarėte. Jūsų komentarai gali pridėti nuotraukų.