Prilagodljivi sončni kolektorji: vrste in lastnosti sončnih kolektorjev

Sončna energija je eden najbolj obetavnih in hitro razvijajočih se alternativnih virov električne energije. To je neomejen vir, ki ga lahko uporabite kjerkoli na planetu brez onesnaževanja okolja. Strinjam se, bi bilo lepo, če bi dobili svoj alternativni vir električne energije.

Izkazalo se je, da je sedaj sončna energija doma mogoče pretvoriti v električno energijo. Namesto obsežnih in krhkih okvirjev se vedno bolj uporabljajo prilagodljivi sončni paneli. Toda kako ga izvajati v praksi?

Pomagali bomo pri obravnavi naprave fleksibilnih sončnih kolektorjev in načela njihovega dela. Koristna priporočila o izbiri in namestitvi konstrukcij so predstavljena v našem članku. In za lažje dojemanje informacijskega materiala vsebuje tematske fotografije in videe.

Kaj so sončni kolektorji?

Da bi razumeli, ali so prilagodljive plošče primerne za proizvodnjo električne energije, morate razumeti teorijo. Kaj je solarna baterija, kako se struktura fleksibilnih modelov razlikuje od ostalih? Prav tako je zelo pomembno določiti prednosti in slabosti te vrste sončnih celic pred nakupom.

Struktura in principi delovanja fleksibilnih plošč

Načelo delovanja sončne baterije temelji na takšnem konceptu, kot je fotovoltaika. Svetlobo, kot je znano, lahko obravnavamo kot val in kot tok delcev - fotonov. Sposobnost pretvorbe fotonske energije v elektriko je fotovoltaična.

Polprevodnik je material, ki ima posebno strukturo atoma. Polprevodnik n-tipa ima dodatne elektrone, manjkajo pa atomi p-tipa. Za sestavljanje fotocelice združite 2 vrsti materialov, ki tvorita dvoslojno strukturo.

Ločene foto celice so združene v plošče. Plošče so lahko trdne, v trdnem kovinskem okvirju. Zdaj obstaja težnja po poenostavitvi oblikovanja foto panelov. Priljubljenost pridobiva prilagodljive in lahke sončne celice.

Načelo delovanja sončne baterije lahko opišemo kot:

1. Sončna svetloba udari na površino fotocelice s strani n-plasti.
2. Fotoni trčijo s polprevodniškimi atomi, "izločijo" dodatne elektrone.
3. Prosti elektroni se premikajo proti p-sloju in vstopajo v atome s pomanjkanjem delcev.
4. Posledično zgornja plast deluje kot katoda, spodnja plast pa deluje kot anoda.
5. Proizveden enosmerni tok, ki lahko enostavno napolni baterijo.

Kot polprevodnik se uporabljajo silicij, selen in veliko dražji materiali.

Polimerno brizganje z aluminijastimi vodniki se uporablja tudi za fleksibilne filmske sončne celice. Zaradi takšne strukture so plošče presenetljivo tanke in lahke.

Ta tehnologija se šele začenja razvijati, toda dejstvo, da ima velike možnosti, je nedvomno. Upoštevali pa bomo prilagodljive panele v širšem pomenu opredelitve.

Natančneje o načelih delovanja sončnih baterij je mogoče prebrati, ko smo jih prenesli sklic.

Prednosti prilagodljivih sončnih celic

Prednosti prilagodljivih sončnih kolektorjev omogočajo, da je ta metoda proizvodnje električne energije ena najbolj obetavnih:

• teža;
• velikost;
• elastičnost;
• uspešnost;
• univerzalnost;
• donosnost;
• prijaznost do okolja;
• enostavno upravljanje.

Geometrijski in fizikalni parametri panelov, kot so velikost in teža, so zelo pomembni, ker za zagotavljanje električne energije celotni stanovanjski stavbi potrebno je veliko število, pri uporabi težkih modelov pa bo morda treba okrepiti zgradbo, kar bo znatno povečalo stroške namestitve.

Delovanje silicijevih baterij je precej visoko. V tem primeru je težko oceniti učinkovitost, plošče polprevodnikov pa lahko v povprečju pretvorijo svetlobo v elektriko za 20%.

To pomeni, da če je moč sončnega sevanja 200 W, bo prejetih okoli 40 W električne energije.

Prilagodljivi amorfni sončni kolektorji so precej bolj tolerantni oblačnega vremena kot običajne toge silicijeve strukture.

Za primerjavo, standardna solarna baterija lahko v oblačnem vremenu deluje le pri 10% zmogljivosti, medtem ko fleksibilna plošča zagotavlja približno 50% nazivnih vrednosti.

Sončna svetloba je brezplačen in neomejen vir. To je njegov nedvomni plus, v katerem je izražena absolutna učinkovitost sončnih kolektorjev.

Poleg tega je ta metoda pridobivanja energije popolnoma okolju prijazna, ne vpliva na stanje okolja in ji ne škoduje.

Poleg tega človeštvo z opuščanjem priljubljene alternative za sončno energijo - termoelektrarne, zmanjšuje stopnjo onesnaženosti zraka.

Pomanjkljivosti prilagodljivih sončnih celic

Pomanjkljive so tudi prilagodljive sončne celice. Prvič, ta tehnologija se razvija in še ni dosegla vrhunca svojih zmogljivosti. Z zmogljivostjo so prilagodljive amorfne baterije slabše od togih poli- ali enokristalnih.

Drugič, tanko folijo in minimalno plast razprševanja razmeroma hitro propadejo. Garancijska doba za takšne plošče je približno 3 leta.

Po tem se fotovoltaične celice začnejo postopoma razgrajevati in zahtevajo zamenjavo.

Druge pomanjkljivosti so del vseh vrst sončnih celic:

• čas povračila;
• visoki stroški;
• veliko število dragih naprav, poleg baterij samih;
• odvisnost od vremena.

Fleksibilna plošča z močjo okoli 150 vatov stane približno 40 tisoč. drgnite. ali več, odvisno od proizvajalca. 20 baterij, komplet baterij in dodatna oprema bo stala okroglo. Ob upoštevanju stroškov za 1 kWh električne energije za plačilo sistema boste imeli več kot eno leto.

Kje in kako se uporablja sončna energija?

Fleksibilne plošče se uporabljajo na različnih področjih. Preden izvedete projekt oskrbe z energijo doma s pomočjo teh sončnih kolektorjev, ugotovite, kje se uporabljajo in kakšne so značilnosti njihove uporabe v našem podnebju.

Obseg sončnih celic

Uporaba prilagodljivih sončnih celic je zelo široka. Uspešno se uporabljajo v elektroniki, elektrifikaciji zgradb, avtomobilski in letalski industriji, na vesoljskih objektih.

Pri gradnji se takšne plošče uporabljajo za oskrbo stanovanjskih in industrijskih stavb z električno energijo.

Prenosni polnilniki na sončno energijo so na voljo vsem in se prodajajo povsod.

Velike prilagodljive potovalne plošče za rudarstvo električne energije kjerkoli na svetu so zelo priljubljene med potniki.

Zelo nenavadna, vendar praktična ideja je, da se kot osnova za fleksibilne baterije uporabi podvozje. Posebni elementi so zaščiteni pred udarci in se ne bojijo težkih bremen.

Ta ideja je bila že izvedena. »Sončna« cesta zagotavlja energijo okoliškim vasicam, medtem ko ne zaseda nobenega dodatnega metra zemlje.

Značilnosti uporabe fleksibilnih amorfnih plošč

Tisti, ki nameravajo začeti uporabljati prilagodljive sončne celice kot vir električne energije za svoj dom, morajo poznati značilnosti njihovega delovanja.

Prvič, uporabniki so zaskrbljeni zaradi vprašanja, kaj je treba storiti pozimi, ko so dnevne svetlobe kratke in ni dovolj električne energije za delovanje vseh naprav?

Da, v pogojih oblačnega vremena in kratke dnevne svetlobe se učinkovitost plošč zmanjša. No, če obstaja alternativa v obliki možnosti prehoda na centralizirano napajanje. Če ne, morate zaloge baterije in jih zaračunavajte v dneh, ko je vreme ugodno.

Zanimiva lastnost solarnih celic je v tem, da se fotocelica pri segrevanju bistveno zmanjša.

Število jasnih dni na leto je odvisno od regije. Seveda, na jugu je bolj smiselno uporabljati fleksibilne baterije, saj sonce tam sije dlje in pogosteje.

Ker čez dan Zemlja spreminja svoj položaj glede na Sonce, je bolje, da panele postavimo na splošno - to je od južne strani pod kotom približno 35-40 stopinj. Ta situacija bo pomembna v jutranjih in večernih urah in opoldne.

Navodila za montažo sončnih kolektorjev na strehi

Če se odločite, da so amorfni silicijevi fleksibilni sončni kolektorji tisto, kar potrebujete za oskrbo z električno energijo v zasebnem domu, začnite načrtovati delo.

Izberite ustrezno opremo in ocenite približno število panelov. Nato preberite pravila namestitve in nadaljnjega vzdrževanja sončnih celic.

Vendar ne pozabite, da je uporaba tradicionalnih silicijevih poli in enokristalnih analogov še vedno veliko bolj produktivna.

Korak # 1. Izračunajte število plošč

Vsako delo se začne s projektom. Za oblikovanje potrebujete potrebne izračune, in sicer:

• dnevna poraba električne energije;
• skupna zahtevana fotovoltaična energija;
• zmogljivost baterije;
• število plošč.

Najenostavnejši je izračun porabe energije. Če želite to narediti, upoštevajte absolutno vse, brez izjeme, električne naprave, ki jih uporabljate ali jih teoretično lahko uporabljate.

Preprost primer:

• hladilnik - 200 W;
• računalnik - 300 vatov;
• TV - 150 vatov;
• Varčne žarnice - 5 kosov po 20 vatov.

Moč vsake naprave mora biti navedena v dokumentaciji ali na primeru. Po dodajanju vseh podatkov dobimo 750 vatov. Na podlagi te vrednosti je izbrana pretvornik - naprava, ki pretvarja enosmerni tok v izmenični tok z želeno frekvenco.

Prepričajte se, da ste naredili majhen rob in izberite pretvornik z močjo 0,5 kW močnejši od izračunane vrednosti. To pomeni, da za skupno moč 0,75 kW naprava ne bo ustrezala šibkejšim od 1,25 kW

Ko boste morali pobrati baterije. Zmogljivost akumulatorja (na primer 200 A) h) označuje tok, ki bo električno energijo oddajal pri dani napetosti eno uro.

Potrebno zmogljivost lahko izračunate tako, da skupno moč porabnikov delite z izhodno napetostjo sončne baterije. V našem primeru uporabljamo 12 voltne baterije. 750/12 = 62,5 Ah. H.

Vendar ta formula ni povsem pravilna, saj večine baterij ni mogoče izprazniti do 0. Obstaja določena meja, na primer 40%. Če raven napolnjenosti pade pod, to bistveno vpliva na življenjsko dobo in kakovost baterije.

Ta kazalnik je treba dodati tudi v formulo:

750 W / (12 Vh0,4) = 156,25 A. H.

Da bi dosegli takšno zmogljivost, lahko skupino 2 baterij po 100 Ah vsak združimo v sistem.

Število panelov se izračuna na podlagi moči izbranega modela in regije, v kateri bodo nameščeni. Vrednost regije je težko preceniti.

V idealnem primeru morate najti vrednosti dnevnega nivoja sončnega sevanja za vaše območje. Za zanesljivost se upošteva najnižja vrednost za leto, približno konec decembra.

Če pomnožimo to število s številom koledarskih dni v mesecu, dobimo število kilovatov, ki v decembru predstavljajo 1 m2 prilagodljivih sončnih celic. Na primer, v Moskvi je 0,33 x 31 = 10,23 kW / m2, za Soči pa 1,25 x 31 = 38,75 kW / m2. Ta kazalnik se imenuje število točk.

Od konvencionalnega maksimuma 0,75 kW, ki ga porabijo vse naprave hkrati, izračunamo povprečno mesečno porabo - okoli 25 kW. Naši fleksibilni akumulatorji bi morali za mesec dni izdelati najmanj 25.000 vatov, zato je bolje, da naredimo majhen rob in okroglo do 30 kW.

Zato bi morala biti na 1 točki v Moskvi 30 / 10,23 = 2,93 kW. Če imajo izbrane plošče kapaciteto 150 W, potem štetje njihovega števila ni težavno: 2.93 / 0.15 = 20 kosov.

Po tako enostavnih izračunih lahko izberete ustrezen pretvornik, krmilnik, baterija in prilagodljivi fotonapetostni paneli sami v pravi količini.

2. korak. Pravila za namestitev

Namestitev prožnih sončnih celic lahko izvedete sami.

Da bi to naredili, je treba natančno določiti, kam boste postavili plošče:

• na strehi stavbe;
• na fasadi hiše;
• na samostojni strukturi;
• kombinirana shema.

Najbolj priljubljena možnost je na strehi. Če oblika ali konfiguracija strehe tega ne dopušča, je bolje zgraditi dodaten okvir, na katerega bi lahko namestili baterije. To je dražje, če pa je streha zasenčena ali težko dostopna, postane ta možnost racionalna.

Prilagodljive sončne fotonapetostne celice na spodnji strani imajo lepljivo smolnato plast.

Dovolj je, da odstranite zaščitno folijo in zlepite ploščo v izbranem mestu. Seveda morate površino pred namestitvijo očistiti in očistiti.

Po eni strani ima solarni modul dva izpeljana kabla. Vsaka plošča je nameščena tako, da se lahko te žice kasneje združijo z enim vodilom za serijsko povezavo.

Priporočamo tudi branje našega drugega materiala, kjer so podrobno opisane instalacijske sheme in metode za povezovanje solarnih baterij. Preberite več - tukaj.

Korak # 3. Nega sistema po vgradnji

Po namestitvi fleksibilnih sončnih celic jih je treba nenehno skrbeti in nadzorovati, sicer lahko njihova učinkovitost dramatično pade. Glavna stvar je, da so plošče čiste.

Prah, umazanija, ptičji iztrebki - vsi ti dejavniki zmanjšujejo učinkovitost sistema, saj omejujejo absorpcijo sončne svetlobe s pomočjo fotocelic.

Sončne celice je treba očistiti, ko so kontaminirane. Zato ni priporočljivo, da jih postavite na oddaljenih mestih na kompleksni strehi.

Če sistema ne morete servisirati, lahko vedno najdete umetnika z ustrezno opremo in opremo. Seveda bo vredno več.

Drug problem, ki je pomemben za naše regije, je sneg. Pozimi baterije zaspijo s snegom in prenehajo delovati. Padavine morajo biti stalno očiščene, vendar ne preveč grobe, sicer se lahko oprema poškoduje.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Videoposnetki in pregledi, ki gledajo na prilagodljive plošče priljubljenih proizvajalcev, vam bodo pomagali narediti pravo izbiro. Videli boste, kako bo vaša hiša skrbela za namestitev opreme, strokovnjaki vam bodo pomagali izbrati pravo količino baterij in upoštevati pravila namestitve.

Kako so prilagodljivi sončni kolektorji in kaj so izdelani:

Prav tako je možno namestiti prilagodljivo baterijo v stanovanje na pročelju visokih zgradb, zakaj ne:

Nekaj ​​več o proizvodnji in prednostih prilagodljivih elementov:

Solarni paneli omogočajo, da postanejo nehlapni, ne da bi spremljali ceno bencina in komunalnih storitev. Če enkrat naložite določeno količino, lahko porabite neomejeno količino energije za uporabo gospodinjskih aparatov, ogrevanje doma in polnjenje akumulatorja električnega vozila. Vedno več ljudi prehaja na alternativno energijo, saj za njo stoji prihodnost.

Če imate potrebno znanje ali izkušnje na temo našega članka, prosimo, da ga delite z našimi bralci. Ali pa ste morali sami namestiti sončne celice? Povejte nam, kako ste to naredili. Vaši komentarji lahko dodajo fotografije.