Elastyczne panele słoneczne: rodzaje i właściwości paneli słonecznych

Energia słoneczna jest jednym z najbardziej obiecujących i szybko rozwijających się alternatywnych źródeł energii elektrycznej. Jest to nieograniczony zasób, który można wykorzystać w dowolnym miejscu na planecie, nie zanieczyszczając środowiska. Zgadzam się, byłoby miło uzyskać własne alternatywne źródło energii elektrycznej.

Okazuje się, że teraz energia słoneczna może zostać zamieniona na energię elektryczną w domu. Zamiast obszernych i delikatnych paneli ramowych coraz częściej stosuje się elastyczne panele słoneczne. Ale jak go wdrożyć w praktyce?

Pomożemy poradzić sobie z urządzeniem elastycznych paneli słonecznych i zasadą ich pracy. Przydatne zalecenia dotyczące wyboru i instalacji struktur są przedstawione w naszym artykule. Dla ułatwienia odbioru materiały informacyjne zawierają tematyczne zdjęcia i filmy.

Co to są panele słoneczne?

Aby zrozumieć, czy elastyczne panele nadają się do wytwarzania energii elektrycznej, należy zrozumieć teorię. Czym jest bateria słoneczna, w jaki sposób struktura elastycznych modeli różni się od reszty? Ponadto bardzo ważne jest określenie zalet i wad tego konkretnego rodzaju ogniw słonecznych przed zakupem.

Struktura i zasady działania elastycznych paneli

Zasada działania baterii słonecznej opiera się na takiej koncepcji jak fotowoltaika. Światło, jak wiadomo, może być uważane zarówno za falę, jak i strumień cząstek - fotonów. Zdolność do przekształcania energii fotonów w energię elektryczną jest fotowoltaiczna.

Półprzewodnik jest materiałem o specjalnej strukturze atomu. Półprzewodnik typu n ma dodatkowe elektrony, a brak im atomów półprzewodnika typu p. Aby zmontować fotokomórkę, należy połączyć 2 rodzaje materiałów, tworząc strukturę dwuwarstwową.

Oddzielne fotokomórki są łączone w panele. Panele mogą być mocne w solidnej metalowej ramie. Teraz istnieje tendencja do upraszczania projektowania paneli fotograficznych. Popularność zyskują elastyczne i lekkie ogniwa słoneczne.

Zasada działania baterii słonecznej może być opisana jako:

1. Światło słoneczne uderza w powierzchnię fotokomórki od strony warstwy n.
2. Fotony zderzają się z atomami półprzewodników, „wybijając” dodatkowe elektrony.
3. Wolne elektrony poruszają się w kierunku warstwy p i wprowadzają atomy z brakiem cząstek.
4. W rezultacie górna warstwa działa jak katoda, a dolna warstwa działa jako anoda.
5. Wytwarzany prąd stały, który może łatwo ładować akumulator.

Jako półprzewodnik stosuje się krzem, selen i wiele droższych materiałów.

Napylanie polimerowe przewodami aluminiowymi jest również stosowane do elastycznych ogniw słonecznych z folii. Taka struktura sprawia, że ​​panele są zaskakująco cienkie i lekkie.

Ta technologia dopiero się rozwija, ale fakt, że ma ona wspaniałe perspektywy, nie ulega wątpliwości. Ale rozważymy elastyczne panele w szerokim znaczeniu tej definicji.

Bardziej szczegółowo na temat zasad działania baterii słonecznych można przeczytać po ich przekazaniu odniesienie.

Zalety elastycznych ogniw słonecznych

Zalety elastycznych paneli słonecznych sprawiają, że ta metoda wytwarzania energii elektrycznej jest jedną z najbardziej obiecujących:

• waga;
• rozmiar;
• elastyczność;
• wydajność;
• uniwersalność;
• rentowność;
• przyjazność dla środowiska;
• łatwość obsługi.

Geometryczne i fizyczne parametry paneli, takie jak rozmiar i waga, mają ogromne znaczenie, ponieważ do dostarczania energii elektrycznej do całego domu mieszkalnego paneli wymagana jest duża liczba, przy użyciu ciężkich modeli konieczne może być wzmocnienie struktury budynku, co znacznie zwiększy koszt instalacja.

Wydajność akumulatorów silikonowych jest dość wysoka. Trudno jest oszacować wydajność w tym przypadku, panele półprzewodników są w stanie przekształcić światło w energię elektryczną średnio o 20%.

Oznacza to, że jeśli moc promieniowania słonecznego wynosi 200 W, zostanie odebrane około 40 W energii elektrycznej.

Elastyczne amorficzne panele słoneczne są znacznie bardziej tolerancyjne na pochmurną pogodę niż konwencjonalne sztywne struktury na bazie krzemu.

Dla porównania, standardowa bateria słoneczna może pracować tylko w 10% swojej pojemności przy pochmurnej pogodzie, podczas gdy elastyczny panel daje około 50% swoich nominalnych wartości.

Sunlight to darmowy i nieograniczony zasób. Jest to niewątpliwy plus, w którym wyrażana jest absolutna wydajność paneli słonecznych.

Ponadto ta metoda produkcji energii jest całkowicie przyjazna dla środowiska, nie wpływa na stan środowiska i jej nie szkodzi.

Co więcej, rezygnując z popularnej alternatywy dla energii słonecznej - elektrowni cieplnych, ludzkość obniża poziom zanieczyszczenia powietrza.

Wady elastycznych paneli słonecznych

Brakuje również wad elastycznych paneli słonecznych. Po pierwsze, technologia ta dopiero się rozwija i nie osiągnęła jeszcze szczytów swoich możliwości. Dzięki wydajności elastyczne amorficzne baterie są gorsze od sztywnych poli- lub pojedynczych kryształów.

Po drugie, cienka folia i minimalna warstwa rozpylania stosunkowo szybko zawodzą. Okres gwarancji na takie panele wynosi około 3 lata.

Następnie ogniwa fotowoltaiczne zaczynają stopniowo się rozpadać i wymagają wymiany.

Inne wady są nieodłączne dla wszystkich typów ogniw słonecznych:

• czas zwrotu;
• wysoki koszt;
• duża liczba drogiego sprzętu, oprócz samych baterii;
• zależność od pogody.

Elastyczny panel o mocy około 150 watów kosztuje około 40 tys. pocierać. lub więcej, w zależności od producenta. 20 baterii, zestaw baterii i dodatkowy sprzęt będzie kosztować okrągłą sumę. Biorąc pod uwagę koszt 1 kWh energii elektrycznej na opłacenie systemu, będziesz miał ponad rok.

Gdzie i jak wykorzystywana jest energia słoneczna?

Elastyczne panele są używane w różnych obszarach. Zanim wykonasz projekt zaopatrzenia w energię w domu za pomocą tych paneli słonecznych, dowiedz się, gdzie są one używane i jakie są ich cechy w naszym klimacie.

Zakres ogniw słonecznych

Zastosowanie elastycznych ogniw słonecznych jest bardzo szerokie. Są z powodzeniem stosowane w elektronice, elektryfikacji budynków, przemyśle samochodowym i lotniczym, na obiektach kosmicznych.

W budownictwie takie panele są wykorzystywane do zasilania budynków mieszkalnych i przemysłowych.

Przenośne ładowarki zasilane energią słoneczną są dostępne dla wszystkich i są sprzedawane wszędzie.

Duże elastyczne panele podróżne do produkcji energii elektrycznej w dowolnym miejscu na świecie są bardzo popularne wśród podróżnych.

Bardzo nietypowym, ale praktycznym pomysłem jest wykorzystanie nawierzchni drogowej jako podstawy elastycznych baterii. Specjalne elementy są chronione przed uderzeniami i nie boją się dużych obciążeń.

Ten pomysł został już wdrożony. „Słoneczna” droga dostarcza energii okolicznym wioskom, nie zajmując ani jednego dodatkowego metra ziemi.

Cechy wykorzystania elastycznych paneli amorficznych

Ci, którzy planują rozpocząć korzystanie z elastycznych paneli słonecznych jako źródła energii elektrycznej dla swojego domu, powinni znać cechy ich działania.

Po pierwsze, użytkownicy są zaniepokojeni pytaniem, co robić w zimie, kiedy godziny dzienne są krótkie i nie ma wystarczającej ilości energii elektrycznej do obsługi wszystkich urządzeń?

Tak, w warunkach pochmurnej pogody i krótkiego światła dziennego wydajność paneli spada. Cóż, gdy istnieje alternatywa w postaci możliwości przełączenia na scentralizowane zasilanie. Jeśli nie, musisz zaopatrzyć się baterie i ładuj je w dni, kiedy pogoda jest sprzyjająca.

Ciekawą cechą ogniw słonecznych jest to, że gdy fotokomórka jest podgrzewana, jej wydajność jest znacznie zmniejszona.

Liczba jasnych dni w roku zależy od regionu. Oczywiście na południu bardziej racjonalne jest używanie elastycznych baterii, ponieważ słońce świeci tam dłużej i częściej.

Ponieważ w ciągu dnia Ziemia zmienia swoje położenie względem Słońca, lepiej jest ustawić panele uniwersalnie - to znaczy od strony południowej pod kątem około 35-40 stopni. Sytuacja ta będzie odpowiednia w godzinach porannych i wieczornych oraz w południe.

Instrukcja instalacji paneli słonecznych na dachu

Jeśli zdecydujesz, że amorficzne elastyczne panele słoneczne na bazie krzemu są tym, czego potrzebujesz, aby dostarczyć energię elektryczną do prywatnego domu, rozpocznij planowanie prac.

Wybierz odpowiedni sprzęt i oszacuj przybliżoną liczbę paneli. Następnie przeczytaj zasady instalacji i późniejszej konserwacji ogniw słonecznych.

Pamiętaj jednak, że stosowanie tradycyjnych analogów krzemowych i pojedynczych kryształów jest jeszcze bardziej wydajne.

Krok # 1. Oblicz liczbę paneli

Każda praca zaczyna się od projektu. W przypadku projektu należy dokonać niezbędnych obliczeń, a mianowicie:

• dzienne zużycie energii elektrycznej;
• całkowita wymagana moc fotowoltaiczna;
• pojemność baterii;
• liczba paneli.

Najprostszym jest obliczenie zużycia energii. Aby to zrobić, weź pod uwagę absolutnie wszystko, bez wyjątku, urządzenia elektryczne, których używasz lub teoretycznie możesz użyć.

Prosty przykład:

• lodówka - 200 W;
• komputer - 300 watów;
• TV - 150 watów;
• Oszczędne żarówki - 5 sztuk po 20 watów.

Moc każdego urządzenia musi być podana w dokumentacji lub na obudowie. Po dodaniu wszystkich danych otrzymujemy 750 watów. Na podstawie tej wartości zostanie wybrana falownik - urządzenie przekształcające prąd stały w prąd przemienny o żądanej częstotliwości.

Upewnij się, że masz niewielki margines i wybierz falownik o mocy 0,5 kW większej niż obliczona wartość. Oznacza to, że dla całkowitej mocy 0,75 kW urządzenie nie będzie pasowało słabiej niż 1,25 kW

Po tym musisz podnieść baterie. Pojemność akumulatora (na przykład 200 A ∙ h) wskazuje prąd, jaka moc zostanie dostarczona przy danym napięciu przez jedną godzinę.

Możesz obliczyć wymaganą wydajność dzieląc całkowitą moc odbiorników przez napięcie wyjściowe baterii słonecznej. W naszym przykładzie używamy baterii 12 V. 750/12 = 62,5 Ah ∙ h.

Ale ta formuła nie jest całkowicie poprawna, ponieważ większości baterii nie można rozładować do 0. Istnieje pewien limit, na przykład 40%. Jeśli poziom naładowania spadnie poniżej, znacząco wpływa to na żywotność i jakość akumulatora.

Ten wskaźnik należy również dodać do formuły:

750 W / (12 Vх0,4) = 156,25 A ∙ h.

Aby osiągnąć taką pojemność, można połączyć w grupę 2 akumulatory po 100 Ah każdy.

Liczba paneli jest obliczana na podstawie mocy wybranego modelu i regionu, w którym zostaną zainstalowane. Wartość regionu jest trudna do przecenienia.

Najlepiej byłoby znaleźć wartości dziennego poziomu promieniowania słonecznego dla danego obszaru. Dla niezawodności przyjmuje się minimalną wartość dla roku, mniej więcej na koniec grudnia.

Mnożąc tę ​​liczbę przez liczbę dni kalendarzowych w miesiącu, otrzymujemy liczbę kilowatów, co stanowi 1 m2 elastycznych paneli słonecznych w grudniu. Na przykład w Moskwie jest to 0,33 x 31 = 10,23 kW / m2, a dla Soczi - 1,25 x 31 = 38,75 kW / m2. Ten wskaźnik nazywa się liczbą punktów.

Następnie, z konwencjonalnego maksymalnego zużycia 0,75 kW przez wszystkie urządzenia w tym samym czasie, obliczamy średnie miesięczne zużycie - około 25 kW. Przez miesiąc nasze elastyczne akumulatory powinny wytwarzać co najmniej 25 000 watów i lepiej jest zrobić niewielki margines i zaokrąglić do 30 kW.

Dlatego w 1 punkcie w Moskwie powinno być 30 / 10,23 = 2,93 kW. Jeśli wybrane panele mają pojemność 150 W, zliczanie ich liczby nie jest trudne: 2,93 / 0,15 = 20 sztuk.

Po takich prostych obliczeniach można wybrać odpowiedni falownik, kontroler, sama bateria i elastyczne panele fotowoltaiczne w odpowiedniej ilości.

Krok # 2. Zasady instalacji

Instalacja elastycznych ogniw słonecznych może być przeprowadzona przez Ciebie.

Aby to zrobić, konieczne jest dokładne określenie miejsca umieszczenia paneli:

• na dachu budynku;
• na fasadzie domu;
• na samodzielnej strukturze;
• połączony system.

Najpopularniejszą opcją jest dach. Jeśli kształt lub konfiguracja dachu na to nie pozwalają, lepiej zbudować dodatkową ramę, na której można umieścić baterie. Jest droższy, ale jeśli dach jest zacieniony lub trudno dostępny, opcja ta staje się racjonalna.

Elastyczne ogniwa fotowoltaiczne na spodzie mają lepką warstwę żywiczną.

Wystarczy usunąć folię ochronną i przykleić panel w wybranym miejscu. Oczywiście, powierzchnia musi być oczyszczona i oczyszczona przed instalacją.

Z jednej strony moduł słoneczny ma 2 wyprowadzone kable. Każdy panel jest ustawiony tak, że te przewody mogą być później połączone jedną magistralą dla połączenia szeregowego.

Zalecamy również zapoznanie się z naszymi innymi materiałami, w których szczegółowo opisano schematy instalacji i metody podłączania baterii słonecznych. Czytaj więcej - tutaj.

Krok # 3. Pielęgnacja systemu po instalacji

Po zainstalowaniu elastycznych ogniw słonecznych będą musiały być stale nadzorowane i monitorowane, w przeciwnym razie ich wydajność może dramatycznie spaść. Najważniejsze jest utrzymanie paneli w czystości.

Kurz, brud, ptasie odchody - wszystkie te czynniki zmniejszają wydajność systemu, ponieważ ograniczają absorpcję światła słonecznego przez fotokomórki.

Panele słoneczne należy czyścić po zanieczyszczeniu. Dlatego nie zaleca się umieszczania ich w odległych miejscach na złożonym dachu.

Jeśli Twój system nie może być obsługiwany przez Ciebie, zawsze możesz znaleźć artystę z odpowiednim wyposażeniem i wyposażeniem. Oczywiście będzie więcej warte.

Kolejnym problemem istotnym dla naszych regionów jest śnieg. Zimą baterie zasypiają ze śniegiem i przestają działać. Opady muszą być stale oczyszczane, ale nie zbyt szorstkie, w przeciwnym razie sam sprzęt może zostać uszkodzony.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Filmy i recenzje dotyczące elastycznych paneli popularnych producentów pomogą Ci dokonać właściwego wyboru. Będziesz mógł zobaczyć, jak będzie wyglądał Twój dom po instalacji sprzętu, eksperci pomogą ci wybrać odpowiednią ilość baterii i rozważyć zasady instalacji.

W jaki sposób elastyczne panele słoneczne i z czego są wykonane:

Możliwe jest również zainstalowanie elastycznej baterii w mieszkaniu na fasadzie wieżowca, czemu nie:

Nieco więcej o produkcji i zaletach elementów elastycznych:

Panele słoneczne umożliwiają uzyskanie trwałości, a nie monitorowanie ceny benzyny i mediów. Jeśli zainwestujesz pewną kwotę raz, możesz zużywać nieograniczoną energię na korzystanie ze sprzętu gospodarstwa domowego, ogrzewanie domu i ładowanie akumulatora pojazdu elektrycznego. Coraz więcej osób przestawia się na energię alternatywną, ponieważ za nią stoi przyszłość.

Jeśli masz niezbędną wiedzę lub doświadczenie w temacie naszego artykułu, podziel się nim z naszymi czytelnikami. A może sam musiałeś zainstalować panele słoneczne? Powiedz nam, jak to zrobiłeś. Twoje komentarze mogą dodawać zdjęcia.