Флексибилни соларни панели: преглед типичних дизајна, њихових карактеристика и могућности повезивања

Соларна енергија је један од најперспективнијих и најбрже развијајућих алтернативних извора електричне енергије.Ово је неограничен ресурс који се може користити било где на планети без загађивања животне средине. Слажем се, било би лепо имати сопствени алтернативни извор електричне енергије.

Испоставило се да сада можете претворити соларну енергију у електричну енергију код куће. Уместо гломазних и крхких оквирних панела, сада се све више користе флексибилни соларни панели. Али како се то може применити у пракси?

Помоћи ћемо вам да разумете структуру флексибилних соларних панела и принцип њиховог рада. Корисне препоруке за избор и уградњу конструкција представљене су у нашем чланку. А ради лакше перцепције информација, чланак садржи тематске фотографије и видео записе.

Шта су соларни панели?

Да бисте разумели да ли су флексибилни панели прави за вас за производњу електричне енергије, морате разумети теорију.

Шта је соларна батерија, како се структура флексибилних модела разликује од других? Такође је веома важно да пре куповине сазнате предности и мане ове врсте соларних ћелија.

Структура и принципи рада флексибилних панела

Принцип рада соларне батерије заснован је на концепту фотонапона.Светлост, као што је познато, може се посматрати и као талас и као ток честица - фотона. Могућност претварања енергије фотона у електричну енергију је фотонапон.

Први прототипови модерних соларних панела измишљени су још 50-их година. Од тада су се значајно променили и по изгледу и по принципу рада. Фотонапонски ефекат је омогућен употребом полупроводника

Полупроводник је материјал који има посебну атомску структуру. Полупроводник н-типа има додатне електроне, док их атоми у полупроводнику п-типа немају. За склапање фотоћелије, 2 врсте материјала се комбинују да би се формирала двослојна структура.

Појединачне фотоћелије су комбиноване у панеле. Панели могу бити чврсти, у издржљивом металном оквиру. Сада постоји тенденција да се олакша дизајн фото панела. Флексибилне и лагане соларне ћелије постају све популарније.

Принцип рада соларне батерије може се описати на следећи начин:

1. Сунчева светлост погађа површину фотоћелије са стране н-слоја.
2. Фотони се сударају са атомима полупроводника, "избијајући" додатне електроне.
3. Слободни електрони се крећу ка п-слоју и завршавају у атомима са недостатком честица.
4. Као резултат, горњи слој делује као катода, а доњи слој делује као анода.
5. Генерише се једносмерна струја која може лако напунити батерију.

Као полупроводници користе се силицијум, селен и многи други скупљи материјали.

Једносмерна струја добијена од соларног панела мора се претворити у наизменичну струју, јер већина електричних уређаја ради на њој

За флексибилне филмске соларне ћелије користи се и полимерни премаз са алуминијумским проводницима.Ова структура чини панеле изненађујуће танким и лаганим.

Ова технологија тек почиње да се развија, али нема сумње да има велике перспективе. Али ми ћемо погледати флексибилне панеле у ширем смислу ове дефиниције.

Више о принципима рада соларних панела можете прочитати кликом на линк.

Предности флексибилних соларних ћелија

Предности флексибилних соларних панела чине овај метод производње електричне енергије једним од најперспективнијих:

• тежина;
• величина;
• еластичност;
• перформансе;
• свестраност;
• ефикасност;
• еколошка прихватљивост;
• једноставност рада.

Геометријски и физички параметри панела, као што су величина и тежина, су од велике важности, јер ће за снабдевање електричном енергијом читаве стамбене зграде бити потребан велики број панела; када се користе тешки модели, можда ће бити потребно ојачати конструкцију зграде, што ће значајно повећати трошкове уградње.

Лагани и компактни флексибилни елементи неће значајно утицати на расподелу оптерећења на оквир зграде. Не представљају никакву опасност за кровни покривач

Перформансе силицијумских батерија су прилично високе. Тешко је проценити ефикасност у овом случају, полупроводнички панели су у стању да претворе светлост у електричну енергију у просеку за 20%.

То јест, ако је снага сунчевог зрачења 200 В, добиће се око 40 В електричне енергије.

Флексибилни аморфни соларни панели су много толерантнији на облачно време од конвенционалних крутих структура на бази силицијума.

За поређење, стандардни соларни панел може да ради само са 10% свог капацитета по облачном времену, док флексибилни панел може да ради са око 50% своје номиналне снаге.

Флексибилност соларне батерије омогућава да се опреми крововима са неравним површинама, поплочаним крововима и покривачима сложених облика. У исто време, они су прилично разноврсни, погодни за уградњу на кров или фасаду зграде

Сунчева светлост је бесплатан и неограничен ресурс. Ово је његова несумњива предност, која одражава безусловну ефикасност соларних панела.

Поред тога, овај начин производње енергије је потпуно еколошки прихватљив и ни на који начин не утиче на животну средину нити јој штети. Штавише, напуштањем популарне алтернативе соларној енергији – термоелектрана, човечанство смањује ниво загађења ваздуха.

Недостаци флексибилних соларних панела

Флексибилни соларни панели такође имају доста недостатака. Прво, ова технологија се тек развија и још није достигла врхунац својих могућности. У погледу перформанси, флексибилне аморфне батерије су инфериорне у односу на круте поли- или монокристалне.

Структура и принцип рада флексибилних панела је прилично сложен, али свако може да их користи. Довољно је правилно инсталирати и повезати опрему

Друго, танка фолија и минимални слој премаза пропадају релативно брзо. Гарантни рок за такве панеле је око 3 године.

Након тога, фотоћелије почињу да се постепено кваре и захтевају замену.

Добра вест је да се ова индустрија брзо развија и да се већ појављују издржљивији и моћнији примери флексибилних соларних панела на бази аморфног силицијума

Остали недостаци су инхерентни свим врстама соларних панела:

• Период отплате;
• висока цена;
• велики број скупе опреме, поред самих батерија;
• зависност од временских услова.

Флексибилна плоча снаге око 150 В кошта око 40 хиљада рубаља. или више, у зависности од произвођача. 20 батерија, комплет батерија и додатна опрема коштаће уредно. Узимајући у обзир трошкове 1 кВ сата електричне енергије, мораћете да плаћате систем више од једне године.

Где и како се користи соларна енергија?

Флексибилни панели се користе у различитим областима. Пре него што направите пројекат за напајање вашег дома помоћу ових соларних панела, сазнајте где се користе и које су карактеристике њихове употребе у нашим климатским условима.

Област примене соларних панела

Употреба флексибилних соларних панела је веома широка. Успешно се користе у електроници, електрификацији зграда, производњи аутомобила и авиона и свемирским објектима.

У грађевинарству се такви панели користе за снабдевање електричном енергијом стамбених и индустријских зграда.

Соларна енергија може бити једини извор електричне енергије, или може дуплирати традиционалну шему напајања, тако да у случају недовољне ефикасности током одређеног периода, кућа не остане без струје.

Преносиви пуњачи на бази флексибилних соларних ћелија доступни су свима и продају се свуда. Велики флексибилни туристички панели за производњу електричне енергије у било ком углу света су веома популарни међу путницима.

Веома необична, али практична идеја је да се површина пута користи као основа за флексибилне батерије. Специјални елементи су заштићени од удараца и не плаше се великих оптерећења.

Флексибилне батерије су такође добре јер се могу користити у скоро свакој ситуацији. Лако се могу поставити на кров аутомобила или на труп јахте.

Ова идеја је већ реализована. „Соларни“ пут обезбеђује енергију околним селима, а да не заузима ниједан додатни метар земље.

Карактеристике употребе флексибилних аморфних панела

Они који планирају да почну да користе флексибилне соларне панеле као извор електричне енергије за свој дом треба да знају специфичности њиховог рада.

Соларни панели са флексибилном металном базом користе се тамо где се постављају повећани захтеви за отпорност на хабање мини-електрана:

Пре свега, кориснике брине питање: шта да раде зими, када је дан кратак и нема довољно струје за рад свих уређаја?

Да, у облачном времену и кратком дневном времену, перформансе панела се смањују. Добро је када постоји алтернатива у виду могућности преласка на централизовано напајање. Ако га немате, морате да направите залихе батерије и наплаћују их у дане када је време повољно.

Занимљива карактеристика соларних ћелија је да када се соларна ћелија загреје, њена ефикасност се значајно смањује.

У летњој врућини панели се загревају, али раде лошије. Зими, по сунчаном дану, фотоћелије су у стању да ухвате више светлости и претворе је у енергију

Број ведрих дана у години зависи од региона. Наравно, на југу је рационалније користити флексибилне батерије, јер сунце тамо сија дуже и чешће.

Пошто Земља током дана мења свој положај у односу на Сунце, боље је поставити панеле универзално - то јест, на јужној страни под углом од око 35-40 степени.Ова ситуација ће бити релевантна и у јутарњим и вечерњим сатима и у подне.

Упутство за постављање соларних панела на кров

Ако одлучите да су флексибилни соларни панели на бази аморфног силицијума оно што вам је потребно за снабдевање електричном енергијом приватног дома, почните да планирате посао.

Изаберите одговарајућу опрему и процените приближан број панела. Затим прочитајте правила за уградњу и накнадно одржавање соларних ћелија.

Али запамтите да је употреба традиционалних силицијумских поли- и монокристалних аналога и даље много продуктивнија.

Корак 1. Прорачун броја панела

Сваки посао почиње пројектом. За дизајн морате извршити потребне прорачуне, и то:

• дневна потрошња електричне енергије;
• укупна потребна снага фотоћелија;
• капацитет батерије;
• број панела.

Најједноставније је израчунати потрошњу електричне енергије. Да бисте то урадили, морате узети у обзир апсолутно све електричне уређаје које користите или теоретски можете користити.

Једноставан пример:

• фрижидер - 200 В;
• рачунар - 300 В;
• ТВ – 150 В;
• економичне сијалице - 5 комада по 20 В.

Снага сваког уређаја мора бити назначена у његовој документацији или на кућишту. Након додавања свих података добијамо 750 В. На основу ове вредности се бира инвертер - уређај који једносмерну струју претвара у наизменичну на потребној фреквенцији.

Обавезно направите малу маргину и изаберите инвертер 0,5 кВ јачи од израчунате вредности. То јест, за укупну снагу од 0,75 кВ, погодан је уређај који није слабији од 1,25 кВ

За правилно повезивање, соларни панели су повезани на батерије преко контролера.Немојте мешати контакте - плус на плус, минус на минус. Из батерије се струја шаље у претварач, а затим у електричне уређаје

Затим морате одабрати батерије. Капацитет батерије (на пример, 200 А∙х) показује колика ће се струја производити на датом напону за сат времена.

Потребан капацитет можете израчунати тако што ћете укупну снагу потрошача поделити са излазним напоном соларне батерије. У нашем примеру користимо батерије од 12 волти. 750 /12 = 62,5 А∙х.

Али ова формула није сасвим тачна, пошто се већина батерија не може испразнити до 0. Постоји одређена граница, на пример 40%. Ако ниво напуњености падне испод овог, то значајно утиче на радни век и перформансе батерије.

Овај индикатор такође треба додати у формулу:

750 В/(12Вк0,4)=156,25 А∙х.

Да бисте постигли такав капацитет, можете комбиновати групу од 2 батерије од 100 Ах свака у систем.

Број панела се израчунава на основу снаге изабраног модела и региона у којем ће бити инсталирани. Важност региона је тешко преценити. У идеалном случају, морате пронаћи дневне нивое сунчевог зрачења за вашу област. За поузданост се узима минимална вредност за годину, отприлике крајем децембра.

Шематски, ниво инсолације у различитим регионима може се приказати на следећи начин. Нумеричке вредности се могу наћи у специјализованим референтним књигама или на Интернету

Помноживши ову цифру са бројем календарских дана у месецу, добијамо број киловата по 1 м2 флексибилне соларне батерије за децембар. На пример, у Москви је 0,33к31=10,23 кВ/м2, а за Сочи – 1,25к31=38,75 кВ/м2. Ова цифра се зове број пико-часова.

Затим, од условних максимума од 0,75 кВ који троше сви уређаји истовремено, израчунавамо просечну месечну потрошњу - око 25 кВ. За месец дана наше флексибилне батерије треба да произведу најмање 25.000 В, али је боље направити малу резерву и заокружити на 30 кВ.

Дакле, за 1 пико-сат у Москви би требало да буде 30/10,23 = 2,93 кВ. Ако изабрани панели имају снагу од 150 В, онда није тешко израчунати њихов број: 2,93/0,15 = 20 комада.

Након таквих једноставних прорачуна, можете одабрати одговарајући претварач, контролор, батерија и сами флексибилни фотонапонски панели у потребној количини.

Корак 2. Правила инсталације

Инсталацију флексибилних соларних ћелија можете сами да урадите.

Да бисте то урадили, морате одлучити где ћете тачно поставити своје панеле:

• на крову зграде;
• на фасади куће;
• на самостојећој конструкцији;
• комбинована шема.

Најпопуларнија опција је на крову. Ако облик или конфигурација крова то не дозвољава, боље је изградити додатни оквир на који ће се поставити батерије. Ово је скупље, али ако је кров засјењен или тешко доступан, ова опција постаје рационална.

Локација на фасади се користи када нема довољно простора на крову. Панели могу постати део дизајнерске идеје и играти улогу декорације дома

Флексибилне соларне фотонапонске ћелије имају лепљиви смоласти слој на доњој страни.

Довољно је уклонити заштитни филм и залепити панел на изабрано место. Наравно, површина мора бити очишћена и опрана пре уградње.

За инсталацију нису потребни специјални алати. Главна ствар је да водите рачуна о својој безбедности док радите на крову.Такође је веома важно пратити дијаграм повезивања опреме и не прекидати редослед

На једној страни модул соларне батерије има 2 кабла. Сваки панел је постављен тако да се ове жице касније могу комбиновати у једну магистралу за серијску везу.

Такође препоручујемо да прочитате наш други материјал, који детаљно описује дијаграме инсталације и методе за повезивање соларних панела. Детаљније - Ево.

Корак #3. Брига о систему након инсталације

Једном када се инсталирају флексибилне соларне ћелије, мораће да се стално одржавају и надгледају, иначе њихова ефикасност може драматично пасти. Главна ствар је да панели буду чисти. Прашина, прљавштина, птичји измет - сви ови фактори смањују перформансе система јер ограничавају апсорпцију сунчеве светлости од стране соларних ћелија.

Соларне панеле је потребно обрисати када се запрљају. Због тога се не препоручује постављање на тешко доступна места на сложеном крову.

Ако не можете сами да сервисирате ваш систем, увек можете пронаћи извођача радова са одговарајућом технологијом и опремом. Наравно, то ће коштати више.

Соларне панеле на бази аморфног силицијума, као и њихове тврде колеге, можете прати обичним влажним сунђером или крпом од микровлакана. Панел се не плаши воде (на крају крајева, ова опрема се поставља на отвореном), ако их редовно перете, трајаће дуже

Други проблем који је релевантан за наше крајеве је снег. Зими су батерије прекривене снегом и престају да функционишу. Талог се мора стално чистити, али не превише грубо, иначе се сама опрема може оштетити.

Закључци и користан видео на тему

Видео снимци и прегледи који говоре о флексибилним панелима популарних произвођача помоћи ће вам да направите прави избор. Моћи ћете да видите како ће изгледати ваш дом након уградње опреме, стручњаци ће вам помоћи да одаберете прави број батерија и прегледате правила уградње.

Како функционишу флексибилни соларни панели и од чега су направљени:

Можете уградити флексибилну батерију у стан на фасади вишеспратнице, зашто не:

Још мало о производњи и предностима флексибилних елемената:

Соларни панели омогућавају да постанете енергетски независни и да не морате пратити цене бензина и комуналних услуга. Ако једном уложите одређени износ, моћи ћете да неограничено трошите енергију за коришћење кућних електричних апарата, грејање куће и пуњење батерије електричног возила. Све више људи прелази на алтернативну енергију јер је то будућност.

Ако имате потребно знање или искуство о теми нашег чланка, молимо вас да то поделите са нашим читаоцима. Или сте можда морали сами да инсталирате соларне панеле? Реци нам како си то урадио. Своје коментаре можете допунити фотографијама.